變頻器矢量控制是通過(guò)測量和控制異步電動(dòng)機定子電流矢量,分別對異步電動(dòng)機的勵磁電流和轉矩電流進(jìn)行控制,從而達到控制異步電動(dòng)機轉矩轉速的目的。具體是將異步電動(dòng)機的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場(chǎng)的勵磁電流分量和產(chǎn)生轉矩的轉矩電流分量,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(chēng)這種控制方式稱(chēng)為矢量控制方式。變頻器矢量控制方式有基于轉差頻率控制的矢量控制方式、無(wú)速度傳感器矢量控制方式和有速度傳感器的矢量控制方式等。相比于常規的v/f控制方式,變頻器矢量控制響應速度快、控制靈活、精度高。目前,矢量控制技術(shù)已經(jīng)成為高性能變頻調速系統的首選方案。
1變頻器矢量控制原理

圖示:變頻器矢量控制等效變換關(guān)系圖
從整體上看,輸入為A、B、C三相電壓,輸出為轉速ω,是一臺異步電動(dòng)機。從內部看,經(jīng)過(guò)3/2變換和同步旋轉變換,變成一臺由Im1和It1輸入,ω輸出的直流電動(dòng)機。在這里異步電動(dòng)機經(jīng)過(guò)坐標變換可以等效成直流電動(dòng)機,那么模仿直流電動(dòng)機的控制策略,得到直流電動(dòng)機的控制量,經(jīng)過(guò)相應的坐標反變換,我們就能夠有效的控制異步電動(dòng)機。由于進(jìn)行坐標變換的是電流(代表磁通)的空間矢量,所以這樣通過(guò)坐標變換實(shí)現的控制系統叫作矢量控制系統。

圖示:變頻器矢量控制系統構成原理圖
2變頻器矢量控制優(yōu)勢
目前變頻器應用的主要目的是節能和調速控制,現今主要應用的控制方式有v/f控制和矢量控制。
常規v/f控制方式,電機的電壓降會(huì )隨著(zhù)電機速度的降低而增大,此時(shí)電機會(huì )由于勵磁不足而不能獲得足夠的轉矩(特別是在低頻率時(shí)),也就是說(shuō)變頻器v/f控制在低頻率時(shí)無(wú)法滿(mǎn)足電機額定轉矩的輸出。并且,在v/f控制中,用戶(hù)根據負載情況預先設定一種v/f曲線(xiàn),變頻器在工作時(shí)按照設定的曲線(xiàn)調整電壓頻率,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。
變頻器矢量控制可以使得變頻器根據頻率和負載情況實(shí)時(shí)的改變輸出頻率和電壓,因此其動(dòng)態(tài)性能相對完善。矢量控制對于設定值改變和負載改變有很短的上升時(shí)間,系統響應速度快,有較好的控制性能;可以實(shí)現極低速時(shí)的平滑運行和高力矩高精度的速度和力矩控制;在零速時(shí)可輸出全部停車(chē)轉矩。在對轉矩控制要求高的場(chǎng)合,其優(yōu)越的控制性能受到使用者的青睞。
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