低壓變頻器主要控制方式

1、低壓變頻器主要控制方式目前，隨著低壓變頻器技術的不斷成熟，低壓變頻的應用場合決定了它不同的分類。單從技術角度來看，低壓變頻器的控制方式也在一定程度上表明了它的技術流派。我們在此分析了以下幾種控制方式：     脈寬調制（SPWM）  其特點是控制電路結構簡單、成本較低，機械特性硬度也較好，能夠滿足一般傳動的平滑調速要求，已在產業(yè)的各個領域得到廣泛應用。但是，這種控制方式在低頻時，由于輸出電壓較低，轉矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，使輸出最大轉矩減小。另外，其機械特性終究沒有直流電動機硬，動態(tài)轉矩能力和靜態(tài)調速性能都還不盡如人

2、意，且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會隨負載的變化而變化，轉矩響應慢、電機轉矩利用率不高，低速時因定子電阻和逆變器死區(qū)效應的存在而性能下降，穩(wěn)定性變差等。因此人們又研究出矢量控制變頻調速。但是此種控制方式也是目前變頻器普遍使用的控制方式之一。也是目前國產品牌使用最多的控制方式之一。     電壓空間矢量（SVPWM）  它是以三相波形整體生成效果為前提，以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉磁場軌跡為目的，一次生成三相調制波形，以內切多邊形逼近圓的方式進行控制的。經實踐使用后又有所改進，即引入頻率補償，能消除速度控制的誤差；通過反饋估算磁鏈幅值，消除低

3、速時定子電阻的影響；將輸出電壓、電流閉環(huán)，以提高動態(tài)的精度和穩(wěn)定度。但控制電路環(huán)節(jié)較多，且沒有引入轉矩的調節(jié)，所以系統(tǒng)性能沒有得到根本改善。由于眾多國產變頻器在矢量控制上還與國外品牌有一定差距，因此SVPWM控制方式在國內的變頻器矢量控制方式中比較常見。    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、通過三相二相變換，等效成兩相靜止坐標系下的交流電流Ia1Ib1，再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Im1、It1（Im1相當于直流電動機的勵磁電流；It1相當于與轉矩成正比的電樞電流），然后模

4、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(xiàn)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(xiàn)正交或解耦控制。使用矢量控制，可以使電機在低速,如（無速度傳感器時）1Hz（對4極電機，其轉速大約為30r/min）時的輸出轉矩可以達到電機在50Hz供電輸出的轉矩（最大約為額定轉矩的150）。對于常規(guī)的V/F控制，電機的電壓降隨著電機速度的降低而相對增加，這就導致由于勵磁不足，而使電機不能獲得足夠的旋轉力。為了補償這個不足，變頻器中需要通過提高電壓，

5、來補償電機速度降低而引起的電壓降。這個功能即為轉矩提升。轉矩提升功能提高變頻器的輸出電壓。然而即使提高很多輸出電壓，電機轉矩并不能和其電流相對應的提高。因為電機電流包含電機產生的轉矩分量和其它分量（如勵磁分量）。矢量控制則把電機的電流值進行分配，從而確定產生轉矩的電機電流分量和其它電流分量（如勵磁分量）的數(shù)值。矢量控制可以通過對電機端的電壓降的響應，進行優(yōu)化補償，在不增加電流的情況下，允許電機產出大的轉矩。此功能對改善電機低速時溫升也有效。矢量控制方式也因此成為國外品牌占領高端市場的一個重要的優(yōu)勢。    直接轉矩控制（DTC）  方

6、式該技術在很大程度上解決了上述矢量控制的不足，并以新穎的控制思想、簡潔明了的系統(tǒng)結構、優(yōu)良的動靜態(tài)性能得到了迅速發(fā)展。目前，該技術已成功地應用在電力機車牽引的大功率交流傳動上。直接轉矩控制直接在定子坐標系下分析交流電動機的數(shù)學模型，控制電動機的磁鏈和轉矩。它不需要將交流電動機等效為直流電動機，因而省去了矢量旋轉變換中的許多復雜計算；它不需要模仿直流電動機的控制，也不需要為解耦而簡化交流電動機的數(shù)學模型。ABB公司的ACS800系列即采用這種控制方式。矩陣式交交控制方式VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉矩控制變頻都是交直交變頻中的一種。其共同缺點是輸入功率因數(shù)低，諧波電流大，直流電路需要大的儲能

7、電容，再生能量又不能反饋回電網，即不能進行四象限運行。為此，矩陣式交交變頻應運而生。由于矩陣式交交變頻省去了中間直流環(huán)節(jié)，從而省去了體積大、價格貴的電解電容。它能實現(xiàn)功率因數(shù)為l，輸入電流為正弦且能四象限運行，系統(tǒng)的功率密度大。該技術目前尚未成熟，其實質不是間接的控制電流、磁鏈等量，而是把轉矩直接作為被控制量來實現(xiàn)的。矩陣式交交變頻具有快速的轉矩響應（<2ms），很高的速度精度（±2，無PG反饋），高轉矩精度（<3）；同時還具有較高的起動轉矩及高轉矩精度，尤其在低速時（包括0速度時），可輸出150200轉矩。三晶S350高性能矢量變頻器S350系列是由廣州三晶電氣有限公司

8、推出的新一代高性能矢量變頻器，有如下特點：采用最新高速電機控制專用芯片DSP，確保矢量控制快速響應 硬件電路模塊化設計，確保電路穩(wěn)定高效運行 外觀設計結合歐洲汽車設計理念，線條流暢，外形美觀 結構采用獨立風道設計，風扇可自由拆卸，散熱性好 無PG矢量控制、有PG矢量控制、轉矩控制、V/F控制均可選擇 強大的輸入輸出多功能可編程端子，調速脈沖輸入，兩路模擬量輸出 獨特的“挖土機”自適應控制特性，對運行期間電機轉矩上限自動限制，有效抑制過流頻繁跳閘 寬電壓輸入，輸出電壓自動穩(wěn)壓（AVR），瞬間掉電不停機，適應能力更強 內置先進的 PID 算法 ，響應快、適應性強、調試簡單 ； 16 段速控制，簡易PLC 實現(xiàn)定時、定速、定向等多功能邏輯控制，多種靈活的控制方式以滿足各種不同復雜工況要求 內置國際標準的 MODBUS RTU ASCII 通訊協(xié)議，用戶可