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文檔簡介

1、變頻器控制方式低壓通用變頻輸出電壓為380650V,輸出功率為0.754OOkW,工作頻率為0 400H z,它的主電路都采用交 直 交電路。其控制方式經歷了以下四代。1 U/f=C的正弦脈寬調制(SPWM )控制方式其特點是控制電路結構簡單、成本較低,機械特性硬度也較好,能夠滿足一般傳動的平 滑調速要求,已在產業的各個領域得到廣泛應用。但是,這種控制方式在低頻時,由于輸出 電壓較低,轉矩受定子電阻壓降的影響比較顯著,使輸出最大轉矩減小。另外,其機械特性 終究沒有直流電動機硬,動態轉矩能力和靜態調速性能都還不盡如人意,且系統性能不高、 控制曲線會隨負載的變化而變化,轉矩響應慢、電機轉矩利用率不

2、高,低速時因定子電阻和 逆變器死區效應的存在而性能下降,穩定性變差等。因此人們又研究出矢量控制變頻調速。2電壓空間矢量(SVPWM)控制方式它是以三相波形整體生成效果為前提,以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉磁場軌跡為目 的,一次生成三相調制波形,以內切多邊形逼近圓的方式進行控制的。經實踐使用后又有所 改進,即引入頻率補償,能消除速度控制的誤差;通過反饋估算磁鏈幅值,消除低速時定子 電阻的影響;將輸出電壓、電流閉環,以提高動態的精度和穩定度。但控制電路環節較多, 且沒有引入轉矩的調節,所以系統性能沒有得到根本改善。3矢量控制(VC)方式矢量控制變頻調速的做法是將異步電動機在三相坐標系下的定子電流la

3、、lb、lc、通過 三相一二相變換,等效成兩相靜止坐標系下的交流電流Ia1Ib1,再通過按轉子磁場定向旋轉 變換,等效成同步旋轉坐標系下的直流電流Im1、It1 (Im1相當于直流電動機的勵磁電流; It1相當于與轉矩成正比的電樞電流),然后模仿直流電動機的控制方法,求得直流電動機 的控制量,經過相應的坐標反變換,實現對異步電動機的控制。其實質是將交流電動機等效 為直流電動機,分別對速度,磁場兩個分量進行獨立控制。通過控制轉子磁鏈,然后分解定 子電流而獲得轉矩和磁場兩個分量,經坐標變換,實現正交或解耦控制。矢量控制方法的提 出具有劃時代的意義。然而在實際應用中,由于轉子磁鏈難以準確觀測,系統特

4、性受電動機 參數的影響較大,且在等效直流電動機控制過程中所用矢量旋轉變換較復雜,使得實際的控 制效果難以達到理想分析的結果。v/f和矢量控制以及直接轉矩控制的最大區別在于轉矩的快速響應上,v/f達不到幾個ms 的響應速度.目前國內使用變頻器的主要目的就是節能和調速,所以針對不同的使用要求,也就出現了控制功能不同的 變頻器:常規V/F控制變頻器和矢量控制變頻器。常規V/F控制,電機的電壓降會隨著電機速度的降低而相對增加,這就導致由于勵磁不足而使電機 不能獲得足夠的轉矩(特別是在低頻率時)。也就是說常規V/F控制變頻器在低頻率時無法滿足電機額定 轉矩的輸出。另外,在V/F控制中,用戶根據負載情況預

5、先設定一種u/f曲線,變頻器在工作時就根據輸 出頻率的變化,按照曲線特性調整其輸出電壓,也就是說V/F控制是使變頻器按照事先安排好的補償程度 工作,不能隨負載的變化而改變。但是在以節能為目的和對速度控制精度要求不高的場合V/F控制變頻器 以其優越的性價比而得到廣泛的應用。矢量控制變頻器的基本原理是,通過測量和控制異步電動機定子電流矢量,根據磁場定向原理分別 對異步電動機的勵磁電流和轉矩電流進行控制,從而達到控制異步電動機轉矩的目的。具體是將異步電動 機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流分量(勵磁電流)和產生轉矩的電流分量(轉矩電流)分別加以 控制,并同時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頻率和負載情況實時的改變輸出頻率和電壓,因此其動態性能相對完善。可以對轉矩進行精確控制;系統響應快;調速范圍廣;加減速性能好等特點。在對轉矩控制要求高的場合 以其優越的控制性能受到用戶的贊賞。現在許多新型的通用型變頻器也具備了矢量

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