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变频器的控制方式简析

2013
02-05

10:11:22

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618
来源:
  兴旺宝五金网整理:变频器对电动机进行控制是根据电动机的特性参数及电动机运转要求,进行对电动机提供电压、电流、频率进行控制达到负载的要求。变频器的控制方式代表着变频器的性能和水平,在工程应用中根据不同的负载及不同控制要求,合理选择变频器以达到资源的*配置,具有重要的意义。变频器的控制方式有以下几种:
  
  (1)V/F控制
  
  zui基本的变频器控制方式就是改变频率来控制电机。仅靠改变频率会因电流增大而使电机发热、烧坏,因此保持V(输出电压)和F(频率)的比率恒定的方式就是V/F控制。该V/F控制在工业领域的应用示例很多,今后也将会应用于更广泛的领域。
  
  <特征>
  
  (1)控制方式简单,从调整要素较少且不必选择电机这一点来看,优于通用性。
  
  (2)适用低速电压调整(升压调整),通常用于1:10左右的速度控制。
  
  <补充>
  
  该控制方式,在低速时由于连线及电机绕组的电压降引起的有效电压衰减,使电机转矩不足。这种现象低速时非常明显。这里通过补偿(转矩提升)电压降低的部分来补偿低速时的转矩不足。
  
  (2)矢量控制
  
  是对感应电机的励磁电流和转矩电流各自独立地控制,从而控制电机瞬时转矩的方式。为计算实际的电机速度,需采用带PLG电机。
  
  ※励磁电流:是产生磁通必需的电流,转矩电流分量:对应电机产生转矩的电流。
  
  <特征>
  
  (1)可进行感应电机的瞬时转矩控制,实现高响应、高性能的控制。
  
  (2)以高精度计算时,须求出正确的电机电气参数,不像V/F控制那样,没有对应电机的通用性。另外,还需安装高精度的速度检测器(PLG)。
  
  <补充>
  
  利用PLG(编码器)检测实际电机速度,通过计算电机的“转差频率”来推断负载的大小。根据该负载的大小,按照磁通电流分量和产生转矩电流分量分解变频器输出电流,然后分别加以计算、控制,以获得高响应性和稳定的低速转矩。除可进行速度控制和转矩控制外,还可进行位置控制。
  
  (3)转差频率控制
  
  转差频率是施加于电动机的交流电源频率与电动机速度的差频率。根据异步电动机稳定数学模型可知,当频率一定时,异步电动机的电磁转矩正比于转差率,机械特性为直线。
  
  转差频率控制就是通过控制转差频率来控制转矩和电流。转差频率控制需要检出电动机的转速,构成速度闭环,速度调节器的输出为转差频率,然后以电动机速度与转差频率之和作为变频器的给定频率。与U/f控制相比,其加减速特性和限制过电流的能力得到提高。另外,它有速度调节器,利用速度反馈构成闭环控制,速度的静态误差小。然而要达到自动控制系统稳态控制,还达不到良好的动态性能。
  
  (4)节能运行
  
  变频器的使用领域除了前面所述的电机控制领域(速度等)外,对节能领域也很重要。节能领域一般无需太大的低速转矩,因此与产生转矩相比更看重电机效率。
  
  (1)节能变频器控制方式
  
  在“变转矩负载(风扇、泵等)”、“低转矩负载(输送机等)”时,降低转速可实现节能。尤其在“变转矩负载”时,所需电能大幅减少,节能效果更为显著。针对这些用途,我们研发出了节能控制模式的变频器。下面以三菱电机产品为例进行说明。
  
  (2)IPM电机
  
  坚固、价廉的通用感应电机,被广泛地应用于工业领域,但如从节能角度来考虑感应电机,则会发现由于励磁电流和转子侧二次铜损导致了能量的损失。由于IPM(内置永磁体)电机改正了这个缺点,因此与感应电机相比更加。
  
  通过IPM电机和变频器的组合,在风扇、泵以及鼓风机等变转矩负载时,实现了超过变频器驱动感应电机的节能效果。
  
  <节能特征>
  
  ·采用*磁铁产生磁通,无需励磁电流。
  
  ·转矩分量电流未流经转子,无二次铜损。
  
  ·电机发热小,可实现小型化。
  
  ·内置永磁体型,利用了磁阻转矩※,可进一步提率。
  
  ※磁阻转矩:旋转角度位置上磁阻不同而产生的转矩。
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