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转 转矩控制、矢量控制和VF控制解析  

2012-07-16 21:27:25|  分类: 变频器 |  标签: |举报 |字号 订阅

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1.变转矩就是负载转矩随电机转速增大而增大,是非线性变化的,如风机水泵
  恒转矩就是负载转矩不随电机转速增大而增大,一般是相对于恒功率控制而言。如皮带运输机提升机等机械负载


2.VF
控制就是变频器输出频率与输出电压比值为恒定值或正比。例如:50HZ时输出电压为380V,25HZ时输出电压为190V即恒磁通控制;转矩不可控,系统只是一个以转速物理量做闭环的单闭环控制系统,他只能控制电机的转速

根据电机原理可知,三相异步电机定子每相电动势的有效值  E1=4.44f1N1Φm 式中:E1--定子每相由气隙磁通感应的电动势的有效值,f1--定子频率,HzN1——定子每相绕组有效匝数 Φm-每极磁通量由式中可以看出,Φm的值由E1/f1决定,但由于E1难以直接控制,所以在电动势较高时,可忽略定子漏阻抗压降,而用定子相电压U1代替。那么要保证 Φm不变,只要U1/f1始终为一定值即可。这是基频以下调时速的基本情况,为恒压频比(恒磁通)控制方式,属于恒转矩调速。

    基准频率为恒转矩调速区的最高频率,基准频率所对应的电压为即为基准电压,是恒转矩调速区的最高电压,在基频以下调速时,电压会随频率而变化,但两者的比值不变。 在基频以上调速时,频率从基频向上可以调至上限频率值,但是由于电机定子不能超过电机额定电压,因此电压不再随频率变化,而保持基准电压值不变,这时电机主磁通必须随频率升高而减弱,转矩相应减小,功率基本保持不变,属于恒功率调速区。
3.矢量控制,把输出电流分励磁和转矩电流并分别控制,转矩可控,系统是一个以转矩做内环,转速做外环的双闭环控制系统。它既可以控制电机的转速,也可以控制电机的扭矩。
   矢量控制时的速度控制(ASR)通过操作转矩指令,使得速度指令和速度检出值(PG 的反馈或速度推定值)的偏差值为0
   带PG V/f 控制时的速度控制通过操作输出频率,使得速度指令和速度检出值(PG 的反馈或速度推定值)的偏差值为0

  矢量控制原理是模仿直流电动机的控制原理,根据异步电动机的动态数学模型,利用一系列坐标变换把定子电流矢量分解为励磁分量和转矩分量,对电机的转矩电流分量和励磁分量分别进行控制,在转子磁场定向后实现磁场和转矩的解耦,从而达到控制异步电动机转矩的目的,使异步电机得到接近他励直流电机的控制性能。 
    
具体做法是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制,并同时控制两分量间的幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以称这种控制方式称为矢量控制方式。 
    
矢量控制分有速度传感器矢量控制和无速度传感器矢量控制两种,前者精度高后者精度低。矢量控制系统的无速度传感器运行方式,首先必须解决电机转速和转子磁链位置角的在线辨识问题。常用的方法有基于检测定子电流信号的辨识方法,有同时使用电流检测信号和电压检测信号的辨识方法,还有根据电流检测信号和逆变器的开关控制信号重构电压信号的方法。 
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