變頻調(diào)速及控制原理(參考版)
2024-09-02 14:27本頁面
【正文】 12。 直流速度傳感器或者脈沖速度傳感器(脈沖頻率為500—2500個脈沖的)均可以采用。矢量控制原理框圖。兩種電流設(shè)定值可根據(jù)需要設(shè)定：穩(wěn)態(tài)值必須設(shè)定得適合于有效負載轉(zhuǎn)矩；附加設(shè)定值只在加速、減速過程中有效，可以設(shè)定得與加速或制動轉(zhuǎn)矩相適應(yīng)。這種情況下，斜坡函數(shù)發(fā)生器被切換到直接控制頻率的通道。轉(zhuǎn)速的實際值可以利用由微型機支持的對異步電動機進行模擬的仿真模型來計算。這是對異步電動機進行單電動機傳動的典型模式。若調(diào)速范圍不大，在1：10的速度范圍內(nèi)，常采用無速度傳感器方式；若調(diào)速范圍較大，即在極低的轉(zhuǎn)速下也要求具有高動態(tài)性能和高轉(zhuǎn)速精度時，才需要有速度傳感器方式。這類變頻器，由于軟件功能的靈活性，可以實現(xiàn)變結(jié)構(gòu)控制。另外，該芯片還具有三相不平衡檢測、諧波測量、旋轉(zhuǎn)變壓器與自整角機輸出仿真的功能。四、矢量控制專用芯片常見的矢量控制專用芯片有：德國IAM生產(chǎn)的VeCon和美國ANALOGDEVICES(模擬器件)公司生產(chǎn)的AD2S100。在一些對動態(tài)響應(yīng)要求不很高的場合，采用無反饋矢量控制已經(jīng)足夠。非但可以使電動機得到很硬的機械特性，并且具有很好的動態(tài)相應(yīng)性能。把這三個電流控制信號和由控制器直接得到的頻率控制信號加到帶電流控制的變頻器上，就可以輸出異步電機調(diào)速所需的三相變頻電流，實現(xiàn)了用模仿直流電機的控制方法去控制異步電機，使異步電機達到了直流電機的控制效果。 既然異步電機經(jīng)過坐標變換可以等效成直流電機，那么，模仿直流電機的控制方法，求得直流電機的控制量，經(jīng)過相應(yīng)的坐標反變換，就能夠控制異步電機了；由于進行坐標變換的是電流的空間矢量，所以通過坐標變換實現(xiàn)的控制系統(tǒng)就叫做矢量變換控制系統(tǒng)。從內(nèi)部看，經(jīng)過3／2變換和VR同步旋轉(zhuǎn)變換，變成一臺由和輸入、輸出的直流電機。把彼此等效關(guān)系用結(jié)構(gòu)圖的形式畫出來。設(shè)等效兩相交流電流繞組分別為和。以所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁動勢相同為準則，各種磁動勢之間可以進行等效變換。而旋轉(zhuǎn)磁動勢是交流電機三相對稱的靜止繞組A、B、C，通過三相平衡的正弦電流所產(chǎn)生的。因此，通過控制電動機定子電流的大小和相位（即定子電流矢量）就可以分別對電動機的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進行控制，從而達到控制電動機轉(zhuǎn)矩的目的，進而控制電動機的轉(zhuǎn)速。36矢量控制方式一、矢量控制的控制原理矢量控制是一種高性能異步電動機的控制方式，它基于電動機的動態(tài)數(shù)學模型，分別控制電機的轉(zhuǎn)矩電流和勵磁電流，具有直流電動機相類似的控制性能。為了解決這個問題，需要采用矢量控制的變壓變頻通用變頻器。為了控制轉(zhuǎn)差頻率雖然需要檢測電動機的速度，但系統(tǒng)的加減速特性比開環(huán)的獲得了提高，過電流的限制效果也變好。這是轉(zhuǎn)差頻率控制的基本控制原理。轉(zhuǎn)差頻率是施加于電動機的交流電壓頻率（變頻器的輸出頻率）與以電動機實際速度作為同步轉(zhuǎn)速所對應(yīng)的電源頻率的差頻率，即。從異步電動機的等效電路圖221得出，異步電動機穩(wěn)態(tài)運行時所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩為： 轉(zhuǎn)差頻率為：為定子電壓頻率當轉(zhuǎn)差頻率較小時，如果，則電動機的轉(zhuǎn)矩基本上與轉(zhuǎn)差頻率成正比，即在進行控制的基礎(chǔ)上，只要對電動機的轉(zhuǎn)差頻率進行控制，就可以達到控制電動機輸出轉(zhuǎn)矩的目的。35 轉(zhuǎn)差頻率控制方式對交流異步電動機進行控制時，如果能象控制直流電動機那樣，用直接控制電樞電流的方法控制轉(zhuǎn)矩，就可以用異步電動機來得到與直流電動機同樣的靜、動態(tài)特性。 當生產(chǎn)工藝提出具有較高的靜態(tài)、動態(tài)性能指標要求時，可以采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制構(gòu)成轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)來滿足許多工業(yè)應(yīng)用中的要求。在動態(tài)性能要求不高的情況下，這種通用變頻器甚至可以替代某些閉環(huán)控制，實現(xiàn)閉環(huán)控制的開環(huán)化?？紤]到這種功能的實現(xiàn)是通過控制定子電壓和頻率之間的關(guān)系來實現(xiàn)的，所以恒定電磁轉(zhuǎn)矩的控制方法仍然屬于控制方式。這樣的控制方法就叫做“磁鏈跟蹤控制”。要想使電動機特性在最大轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)與負載特性處處都有穩(wěn)定運行交點，就應(yīng)當讓轉(zhuǎn)子磁通恒定而不隨負載發(fā)生變化。（2）具有恒定磁通功能的通用變頻器通用變頻器驅(qū)動不同類型的異步電動機時，根據(jù)電動機的特性對壓頻比的值進行恰當?shù)恼{(diào)整是十分困難的。這種方法稱為轉(zhuǎn)矩補償，也叫轉(zhuǎn)矩提升。結(jié)果是，電動機的臨界轉(zhuǎn)矩隨之減小。在恒壓頻比條件下改變頻率時，機械特性基本上是平行下移的。 要保持不變，當頻率從額定值向下調(diào)節(jié)時；必須同時降低，使為常數(shù)，即采用電動勢與頻率之比恒定的控制方式。其結(jié)果是：電機的鐵芯產(chǎn)生過飽和，從而導(dǎo)致過大的勵磁電流，嚴重時會因繞組過熱而損壞電機。其結(jié)果是：盡管電機的鐵芯沒有得到充分利用是一種浪費，但是在機械條件允許的情況下長期使用不會損壞電機。一、控制原理 三相異步電機定子每相電動勢的有效
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