V/F控制
V/f控制就是保證輸出電壓跟頻率成正比的控制這樣可以使電動機的磁通保持一定,避免弱磁和磁飽和現象的產生,多用于風機、泵類節能型變頻器用壓控振蕩器實現 。通過壓頻變換器使變頻器的輸出電壓與輸出頻率成比例的改變,即v/f=常數。
異步電動機的轉矩是電機的磁通與轉子內流過電流之間相互作用而產生的,在額定頻率下,如果電壓一定而只降低頻率,那么磁通就過大,磁回路飽和,嚴重時將燒毀電機。因此,頻率與電壓要成比例地改變,即改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓,使電動機的磁通保持一定,避免弱磁和磁飽和現象的產生。
應用場合:這種控制方式多用于風機、泵類節能型變頻器。
矢量控制
矢量控制變頻調速的做法是將異步電動機在三相坐標系下的定子電流Ia、Ib、Ic通過CLARKE變換成兩相電流Isα和Isβ。
再通過PAK變換,即通過按轉子磁場定向旋轉變換,等效成同步旋轉坐標系下的直流電流Isd、Isq(Isq相當于直流電動機的勵磁電流;Isd相當于與轉矩成正比的電樞電流),然后模仿直流電動機的控制方法,求得直流電動機的控制量,經過相應的坐標反變換,實現對異步電動機的控制。其實質是將交流電動機等效為直流電動機,分別對速度,磁場兩個分量進行獨立控制。通過控制轉子磁鏈,然后分解定子電流而獲得轉矩和磁場兩個分量,經坐標變換,實現正交或解耦控制。
開環矢量控制模式(SVC)
雖說它叫開環矢量控制,但它其實不是真正意義上的開環,因為這種控制方式下,其轉速外環還是存在的,只不過這個時候,轉速反饋值不是電機的真正轉速反饋值,而是變頻器根據電機模型算出來的轉速值作為反饋信號。電機不帶轉速反饋裝置,變頻器依靠自身內部軟件中的轉速觀測器,來計算出電機轉速。從而達到對電機轉速的控制。它本質上是一種“不帶轉速反饋的閉環控制”。
應用場景:壓縮機驅動應用最為廣泛,對轉速精度要求不高,低成本高性價比的場合,永磁同步電機的驅動中應用特別廣泛,特別是無感矢量控制算法在永磁同步電機上的應用特別廣泛(也叫FOC)。
閉環矢量控制模式(FVC)
如果調速系統對電機轉速的控制精度要求非常高,且需要進行位置或者轉矩控制,并對轉矩的穩定性、精度也有要求,那就需要進行閉環矢量控制,這時你的電機一定要配編碼器(PG),而帶編碼器的矢量控制方式下,轉速反饋值是編碼器測出的實際轉速值,是真正的電機轉速,不是變頻器自己算出來的。開環矢量控制最終和閉環一樣,也是改變變頻器的脈沖電壓波形,只是因為沒有編碼器的速度反饋,是通過電流環的電流傳感器反饋一個電流信號到微處理器,來參與矢量運算,從而實現電機的矢量控制。要說調速系統的開環控制的話,其實V/F(變頻變壓)控制是才可以說是真正的開環控制,這時變頻器對電機轉速完全不能控制,它只輸出一個固定頻率、固定幅值的電壓,而不管電機此時轉速為多少。轉速閉環調速系統中控制器默認的是PID控制,不過一般都把微分控制功能關閉,采用比例積分PI調節器控制。而且PID控制器是變頻器內置的,速度環PID控制器是不需要我們用戶外配的。伺服控制器多采用次控制方式。
應用場景:追求高性能、高響應、高精度場合,也適用一般傳動要求;多用于工業自動化控制領域
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