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变频器的V/F控制与矢量控制(3)

信息来源:      发布时间:2015-06-29 08:49:40      点击次数:0

  3、矢量控制:

  1)矢量控制,不忽略定子绕组电阻压降IoR对磁场的影响,采用(V-IoR)/F=定值控制模式,或者是励磁电流Io=定值控制模式;

  2)它不忽略定子绕组电阻压降IoR对磁场的影响,(V-IoR)/F=控制模式,或者是励磁电流Io=定值控制模式,磁场是恒定的,而不是随着频率在下降,低频时不存在磁场弱、电机转矩不足的问题;

  3)如果磁场能控制在电机设计参数上,变频调速时的运行参数与工频运行参数的关系明确,可精确计算转子转速,实现无速度传感器的速度闭环控制;

  4、矢量控制、V/F控制,由于都是磁场控制,这两种控制方式在接近工频运行时,磁场趋于一致,性能趋于一致,所以这两种控制的差别主要在低频端;

  “‘当负载增大时,转子转速下降时,转差增大,转子感应电势、电流增大,转矩增大,’补充一下,电流完全是开环失控状态,接下来的后果就是IGBT--咚--的一声巨响,整台变频器灯灭灰飞(极端说法)。”

  1、‘当负载增大时,转子转速下降时,转差增大,转子感应电势、电流增大,转矩增大’是异步电机的工作转矩原理,有了这一条,异步电机才有可能在工频运行了几个世纪!

  2、如果负载严重过载,异步电机可能进入堵转区,如不及时停电停车,就会烧电机;

  3、变频人都懂这个道理,所以变频调速控制电路,设有电流失速保护电路;

  4、谁也没有把‘当负载增大时,转子转速下降时,转差增大,转子感应电势、电流增大,转矩增大’与失速保护看成矛盾的,而看成是相辅相成的!

  常规V/F控制,电机的电压降会随着电机速度的降低而相对增加,这就导致由于励磁不足而使电机不能获得足够的转矩(特别是在低频率时)。也就是说常规V/F控制变频器在低频率时无法满足电机额定转矩的输出。另外,在V/F控制中,用户根据负载情况预先设定一种u/f曲线,变频器在工作时就根据输出频率的变化,按照曲线特性调整其输出电压,也就是说V/F控制是使变频器按照事先安排好的补偿程度工作,不能随负载的变化而改变。但是在以节能为目的和对速度控制精度要求不高的场合V/F控制变频器以其优越的性价比而得到广泛的应用。

  矢量控制变频器的基本原理是,通过测量和控制异步电动机定子电流矢量,根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制,从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体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。由于矢量控制可以使得变频器根据频率和负载情况实时的改变输出频率和电压,因此其动态性能相对完善。可以对转矩进行精确控制;系统响应快;调速范围广;加减速性能好等特点。在对转矩控制要求高的场合,以其优越的控制性能受到用户的赞赏。

  现在许多新型的通用型变频器也具备了矢量控制功能,只是在参数设定时要求输入完整的电机参数。因为矢量控制是以电机的参数为依据,因此完整的电机参数就显得尤其重要,以便变频器能有效的识别电机,很好的对电机进行控制变频器节能主要是因为工艺上存在节能空间,在不存在节能空间的电机上使用变频器,反而会增加电耗,因为变频器也要消耗部分电能。

  从本质上说只要它做功,就要消耗电能,转化成其他的能量,因此肯定要遵守能量守恒定律,而变频器本身有整流中间直流电路逆变等,这就要消耗电能,从这方面讲它只是增加了能耗,而并非节能。至于变频器的节能关键还是看你怎样利用。

  变频器在工频下运行,具有节电功能,是事实。但是他的前提条件是:第一,大功率并且为风机/泵类负载;第二,装置本身具有节电功能(软件支持);第三,长期连续运行。这是体现节电效果的三个条件。除此之外,无所谓节不节电,没有什么意义。一般交流电动机的机械特性曲线是一定的,理论和实际都已证明,当负载功率小于电动机的额定功率时,其效率随着负载转矩的减少而降低,也就是说,电动机轻载时会相对费电。而变频器会根据负载的大小自动调整V/f值(其中V 为电动机定子绕组的电压,f为定子绕组的电压变化频率),改变电动机的机械特性曲线,使其与负载相适应,从而使效率得到提高,达到节能之目的.