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矢量控制:通過矢量坐標電路控制電動機定子電流的大小和相位,以達到控制電動機轉矩的目的。
通過控制,又可以形成各種PWM波,達到各種不同的控制目的。目前在變頻器中實際應用的矢量控制方式主要有基于轉差頻率控制的矢量控制方式和無速度傳感器的矢量控制方式兩種。基于轉差頻率的矢量控制方式與轉差頻率控制方式兩者的定常特性一致,但是基于轉差頻率的矢量控制還要經過坐標變換對電動機定子電流的相位進行控制,使之滿足一定的條件,以轉矩電流過渡過程中的波動。
無速度傳感器矢量控制是通過坐標變換處理分別對勵磁電流和轉矩電流進行控制,然后通過控制電動機定子繞組上的電壓、電流辨識轉速以達到控制勵磁電流和轉矩電流的目的。這種控制方式調速范圍寬,啟動轉矩大,工作可靠,操作方便,但計算比較復雜,一般需要專門的處理器來進行計算,因此,實時性不是太理想,控制精度受到計算精度的影響。
變頻器是一種用于控制電動機轉速的裝置,變頻器調節電動機的轉速是通過改變電機電源電壓的頻率來實現的,電源頻率越大電機的同步轉速就越大。這就是變頻器的終極功能,其實通過名字“變頻器”也可以看出這是一個改變頻率的設備。
下面僅僅是粗略的簡單介紹一下基本的原理,讓我們有一個大體的概念。
目前一般的變頻器采用交-直-交的拓撲結構,即先將頻率固定的交流市電通過整流橋和平滑電容變成直流電壓。
然后該直流電壓再經過三相逆變橋變成頻率可以變化的三相電壓接到電機上,下圖即三相逆變橋電路。
以上是硬件部分的基本結構,變頻器功能的實現還需要軟件的配合,軟件的一個基本功能是控制三相逆變橋上六個IGBT的通斷。
這里的核心是各個IGBT何時開通、何時關斷,相應的控制策略比較多也比較復雜,涉及到的東西比較多,如SPWM、SVPWM、矢量控制、直接轉矩控制等等。
2)電機的轉矩輸出能力不夠,不同品牌的變頻器出廠參數設置不同,在相同的條件下,帶載能力不同,也可能因變頻器控制方法不同,造成電機的帶載能力不同;或因系統的輸出效率不同,造成帶載能力會有所差異。對于這種情況,可以增加轉矩量的值。如果達不到,可用手動轉矩功能,不要設定過大,電機這時的溫升會增加。如果仍然不行,應改用新的控制方法,比如日立變頻器采用V/f比值恒定的方法,啟動達不到要求時,改用無速度傳感器空間矢量控制方法,它具有更大的轉矩輸出能力。對于風機和泵類負載,應減少降轉矩的曲線值。
四、變頻器與上位機相連進行系統調試
變頻器的組成
1、組成變頻器的電子元器件
變頻器內部包含著非常大量的電子元器件,每一個電子元器件都起著至關重要的作用。
這些元器件包括:電阻、電容、電感、二極管、三極管、場效應管、IGBT等。連接起這些器件的重要原件就是IC芯片,變頻器內有著大量的運算放大器。使用范圍包括CPU、驅動電路等均需要IC芯片。
2、變頻器內部組成
按功能分,分為主電路,輔助開關電源,控制板以及驅動板。
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