變轉(zhuǎn)矩和恒轉(zhuǎn)矩矢量控制和VF控制的區(qū)別

1、Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】簡單舉例 變轉(zhuǎn)矩就是負(fù)載轉(zhuǎn)矩隨增大電機(jī)轉(zhuǎn)速而增大，如風(fēng)機(jī)水泵 恒轉(zhuǎn)矩就是負(fù)載轉(zhuǎn)矩不隨電機(jī)轉(zhuǎn)速增大而增大，如皮帶運輸機(jī)提升機(jī)等 機(jī)械負(fù)載VF控制就是變頻器輸出頻率與輸出電壓比值為恒定值或正比例50HZ時輸 出電壓為380V,25HZ時輸出電壓為190V即恒磁通控制矢量控制，把輸出電流分勵磁和轉(zhuǎn)矩電流并分別控制矢量控制時的速度控制（ASR）通過操作轉(zhuǎn)矩指令，使得速度指令和速度 檢出值（PG的反饋或速度推定值）的偏差值為0。帶PG的Vf 控制時的速度控制通過操作輸出頻率，使得速度指令和速 度檢出值（PG的反饋

2、或速度推定值）的偏差值為0。一、V/F控制方式變頻器采用V/F控制方式時，對電機(jī)參數(shù)依賴不大，一般強調(diào)“空載電 流”的大小。由于我們采用矢量化的V/F控制方式，故做電機(jī)參數(shù)靜止 自整定還是有必要的。不同功率段的變頻器，自學(xué)習(xí)后的空載電流占額 定電流大小百分比也是不同的。一般有如下百分比數(shù)據(jù)：5.5kW15 kW,空載電流P9.05的值為30%50%的 電機(jī)額定電流；3.7 kW及以下的，空載電流P9.05的值為50%左右的電 機(jī)額定電流；特殊情況時，0.4 kW、0.75 kW、1.5 kW,空載電流P9.05 的值為70%80%的電機(jī)額定電流；有的0.75 kW功率段，參數(shù)自整定后空 載電流

3、為電機(jī)額定電流的90%?？蛰d電流很大，勵磁也越大。 何為矢量化的V/F控制方式，就是在V/F控制時也將輸入電流量進(jìn)行解耦控制，使控制更加精確。變頻器輸出電流包括兩個值：空載電流和力矩電流，輸出電流 I 的值為 空栽電流Im和力矩電流It平方和后開2次方。故空載電流是影響變頻 器輸出電流的主要因素之一。V/F控制時輸出電壓與運行頻率之比為一定值：即U/F二K （K為常數(shù)），P0.12二最大輸出電壓U, P0.15二基頻F。上圖中有個公式，描述轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率之間的關(guān)系。變頻器在基頻以 下運行時，隨著速度增快，可以輸出恒定的轉(zhuǎn)矩，速度增大不會影響轉(zhuǎn) 矩的輸出；變頻器在基頻以上運行時，只能保證輸出額

4、定的功率，隨著 轉(zhuǎn)速增大，變頻器不能很好的輸出足夠大的力；有時候變頻器速度更 快，高速運行時，處于弱磁區(qū)，我們必須設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，以便讓變頻 器適應(yīng)弱磁環(huán)境。速度與出力，高速或者低速時，兩者不可兼得，這里有個數(shù)據(jù)概念：調(diào) 速范圍，指滿足額定轉(zhuǎn)矩出力的最低頻率與最高頻率的比值。以前一般 的VF控制方式調(diào)試范圍為1： 201： 40，我司產(chǎn)品V/F控制調(diào)速范圍可 以達(dá)到 1：100，能夠滿足更多范圍的行業(yè)應(yīng)用。在開環(huán)矢量時可以達(dá)到 1：200，閉環(huán)矢量時達(dá)到 1：1000，接近伺服的性能。變頻器 V/F 控制系統(tǒng)運行時，有兩種方式進(jìn)行轉(zhuǎn)矩的提升：1、自動轉(zhuǎn)矩提升：必須在P0.16=0且P4.00=

