矢量控制与直接转矩控制技术 点击：15334 | 回复：94
发表于：2003-10-08 01:07:00
楼主
矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (励磁电流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。基于转差频率控制的矢量控制方式同样是在进行U / f ＝恒定控制的基础上，通过检测异步电动机的实际速度n，并得到对应的控制频率f，然后根据希望得到的转矩，分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位，对通用变频器的输出频率f进行控制的。基于转差频率控制的矢量控制方式的最大特点是，可以消除动态过程中转矩电流的波动，从而提高了通用变频器的动态性能。早期的矢量控制通用变频器基本上都是采用的基于转差频率控制的矢量控制方式。 无速度传感器的矢量控制方式是基于磁场定向控制理论发展而来的。实现精确的磁场定向矢量控制需要在异步电动机内安装磁通检测装置，要在异步电动机内安装磁通检测装置是很困难的，但人们发现，即使不在异步电动机中直接安装磁通检测装置，也可以在通用变频器内部得到与磁通相应的量，并由此得到了所谓的无速度传感器的矢量控制方式。它的基本控制思想是根据输入的电动机的铭牌参数，按照转矩计算公式分别对作为基本控制量的励磁电流（或者磁通）和转矩电流进行检测，并通过控制电动机定子绕组上的电压的频率使励磁电流（或者磁通）和转矩电流的指令值和检测值达到一致，并输出转矩，从而实现矢量控制。采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配，而且可以控制异步电动机产生的转矩。由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数，有的通用变频器在使用时需要准确地输入异步电动机的参数，有的通用变频器需要使用速度传感器和编码器，并需使用厂商指定的变频器专用电动机进行控制，否则难以达到理想的控制效果。目前新型矢量控制通用变频器中已经具备异步电动机参数自动检测、自动辨识、自适应功能，带有这种功能的通用变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对异步电动机的参数进行辨识，并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数，从而对普通的异步电动机进行有效的矢量控制。除了上述的无传感器矢量控制和转矩矢量控制等，可提高异步电动机转矩控制性能的技术外，目前的新技术还包括异步电动机控制常数的调节及与机械系统匹配的适应性控制等，以提高异步电动机应用性能的技术。为了防止异步电动机转速偏差以及在低速区域获得较理想的平滑转速，应用大规模集成电路并采用专用数字式自动电压调整（AVR）控制技术的控制方式，已实用化并取得良好的效果。直接转矩控制也称之为“直接自控制”，这种“直接自控制”的思想是以转矩为中心来进行磁链、转矩的综合控制。和矢量控制不同，直接转矩控制不采用解耦的方式，从而在算法上不存在旋转坐标变换，简单地通过检测电机定子电压和电流，借助瞬时空间矢量理论计算电机的磁链和转矩，并根据与给定值比较所得差值，实现磁链和转矩的直接控制。直接转矩控制技术，是利用空间矢量、定子磁场定向的分析方法，直接在定子坐标系下分析异步电动机的数学模型，计算与控制异步电动机的磁链和转矩，采用离散的两点式调节器（Band—Band控制），把转矩检测值与转矩给定值作比较，使转矩波动限制在一定的容差范围内，容差的大小由频率调节器来控制，并产生PWM脉宽调制信号，直接对逆变器的开关状态进行控制，以获得高动态性能的转矩输出。它的控制效果不取决于异步电动机的数学模型是否能够简化，而是取决于转矩的实际状况，它不需要将交流电动机与直流电动机作比较、等效、转化，即不需要模仿直流电动机的控制，由于它省掉了矢量变换方式的坐标变换与计算和为解耦而简化异步电动机数学模型，没有通常的PWM脉宽调制信号发生器，所以它的控制结构简单、控制信号处理的物理概念明确、系统的转矩响应迅速且无超调，是一种具有高静、动态性能的交流调速控制方式。与矢量控制方式比较，直接转矩控制磁场定向所用的是定子磁链，它采用离散的电压状态和六边形磁链轨迹或近似圆形磁链轨迹的概念。只要知道定子电阻就可以把它观测出来。而矢量控制磁场定向所用的是转子磁链，观测转子磁链需要知道电动机转子电阻和电感。因此直接转矩控制大大减少了矢量控制技术中控制性能易受参数变化影响的问题。直接转矩控制强调的是转矩的直接控制与效果。与矢量控制方法不同，它不是通过控制电流、磁链等量来间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控量，对转矩的直接控制或直接控制转矩，既直接又简化。
