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變頻器的V/F控制與矢量控制(3)

信息來源:      發(fā)布時(shí)間:2015-06-29 08:49:40      點(diǎn)擊次數(shù):0

  3、矢量控制:

  1)矢量控制,不忽略定子繞組電阻壓降IoR對(duì)磁場(chǎng)的影響,采用(V-IoR)/F=定值控制模式,或者是勵(lì)磁電流Io=定值控制模式;

  2)它不忽略定子繞組電阻壓降IoR對(duì)磁場(chǎng)的影響,(V-IoR)/F=控制模式,或者是勵(lì)磁電流Io=定值控制模式,磁場(chǎng)是恒定的,而不是隨著頻率在下降,低頻時(shí)不存在磁場(chǎng)弱、電機(jī)轉(zhuǎn)矩不足的問題;

  3)如果磁場(chǎng)能控制在電機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)上,變頻調(diào)速時(shí)的運(yùn)行參數(shù)與工頻運(yùn)行參數(shù)的關(guān)系明確,可精確計(jì)算轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)無速度傳感器的速度閉環(huán)控制;

  4、矢量控制、V/F控制,由于都是磁場(chǎng)控制,這兩種控制方式在接近工頻運(yùn)行時(shí),磁場(chǎng)趨于一致,性能趨于一致,所以這兩種控制的差別主要在低頻端;

  “‘當(dāng)負(fù)載增大時(shí),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降時(shí),轉(zhuǎn)差增大,轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)、電流增大,轉(zhuǎn)矩增大,’補(bǔ)充一下,電流完全是開環(huán)失控狀態(tài),接下來的后果就是IGBT--咚--的一聲巨響,整臺(tái)變頻器燈滅灰飛(極端說法)。”

  1、‘當(dāng)負(fù)載增大時(shí),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降時(shí),轉(zhuǎn)差增大,轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)、電流增大,轉(zhuǎn)矩增大’是異步電機(jī)的工作轉(zhuǎn)矩原理,有了這一條,異步電機(jī)才有可能在工頻運(yùn)行了幾個(gè)世紀(jì)!

  2、如果負(fù)載嚴(yán)重過載,異步電機(jī)可能進(jìn)入堵轉(zhuǎn)區(qū),如不及時(shí)停電停車,就會(huì)燒電機(jī);

  3、變頻人都懂這個(gè)道理,所以變頻調(diào)速控制電路,設(shè)有電流失速保護(hù)電路;

  4、誰也沒有把‘當(dāng)負(fù)載增大時(shí),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降時(shí),轉(zhuǎn)差增大,轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)、電流增大,轉(zhuǎn)矩增大’與失速保護(hù)看成矛盾的,而看成是相輔相成的!

  常規(guī)V/F控制,電機(jī)的電壓降會(huì)隨著電機(jī)速度的降低而相對(duì)增加,這就導(dǎo)致由于勵(lì)磁不足而使電機(jī)不能獲得足夠的轉(zhuǎn)矩(特別是在低頻率時(shí))。也就是說常規(guī)V/F控制變頻器在低頻率時(shí)無法滿足電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的輸出。另外,在V/F控制中,用戶根據(jù)負(fù)載情況預(yù)先設(shè)定一種u/f曲線,變頻器在工作時(shí)就根據(jù)輸出頻率的變化,按照曲線特性調(diào)整其輸出電壓,也就是說V/F控制是使變頻器按照事先安排好的補(bǔ)償程度工作,不能隨負(fù)載的變化而改變。但是在以節(jié)能為目的和對(duì)速度控制精度要求不高的場(chǎng)合V/F控制變頻器以其優(yōu)越的性價(jià)比而得到廣泛的應(yīng)用。

  矢量控制變頻器的基本原理是,通過測(cè)量和控制異步電動(dòng)機(jī)定子電流矢量,根據(jù)磁場(chǎng)定向原理分別對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行控制,從而達(dá)到控制異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。具體是將異步電動(dòng)機(jī)的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流分量(勵(lì)磁電流)和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量(轉(zhuǎn)矩電流)分別加以控制,并同時(shí)控制兩分量間的幅值和相位,即控制定子電流矢量,所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。由于矢量控制可以使得變頻器根據(jù)頻率和負(fù)載情況實(shí)時(shí)的改變輸出頻率和電壓,因此其動(dòng)態(tài)性能相對(duì)完善??梢詫?duì)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行精確控制;系統(tǒng)響應(yīng)快;調(diào)速范圍廣;加減速性能好等特點(diǎn)。在對(duì)轉(zhuǎn)矩控制要求高的場(chǎng)合,以其優(yōu)越的控制性能受到用戶的贊賞。

  現(xiàn)在許多新型的通用型變頻器也具備了矢量控制功能,只是在參數(shù)設(shè)定時(shí)要求輸入完整的電機(jī)參數(shù)。因?yàn)槭噶靠刂剖且噪姍C(jī)的參數(shù)為依據(jù),因此完整的電機(jī)參數(shù)就顯得尤其重要,以便變頻器能有效的識(shí)別電機(jī),很好的對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制變頻器節(jié)能主要是因?yàn)楣に嚿洗嬖诠?jié)能空間,在不存在節(jié)能空間的電機(jī)上使用變頻器,反而會(huì)增加電耗,因?yàn)樽冾l器也要消耗部分電能。

  從本質(zhì)上說只要它做功,就要消耗電能,轉(zhuǎn)化成其他的能量,因此肯定要遵守能量守恒定律,而變頻器本身有整流中間直流電路逆變等,這就要消耗電能,從這方面講它只是增加了能耗,而并非節(jié)能。至于變頻器的節(jié)能關(guān)鍵還是看你怎樣利用。

  變頻器在工頻下運(yùn)行,具有節(jié)電功能,是事實(shí)。但是他的前提條件是:第一,大功率并且為風(fēng)機(jī)/泵類負(fù)載;第二,裝置本身具有節(jié)電功能(軟件支持);第三,長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。這是體現(xiàn)節(jié)電效果的三個(gè)條件。除此之外,無所謂節(jié)不節(jié)電,沒有什么意義。一般交流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線是一定的,理論和實(shí)際都已證明,當(dāng)負(fù)載功率小于電動(dòng)機(jī)的額定功率時(shí),其效率隨著負(fù)載轉(zhuǎn)矩的減少而降低,也就是說,電動(dòng)機(jī)輕載時(shí)會(huì)相對(duì)費(fèi)電。而變頻器會(huì)根據(jù)負(fù)載的大小自動(dòng)調(diào)整V/f值(其中V 為電動(dòng)機(jī)定子繞組的電壓,f為定子繞組的電壓變化頻率),改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線,使其與負(fù)載相適應(yīng),從而使效率得到提高,達(dá)到節(jié)能之目的.

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