5、0時，自動轉(zhuǎn)矩提升才有效。其作用為：變頻 器 V/F 控制低頻運行時，提高輸出電壓，抵消定子壓降以產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn) 矩，保證電機(jī)正常運行。自動轉(zhuǎn)矩提升與變頻器設(shè)置“空載電流”和靜 止學(xué)習(xí)的“定子電阻”有關(guān)系，變頻器必須作電機(jī)參數(shù)靜止自整定，才 能更好的控制電機(jī)運行。變頻器作自動轉(zhuǎn)矩提升控制電機(jī)時，見上圖所 示輸出電壓和頻率的線性關(guān)系，運行中因為負(fù)載變化對電壓輸出作適當(dāng) 的增減，由于響應(yīng)時間的快慢，所以會出現(xiàn)出力不穩(wěn)定因素。2、手動轉(zhuǎn)矩提升設(shè)置P0.16為某一數(shù)值時，或者設(shè)置P4.00為非零時，手動轉(zhuǎn)矩提升才 有效。手動轉(zhuǎn)矩提升只與變頻器設(shè)置“空載電流”有關(guān)系，受電機(jī)其他 參數(shù)設(shè)置影響較小。如下圖所

6、示，為手動轉(zhuǎn)矩提升曲線圖。變頻器輸出 作手動轉(zhuǎn)矩提升，其轉(zhuǎn)矩出力在原來基礎(chǔ)上成線性增加，所以出力穩(wěn) 定，不受負(fù)載變化的影響，出力穩(wěn)定。但是轉(zhuǎn)矩提升不益太大，轉(zhuǎn)矩提 升的幅度應(yīng)根據(jù)負(fù)載情況適當(dāng)設(shè)定，提升過多，在啟動過程中將產(chǎn)生較 大的電流沖擊。自動轉(zhuǎn)矩提升只能滿足一拖一的輸出情況，當(dāng)涉及一臺變頻器拖動多臺電機(jī)時，V/F控制時必須采用手動轉(zhuǎn)矩提升，即設(shè)置P0.16為非0值。V/F 控制時的有關(guān)性能參數(shù)調(diào)試：PA.02為V/F控制轉(zhuǎn)差補償增益，設(shè)置此參數(shù)時，可以參考電機(jī)額定轉(zhuǎn)速P9.02 來設(shè)定參數(shù)。該功能有助于變頻器在負(fù)載波動及重載情況下保持電 機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，即補償由于負(fù)載波動而導(dǎo)致的電機(jī)轉(zhuǎn)速增減，

7、但是由于補 償本身的響應(yīng)時間問題，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定因素增多，在系統(tǒng)波動較 大的情況下，此功能碼設(shè)置為 0 有一定效果。PA.04、PA.05為電流限定功能，由于瞬時負(fù)載過大而導(dǎo)致系統(tǒng)沒法正常 運行，可以適當(dāng)增大PA.05限定值。V/F控制涉及到以上注意要點和關(guān)鍵功能碼。二、矢量控制方式 變頻器作矢量控制時，對電機(jī)參數(shù)的依賴很大，所以必須對電機(jī)作旋轉(zhuǎn) 自整定，參數(shù)自整定前，必須設(shè)置正確的電機(jī)機(jī)型參數(shù)，完全脫開電機(jī) 負(fù)載。Pd.Ol、Pd.02、Pd.03、Pd.04、Pd.05、Pd.15、Pd.16 參數(shù)說明：下圖所示為速度環(huán)比例增益與積分時間、電流環(huán)比例系數(shù)與積分系數(shù)調(diào)節(jié)。Pd.01 Pd

