变频器基本控制模式.ppt

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1、变频器基本控制模式烟草行业变频器应用技术培训班内容1、U/F控制2、矢量控制3、直接转矩控制U/F控制的特点优点：控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。缺点：1、这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。2、其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。应用

2、范围：可以满足大部分对调速响应动态性能要求不高的场合，如风机，水泵负载电磁转矩T：转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受到电磁力所形成的转距之总和。常数每极磁通转子电流转子电路的U/F控制理论依据磁通量须恒定Φ↓→TM=KTI2ΦMCOSφ2↓Φ↑→磁路饱和→励磁电流畸变，产生尖峰电流磁通量Φ↑磁路饱和电流增大磁通量Φ↓电机转矩TM下降为了保证给定的电流产生一个最大可能转矩，电机必须工作在尽可能大的一个恒定磁通U/F=常数三相异步电动机的每相电动势的有效值为故要保持Φ恒定，只要变频又变压低速转矩下降对于低输出频率，V/f特性仅能输出一个低电压。即使

3、在低频，定子绕组电阻也可忽略不计。对于实现以下目的其输出电压可能太低1、实现异步电机的励磁2、保持负载电流3、在系统中补偿损耗(在绕组电阻中的欧姆损耗)U1下降→I1r1在U1中的比例增大低频电压补偿图3-26电压补偿原理△U的大小随负载电流而变化U/F的比值只能设定一次；所以负载变动时不能始终工作在最佳状态，即轻载时磁路易饱和。电压补偿的特性滑差补偿负载从M1增加到M2参看附图时由于存在滑差电动机的速度频率由f1降为f2在负载增加时变频器可以稍许增加其输出频率对频率的降低进行补偿变频器对其输出电流进行检测并根据电流的大小增加输出频率对预期的滑差加

4、以补偿U/F控制曲线矢量控制直流电动机控制矢量控制描述矢量控制实现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。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。基本构思基于转差频率控制的矢量控制方

5、式基于转差频率控制的矢量控制方式同样是在进行u/f＝恒定控制的基础上，通过检测异步电动机的实际速度n，并得到对应的控制频率f，然后根据希望得到的转矩，分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位，对通用变频器的输出频率f进行控制的。基于转差频率控制的矢量控制方式的最大特点是，可以消除动态过程中转矩电流的波动，从而提高了通用变频器的动态性能。早期的矢量控制通用变频器基本上都是采用的基于转差频率控制的矢量控制方式。无速度传感器的矢量控制方式无速度传感器的矢量控制方式是基于磁场定向控制理论发展而来的。实现精确的磁场定向矢量控制需要在异步电动机内安装磁通检测装置

6、，要在异步电动机内安装磁通检测装置是很困难的，但人们发现，即使不在异步电动机中直接安装磁通检测装置，也可以在通用变频器内部得到与磁通相应的量，并由此得到了所谓的无速度传感器的矢量控制方式。它的基本控制思想是根据输入的电动机的铭牌参数，按照转矩计算公式分别对作为基本控制量的励磁电流（或者磁通）和转矩电流进行检测，并通过控制电动机定子绕组上的电压的频率使励磁电流（或者磁通）和转矩电流的指令值和检测值达到一致，并输出转矩，从而实现矢量控制。矢量控制参数要求采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配，而且可以控制异步电动机产生的转矩。

7、由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数，有的通用变频器在使用时需要准确地输入异步电动机的参数，有的通用变频器需要使用速度传感器和编码器，并需使用厂商指定的变频器专用电动机进行控制，否则难以达到理想的控制效果。目前新型矢量控制通用变频器中已经具备异步电动机参数自动检测、自动辨识、自适应功能，带有这种功能的通用变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对异步电动机的参数进行辨识，并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数，从而对普通的异步电动机进行有效的矢量控制。矢量控制自学习的概念电动机数据的输入如上述，要实现矢量控制功能，必须根据电

8、动机自身的参数进行一系列等效变换的计算。而进行计算的最基本条件，是必须尽可能多地了解电动机的各项数据。因此，把电动机铭牌上