變頻器廠家介紹通用變頻器矢量控制的基本原理
bmller 2022-08-01
通用變頻器矢量控制的基本原理是測(cè)量和控制異步電機(jī)定子電流矢量，根據(jù)磁場(chǎng)定向原理控制異步電機(jī)的勵(lì)磁電流和扭矩電流，達(dá)到控制異步電機(jī)扭矩的目的。
具體來(lái)說(shuō)，將異步電機(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），同時(shí)控制兩個(gè)分量之間的振幅和相位，即控制定子電流矢量，因此稱(chēng)為矢量控制模式。矢量控制模式包括基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制模式、無(wú)速度傳感器矢量控制模式和有速度傳感器矢量控制模式。
基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制模式的最大特點(diǎn)是可以消除動(dòng)態(tài)過(guò)程中轉(zhuǎn)矩電流的波動(dòng)，從而提高通用變頻器的動(dòng)態(tài)性能。早期矢量控制通用變頻器基本上是基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制模式。
無(wú)速度傳感器的矢量控制模式是基于磁場(chǎng)定向控制理論發(fā)展起來(lái)的。要實(shí)現(xiàn)精確的磁場(chǎng)定向矢量控制，需要在異步電機(jī)中安裝磁通檢測(cè)裝置。在異步電機(jī)中安裝磁通檢測(cè)裝置非常困難，但人們發(fā)現(xiàn)，即使磁通檢測(cè)裝置不直接安裝在異步電機(jī)中，也可以在通用變頻器中獲得與磁通相對(duì)應(yīng)的量，從而獲得所謂的無(wú)速度傳感器矢量控制模式。
目前，新型矢量控制通用變頻器具有異步電機(jī)參數(shù)自動(dòng)識(shí)別和自適應(yīng)功能。具有此功能的通用變頻器可以在驅(qū)動(dòng)異步電機(jī)正常運(yùn)行前自動(dòng)識(shí)別異步電機(jī)參數(shù)，并根據(jù)識(shí)別結(jié)果調(diào)整控制算法中的相關(guān)參數(shù)，從而對(duì)普通異步電機(jī)進(jìn)行有效的矢量控制。
除了上述提高異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制性能的技術(shù)外，目前的新技術(shù)還包括調(diào)整異步電機(jī)控制常數(shù)和與機(jī)械系統(tǒng)匹配的適應(yīng)性控制，以提高異步電機(jī)的應(yīng)用性能。
為防止異步電機(jī)轉(zhuǎn)速偏差，在低速區(qū)域獲得理想的平滑轉(zhuǎn)速，采用大型集成電路，采用專(zhuān)用數(shù)字自動(dòng)電壓調(diào)整（AVR）控制技術(shù)的控制方法已經(jīng)實(shí)用化，取得了良好的效果。
具體來(lái)說(shuō)，將異步電機(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），同時(shí)控制兩個(gè)分量之間的振幅和相位，即控制定子電流矢量，因此稱(chēng)為矢量控制模式。矢量控制模式包括基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制模式、無(wú)速度傳感器矢量控制模式和有速度傳感器矢量控制模式。
基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制模式的最大特點(diǎn)是可以消除動(dòng)態(tài)過(guò)程中轉(zhuǎn)矩電流的波動(dòng)，從而提高通用變頻器的動(dòng)態(tài)性能。早期矢量控制通用變頻器基本上是基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制模式。
無(wú)速度傳感器的矢量控制模式是基于磁場(chǎng)定向控制理論發(fā)展起來(lái)的。要實(shí)現(xiàn)精確的磁場(chǎng)定向矢量控制，需要在異步電機(jī)中安裝磁通檢測(cè)裝置。在異步電機(jī)中安裝磁通檢測(cè)裝置非常困難，但人們發(fā)現(xiàn)，即使磁通檢測(cè)裝置不直接安裝在異步電機(jī)中，也可以在通用變頻器中獲得與磁通相對(duì)應(yīng)的量，從而獲得所謂的無(wú)速度傳感器矢量控制模式。
其基本控制思想是根據(jù)輸入電機(jī)的銘牌參數(shù)和一定的相關(guān)性，分別檢測(cè)勵(lì)磁電流（或磁通）和扭矩電流作為基本控制量，控制電機(jī)定子繞組上的電壓頻率，使勵(lì)磁電流（或磁通）和扭矩電流的指令值和檢測(cè)值一致，輸出扭矩，實(shí)現(xiàn)矢量控制。
目前，新型矢量控制通用變頻器具有異步電機(jī)參數(shù)自動(dòng)識(shí)別和自適應(yīng)功能。具有此功能的通用變頻器可以在驅(qū)動(dòng)異步電機(jī)正常運(yùn)行前自動(dòng)識(shí)別異步電機(jī)參數(shù)，并根據(jù)識(shí)別結(jié)果調(diào)整控制算法中的相關(guān)參數(shù)，從而對(duì)普通異步電機(jī)進(jìn)行有效的矢量控制。
除了上述提高異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制性能的技術(shù)外，目前的新技術(shù)還包括調(diào)整異步電機(jī)控制常數(shù)和與機(jī)械系統(tǒng)匹配的適應(yīng)性控制，以提高異步電機(jī)的應(yīng)用性能。
為防止異步電機(jī)轉(zhuǎn)速偏差，在低速區(qū)域獲得理想的平滑轉(zhuǎn)速，采用大型集成電路，采用專(zhuān)用數(shù)字自動(dòng)電壓調(diào)整（AVR）控制技術(shù)的控制方法已經(jīng)實(shí)用化，取得了良好的效果。