8、.05為速度環(huán)比例增益與積分時間調(diào)節(jié)參數(shù)，設(shè)置 Pd.05=5HZ,當(dāng)電機(jī)運行頻率大于5HZ的時候，Pd.O1、Pd.02調(diào)節(jié)參數(shù)起 作用；當(dāng)電機(jī)運行頻率小于5HZ的時候，Pd.03、Pd.04調(diào)節(jié)參數(shù)起作 用。運行參數(shù)輸出T與比例增益P成正比，與積分時間I成反比，所以 Pd.01 Pd.04四組參數(shù)，P設(shè)置越大，I設(shè)置越小，那么T就越大，變頻 器控制電機(jī)動態(tài)響應(yīng)就越快，此時速度環(huán)輸入頻率與反饋頻率一旦有頻 率差，系統(tǒng)就響應(yīng)迅速。但是響應(yīng)太快了會導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)震蕩非常厲 害。舉例：某現(xiàn)場，Pd.01和Pd.03為出廠值2或3，此兩參數(shù)設(shè)置在5HZ 上 下時的比例增益P。開始調(diào)試，進(jìn)行參數(shù)自學(xué)習(xí)，

9、作矢量控制，設(shè)置 P0.03=4，點運行，此時電機(jī)震動非常厲害，電流很大，運行根本不正 常。后來設(shè)置Pd.01=1和Pd.03=1，然后再運行電機(jī)，運行很穩(wěn)定，無任 何異常情況。這里我們讓動態(tài)響應(yīng)變慢了，那么系統(tǒng)響應(yīng)慢些了，頻率 及電流輸出就穩(wěn)定些了。但是調(diào)試基本原則是，“在系統(tǒng)無震蕩的前提 下”，響應(yīng)越快越好，也就是Pd.Ol和Pd.03越大，Pd.02和Pd.04越 小，響應(yīng)就越快，越好。因為實時跟蹤反饋的速度，然后作出頻率及電 流、轉(zhuǎn)矩輸出調(diào)整，這是開環(huán)矢量型變頻器控制出力穩(wěn)定性的基本要 求。一般小功率的變頻器帶電機(jī)場合，需要適當(dāng)減小Pd.01和Pd.03，增大Pd.02和Pd.04，這

10、樣更能適應(yīng)現(xiàn)場的調(diào)試工作，當(dāng)然是根據(jù)具體情況來 調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)，不能一概而論。Pd.15和Pd.16為電流環(huán)比例系數(shù)和積分系數(shù)。下圖所示電流環(huán)調(diào)節(jié)過 程。在電流環(huán)調(diào)整時，比例系數(shù)P、積分系數(shù)I越大，對系統(tǒng)作用越強。 一般此兩參數(shù)不作更改。舉例：1、某現(xiàn)場測試，變頻器帶一臺電機(jī)空載，作旋轉(zhuǎn)自學(xué)習(xí)以后，矢量控 制，點運行。電機(jī)平穩(wěn)運行著，只是電機(jī)內(nèi)部會發(fā)出嗡嗡的聲音，感覺 電機(jī)軸在內(nèi)部遇到什么阻礙，象棉花塞著了一樣，我們觀察電機(jī)輸出空 載電流，比通常情況電流輸出要高一些，系統(tǒng)不會有大的抖動和震動， 就只出現(xiàn)上面文字說明的情況，也不嚴(yán)重，但是就是與正常情況有點區(qū) 別。后來我們更改Pd.15和Pd.16參數(shù)

11、由1000變成400，然后再運行電 機(jī)，此時有明顯效果，電流偏小了，與正常運行電流一致了，也沒有嗡 嗡的聲響了。此時我們調(diào)節(jié)參數(shù)把電流環(huán)作用減弱了，響應(yīng)不是那么快 了，然后能滿足此電機(jī)的正常運行。2、當(dāng)現(xiàn)場控制需要高速運行，超過基頻50HZ （舉例），那么電機(jī)進(jìn)入弱 磁場區(qū)域，存在系統(tǒng)震蕩，那么此時可以把 Pd.16 由 1000 減小為 0，讓 電流環(huán)積分增益 I 作用為 0，此時，弱磁區(qū)高速運行就不存在問題了，系 統(tǒng)運行穩(wěn)定無震蕩。Pd.08、Pd.09 參數(shù)說明： 此兩個參數(shù)分別對驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和制動轉(zhuǎn)矩進(jìn)行限定，值越大，那么變頻器 啟動瞬間輸出的瞬間轉(zhuǎn)矩力就越大， VF 控制和矢量控制時加減

