变频器的控制方式简析
- 发布时间:2013/2/5 10:11:22
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(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。
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。