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變頻器的V/F控制與矢量控制(3)

信息來源:      發(fā)布時間:2015-06-29 08:49:40      點擊次數(shù):0

  3、矢量控制:

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

  2)它不忽略定子繞組電阻壓降IoR對磁場的影響,(V-IoR)/F=控制模式,或者是勵磁電流Io=定值控制模式,磁場是恒定的,而不是隨著頻率在下降,低頻時不存在磁場弱、電機轉矩不足的問題;

  3)如果磁場能控制在電機設計參數(shù)上,變頻調速時的運行參數(shù)與工頻運行參數(shù)的關系明確,可精確計算轉子轉速,實現(xiàn)無速度傳感器的速度閉環(huán)控制;

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

  “‘當負載增大時,轉子轉速下降時,轉差增大,轉子感應電勢、電流增大,轉矩增大,’補充一下,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,整臺變頻器燈滅灰飛(極端說法)。”

  1、‘當負載增大時,轉子轉速下降時,轉差增大,轉子感應電勢、電流增大,轉矩增大’是異步電機的工作轉矩原理,有了這一條,異步電機才有可能在工頻運行了幾個世紀!

  2、如果負載嚴重過載,異步電機可能進入堵轉區(qū),如不及時停電停車,就會燒電機;

  3、變頻人都懂這個道理,所以變頻調速控制電路,設有電流失速保護電路;

  4、誰也沒有把‘當負載增大時,轉子轉速下降時,轉差增大,轉子感應電勢、電流增大,轉矩增大’與失速保護看成矛盾的,而看成是相輔相成的!

  常規(guī)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(guī)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(jù)負載情況預先設定一種u/f曲線,變頻器在工作時就根據(jù)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(jié)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(yōu)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(jù)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(chǎn)生磁場的電流分量(勵磁電流)和產(chǎn)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(jù)頻率和負載情況實時的改變輸出頻率和電壓,因此其動態(tài)性能相對完善。可以對轉矩進行精確控制;系統(tǒng)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(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)設定時要求輸入完整的電機參數(shù)。因為矢量控制是以電機的參數(shù)為依據(jù),因此完整的電機參數(shù)就顯得尤其重要,以便變頻器能有效的識別電機,很好的對電機進行控制變頻器節(jié)能主要是因為工藝上存在節(jié)能空間,在不存在節(jié)能空間的電機上使用變頻器,反而會增加電耗,因為變頻器也要消耗部分電能。

  從本質上說只要它做功,就要消耗電能,轉化成其他的能量,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)能關鍵還是看你怎樣利用。

  變頻器在工頻下運行,具有節(jié)電功能,是事實。但是他的前提條件是:第一,大功率并且為風機/泵類負載;第二,裝置本身具有節(jié)電功能(軟件支持);第三,長期連續(xù)運行。這是體現(xiàn)節(jié)電效果的三個條件。除此之外,無所謂節(jié)不節(jié)電,沒有什么意義。一般交流電動機的機械特性曲線是一定的,理論和實際都已證明,當負載功率小于電動機的額定功率時,其效率隨著負載轉矩的減少而降低,也就是說,電動機輕載時會相對費電。而變頻器會根據(jù)負載的大小自動調整V/f值(其中V 為電動機定子繞組的電壓,f為定子繞組的電壓變化頻率),改變電動機的機械特性曲線,使其與負載相適應,從而使效率得到提高,達到節(jié)能之目的.

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