12、速響應(yīng)時 間越快。Pd.14 參數(shù)說明： 此功能設(shè)置欲激磁時間，欲激磁是在電機(jī)啟動前事先建立起磁通，以達(dá) 到電機(jī)啟動時快速響應(yīng)的目的。當(dāng)有運行指令時，先按本功能碼設(shè)定的 時間進(jìn)入欲激磁狀態(tài)，磁通建立起來后，再進(jìn)入正常的加速運行。 在不影響加速的情況下，此參數(shù)設(shè)置的越長，那么電機(jī)起動出力越好。 我們出廠值設(shè)置為0.3S，有些電機(jī)可以設(shè)置為0,不需要預(yù)激磁。在實 際調(diào)試過程中，適當(dāng)增加點預(yù)激磁時間，對控制電機(jī)有一定的效果。Pd.17、Pd.18 此兩個參數(shù)分別設(shè)置電機(jī)在電動、發(fā)電時的轉(zhuǎn)差補償。調(diào)試此兩個參數(shù) 時，需要與P9.02、P0.15作配合調(diào)試。Pd.17在矢量開環(huán)、矢量閉環(huán)、 電動狀態(tài)時有

13、效，比如機(jī)床加速可調(diào)試此參數(shù)。Pd.18在矢量開環(huán)、矢量 閉環(huán)、發(fā)電（制動）時有效，比如機(jī)床減速可調(diào)試此參數(shù)。Pd.21、Pd.22、Pd.23、Pd.24 此四組參數(shù)在閉環(huán)矢量控制時設(shè)置相關(guān)的參數(shù)。Pd.25、Pd.26、Pd.27 在閉環(huán)矢量控制時實現(xiàn)零伺服功能。Pd.33該參數(shù)對恒功率區(qū)的轉(zhuǎn)矩限定進(jìn)行補償。改變該參數(shù)可以優(yōu)化變頻器運 行在恒功率區(qū)的加減速時間和輸出轉(zhuǎn)矩。舉例：在機(jī)床開環(huán)矢量調(diào)試時，機(jī)床要求速度到3000到4000轉(zhuǎn)每分 鐘，但是調(diào)試時速度只能達(dá)到3000轉(zhuǎn)，然后速度就上不去了，并且速度 會緩緩降下來。我們把Pd.33由40減為0后，速度很容易就上去了，無 任何問題出現(xiàn)。矢

14、量控制涉及到以上注意要點和關(guān)鍵功能碼。三、轉(zhuǎn)矩控制方式Pd.15、Pd.16在轉(zhuǎn)矩控制時，速度環(huán)比例增益和積分時間Pd.01 Pd.05無效；電流 環(huán)比例系數(shù)和積分系數(shù)Pd.15、Pd.16有效，但是很少調(diào)此兩個參數(shù)。 Pd.28、Pd.29、Pd.30、 Pd.31、Pd.32此五組功能碼僅在轉(zhuǎn)矩控制模式下有效。Pd.28是靜摩擦補償系數(shù)，當(dāng)系 統(tǒng)在轉(zhuǎn)矩控制模式下，為了克服系統(tǒng)零速運行時或啟動時的靜摩擦力， 可以設(shè)置靜摩擦補償系數(shù)，以提供給系統(tǒng)預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)矩提升量。當(dāng)系統(tǒng)運 行起來后，運行時存在摩擦力減少變頻器輸出的轉(zhuǎn)矩量，可以設(shè)定Pd.29 減少該摩擦力對變頻器輸出轉(zhuǎn)矩的影響。Pd.30、Pd

