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    什么是變頻器矢量控制?

    2022-06-08 14:30:59

    變頻器使用矢量控制是需要對轉矩控制有要求的場合,需要低速大轉矩輸出的場合,需要在超過額定轉速以外寬調速范圍,且要求控制特性良好的場合等等。
    其實只要是V/F控制的場合,都可以使用矢量控制。矢量控制對調試的要求,比V/F控制要復雜一點,他對電機模型的確定更嚴格一些。僅此而已。
    并聯驅動時,禁止采用矢量控制是西門子官方發布的文件中有述可查的。而且多機并聯驅動采用V/F控制的合理性也是充分的。盡管多機并聯采用矢量控制的實例和爭論在網站里有過討論,不論是工控網還是本網站的傳動欄目,過去都有相當熱烈的交流。但是多機并聯用矢量控制,在理論上我認為沒有任何道理和意義。特別是非同軸的并聯驅動更是如此。

    多機并聯驅動最大的特點是每一個電機在同一時刻所受的負載轉矩不會一致,此時如果是一個大的矢量控制,鬼知道每個電機的勵磁分量和轉矩分量是怎么分配的。從電機的供電總和上看,是個電機的矢量模型,但折算到每一個電機,就說不清楚了。盡管電機的等效模型是一樣的,但受力不同,控制上就會產生變化。
    矢量控制的基本思想是:仿照直流電動機的調速特點,使異步電動機的轉速也能通過控制兩個互相垂直的直流磁場來進行調節。
    矢量控制的框圖:
    ①對給定信號的處理。變頻器在控制電路中,將給定信號假想地分解成旋轉著的兩個互相垂直的直流磁場信號,分別稱為磁場分量iT*;和轉矩分量iM*;以模擬直流電動機的兩個磁場。
    ②進行等效變換。根據電動機的參數,將互相垂直的旋轉著的直流磁場信號進行一系列的等效變換,把它們變換成控制三相逆變橋的控制信號iU*、iV*和iW*。當給定信號改變時,使直流磁場之一(轉矩分量)得到調整,從而獲得和直流電動機相仿的調速特性。轉速反饋的作用,是使電動機的轉速嚴格地和給定轉速保持一致,因此,電動機的機械特性是很硬的,并且具有很高的動態響應能力。

    ③無反饋矢量控制。出于矢量控制技術的核心是等效變換,而轉速反饋信號并不是等效變換的必要條件。因此,出現了無反饋矢量控制方式。
    所謂無反饋矢量控制,僅僅指用戶不需要在變頻器外部另裝轉速反饋裝置,而并不是說,變頻器內部也是開環的。
    由于轉速反饋需要在變頻器外部附加測速裝置,比較麻煩。進一步研究表明,在了解電動機參數的前提下,即使只檢測電動機的端電壓和電流,也能算出轉子磁通及其角速度,并進而推算出所需要的轉矩電流指令iT*和勵磁電流指令iM*,實現矢量控制。
    無反饋矢量控制也能得到很硬的機械特性,但由于運算環節相對較多,故動態響應能力與有反饋矢量控制相比,略有遜色。

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