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    技術(shù)文章

    一、矢量控制(VC)方式

    閱讀:983          發(fā)布時(shí)間:2017-8-18

      一、矢量控制(VC)方式  
      矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動(dòng)機(jī)在三相坐標(biāo)系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相-二相變換,等效成兩相靜止坐標(biāo)系下的交流電流Ia1Ib1,再通過按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向旋轉(zhuǎn)變換,等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流Im1、It1(Im1相當(dāng)于直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流;It1相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流),然后模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制方法,求得直流電動(dòng)機(jī)的控制量,經(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換,實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的控制。其實(shí)質(zhì)是將交流電動(dòng)機(jī)等效為直流電動(dòng)機(jī),分別對(duì)速度,磁場(chǎng)兩個(gè)分量進(jìn)行獨(dú)立控制。通過控制轉(zhuǎn)子磁鏈,然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場(chǎng)兩個(gè)分量,經(jīng)坐標(biāo)變換,實(shí)現(xiàn)正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有劃時(shí)代的意義。然而在實(shí)際應(yīng)用中,由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準(zhǔn)確觀測(cè),系統(tǒng)特性受電動(dòng)機(jī)參數(shù)的影響較大,且在等效直流電動(dòng)機(jī)控制過程中所用矢量旋轉(zhuǎn)變換較復(fù)雜,使得實(shí)際的控制效果難以達(dá)到理想分析的結(jié)果。
    V/F控制與矢量都是恒轉(zhuǎn)矩控制。U/F相對(duì)轉(zhuǎn)矩可能變化大一些。而矢量是根據(jù)需要的轉(zhuǎn)矩來調(diào)節(jié)的,相對(duì)不好控制一些。對(duì)普通用途。兩者一樣
    1、矢量控制方式—— 
       矢量控制,zui簡單的說,就是將交流電機(jī)調(diào)速通過一系列等效變換,等效成直流電機(jī)的調(diào)速特性,就這么簡單,至于深入了解,那就得深入了解變頻器的數(shù)學(xué)模型,電機(jī)學(xué)等學(xué)科。
    矢量控制原理是模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制原理,根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型,利用一系列坐標(biāo)變換把定子電流矢量分解為勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量,對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流分量和勵(lì)磁分量分別進(jìn)行控制。
        在轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向后實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)矩的解耦,從而達(dá)到控制異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的,使異步電機(jī)得到接近他勵(lì)直流電機(jī)的控制性能。 
        具體做法是將異步電動(dòng)機(jī)的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流分量 (勵(lì)磁電流)和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量(轉(zhuǎn)矩電流)分別加以控制,并同時(shí)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。 
    2、V/F控制方式——
       V/F控制,就是變頻器輸出頻率與輸出電壓的比值為恒定值或成比例。例如,50HZ時(shí)輸出電壓為380V的話,則25HZ時(shí)輸出電壓為190V。
        頻器采用V/F控制方式時(shí),對(duì)電機(jī)參數(shù)依賴不大,V/f控制是為了得到理想的轉(zhuǎn)矩-速度特性,基于在改變電源頻率進(jìn)行調(diào)速的同時(shí),又要保證電動(dòng)機(jī)的磁通不變的思想而提出的,通用型變頻器基本上都采用這種控制方式。V/f控制變頻器結(jié)構(gòu)非常簡單,但是這種變頻器采用開環(huán)控制方式,不能達(dá)到較高的控制性能,而且,在低頻時(shí),必須進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償,以改變低頻轉(zhuǎn)矩特性。
    3、V/F這種控制方式多用于風(fēng)機(jī)、泵類節(jié)能型變頻器。V與f的比例關(guān)系是考慮了電機(jī)特性而預(yù)先決定的。
    4、矢量控制的應(yīng)用場(chǎng)合一般是要求比較高的傳動(dòng)場(chǎng)合。比如要求的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍指標(biāo)高,恒功率調(diào)速的范圍比較寬。
       而且,矢量控制不同于V/F控制,它在低速時(shí)可以輸出100%的力矩,而V/F控制在低速時(shí)因力矩不夠而無法工作。
    5V/F控制特點(diǎn)——以控制速度為目的,控制特點(diǎn):控制精度不高,低速時(shí),力矩明顯小,常用于變頻器一拖多的場(chǎng)合下。
       矢量控制——它有速度閉環(huán),即從負(fù)載端測(cè)出實(shí)際的速度,并與給定值進(jìn)行比較,能夠得到更高精度的速度控制,并且在低速時(shí),也有zui高的力矩輸出。

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