15、.31、Pd.32為轉(zhuǎn)動 慣量補償系數(shù)，在系統(tǒng)加減速時，調(diào)試此參數(shù)有一定的效果?；谒{(lán)海華騰變頻器V6-H說明書作以上說明恒轉(zhuǎn)矩是在轉(zhuǎn)速變化過程中,轉(zhuǎn)矩保持不變. 變轉(zhuǎn)矩是隨轉(zhuǎn)速的升高, 轉(zhuǎn)矩要增大.矢量控制矢量控制是通過矢量坐標(biāo)電路控制電動機(jī)定子電流的大小和相位，以達(dá)到對電動機(jī)在d、q、0坐標(biāo)軸系中的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流分別進(jìn)行 控制，進(jìn)而達(dá)到控制電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。通過控制各矢量的作用順序和 時間以及零矢量的作用時間，又可以形成各種PWM波，達(dá)到各種不同的 控制目的。例如形成開關(guān)次數(shù)最少的PWM波以減少開關(guān)損耗。目前在變 頻器中實際應(yīng)用的矢量控制方式主要有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方 式和無速

16、度傳感器的矢量控制方式兩種。V/f控制V/f控制是為了得到理想的轉(zhuǎn)矩-速度特性，基于在改變電源頻率進(jìn) 行調(diào)速的同時，又要保證電動機(jī)的磁通不變的思想而提出的，通用型變 頻器基本上都采用這種控制方式。Vf控制變頻器結(jié)構(gòu)非常簡單，但是這 種變頻器采用開環(huán)控制方式，不能達(dá)到較高的控制性能，而且，在低頻 時，必須進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補償，以改變低頻轉(zhuǎn)矩特性。呵呵，是不是應(yīng)該提練一下那大塊的文章呢？變轉(zhuǎn)矩指的是轉(zhuǎn)速從0額定轉(zhuǎn)速，扭矩從小到大是非線性變化的； 恒轉(zhuǎn)矩指的是轉(zhuǎn)速從0額定轉(zhuǎn)速，扭矩從小到大是恒定不變的； V/F控制：轉(zhuǎn)矩不可控，系統(tǒng)只是一個以轉(zhuǎn)速物理量做閉環(huán)的但閉環(huán)控制 系統(tǒng)，他只能控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速； 矢量控

17、制，轉(zhuǎn)矩可控，系統(tǒng)是一個以轉(zhuǎn)矩做內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速做外環(huán)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。它既可以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，也可以控制電機(jī)的扭矩。1、恒轉(zhuǎn)矩控制是指，變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩不隨著負(fù)載電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變 化，始終保持一個恒定值不變。一般是相對于恒功率控制而言。變轉(zhuǎn)矩控制是指，隨著負(fù)載電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化，變頻器輸出轉(zhuǎn)矩值也隨 之改變。2、矢量控制矢量控制原理是模仿直流電動機(jī)的控制原理,根據(jù)異步電動機(jī)的動態(tài) 數(shù)學(xué)模型，利用一系列坐標(biāo)變換把定子電流矢量分解為勵磁分量和轉(zhuǎn)矩 分量，對電機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流分量和勵磁分量分別進(jìn)行控制,在轉(zhuǎn)子磁場定向 后實現(xiàn)磁場和轉(zhuǎn)矩的解耦，從而達(dá)到控制異步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的，使異 步電機(jī)得到接近他勵直流電機(jī)的

18、控制性能。具體做法是將異步電動機(jī)的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場的電流分 量 （勵磁電流）和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量（轉(zhuǎn)矩電流）分別加以控制，并同時 控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方 式稱為矢量控制方式。矢量控制分有速度傳感器矢量控制和無速度傳感器矢量控制兩種,前 者精度高后者精度低。矢量控制系統(tǒng)的無速度傳感器運行方式，首先必 須解決電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子磁鏈位置角的在線辨識問題。常用的方法有基于 檢測定子電流信號的辨識方法，有同時使用電流檢測信號和電壓檢測信 號的辨識方法，還有根據(jù)電流檢測信號和逆變器的開關(guān)控制信號重構(gòu)電 壓信號的方法。3、V/f 控制根據(jù)電機(jī)原理可知，三相異步電機(jī)定子每相電動勢的有效值 ：El=4.44flNlm式中：El-定子每相由氣隙磁通感應(yīng)的電動勢的有效 值，V ； fl-定子頻率，Hz； N1定子每相繞組有效匝數(shù)；m-每極 磁通量由式中可以看出，m的值由El/fl決定，但由于El難以直接控 制，所以在電