发表于：2002-12-18 00:52:00
22楼
我说的制造的含义是多方面的，包括技术、工艺、设备、材料等，有硬件方面的、也有软件方面的，也包括制造过程出现的各种问题，我引用vcplus的那段话就是要说明后者。
科学是严谨的，来不得半点虚假。技术可以百家齐放，并没有严格的规定非得如何如何做才对，但必须符合科学规律。
最近中央电视台正在播放《世纪之交〉的片子，有时间的话可以看一看，其中包含了许多技术方面的哲理。
那个笔名“李永东“不是我。我只删过纯广告贴子，没有删过任何人的帖子，有个别的帖子符合别的论坛，转到另外的论坛里的情况是有，但极少，如果有疑问可以随时提出，我可以如实答复。
发表于：2003-05-04 18:17:00
32楼
我看了你连续发的三个贴子，你说的“…. “纯广告的。。”指什么？正常的产品信息不应在此之列吧，这毕竟是“商品经济社会”啊！！”的答案就在你自己的另一个贴子里，即“但更重要的是：我们得真正强起来！！还有我们得遵守“游戏规则”不是么？”，再说像你下面的贴子一样的不是很多吗？你的不是也还在上面吗？如果你有什么贴子找不到了，说出题目，我帮你找找怎么样？
“
有需要做注塑机改造的朋友可跟我联系，我公司生产一种注塑机专用变频器ZS500型，目前已在全国范围内广泛推广使用，尤其在浙江注塑机较集中的区域比如台州，我的联系方式：
021-32020201，013701829726 胡其先
E-MAIL:huqixian@163.com
doing318@263.net
希望能与各位合作，更希望能给您提供帮助！“
是不是纯广告发布者最清楚，要我说就是看发布者的动机如何？
到这里来的人最烦的是看到广告，最反对的是牛皮膏药式的广告。我看在这里发广告的效果适得其反。也正由于这些的存在，极大地伤害了技术讨论的积极性，想讨论或了解技术的得不到，想说的又没什么积极性，我看这个问题倒需要大家来讨论讨论，如何解决？
以下是工控论坛的服务条款，贴到这里，请大家再看一看。
“工控论坛服务条款
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“
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发表于：2003-05-23 00:55:00
38楼
回复walkren的问题：
"请问:离散的两点式调节器（Band—Band控制）是一种什么样的控制方式?"
"对于永磁同步电机,直接转矩控制国内好像还没有成熟的理论,那么国外有那些站点对这些理论有比较深入的阐述呢?也就是涉及到一些具体的控制过程,以及相应的数学模型!"
直接转矩控制中的离散的两点式调节（Band—Band调节）也称为两位式调节，即调节的是转矩实际值和转矩给定值的差ε，当ε＜－ε时，调节器输出为1态；当ε＞＋ε时，调节器输出为0态，实际上就类似一个施密特触发器。
直接转矩控制是一种对电动机控制的算法，而不是电动机的控制方法，它的初始模型是异步电动机，但在一定条件下可以适应于其它感应电动机，如永磁同步电机，从永磁同步电机的结构上看，它的定子绕组与异步电动机相同（转子绕组完全不同），直接转矩控制的算法就是基于定子磁链（矢量控制算法也是，只是要进行坐标转换），那么它同样也适应于永磁同步电机，只是在运行控制方面要比异步电动机多一些限制，如要严格限制其过载，防止失步等，因此在用通用变频器控制同步电动机时，要选的容量大才行。这样也就不涉及更特别的控制过程及数学模型。顺便说一句，从通用变频器应用角度看，如果对转矩控制精度（波动）没有特别的要求的话，矢量控制和直接转矩控制方式的通用变频器没有什么两样，他们内部采用的具体算法对于用户来说没有什么用途。用户关心的是他们需要的通用变频器具体对于负载所能做出的表现，能满足要求就可以了。
我不知道你是想作什么，如果是要研究理论的话，倒可以进一步研究研究，如果要研究产品的话，建议在现有产品的基础上研究研究它们的用法及注意事项，在产品说明书中说清楚，不必建数学模型了。
回复wang_hl的问题：
"王老师能告诉我制砖机用的电机用什么类型变频器最省电"
制砖机目前由多种形式，有生产线、单机，有液压型的和电动型的等，但从电动机的使用类型上看，还是采用的Y系列电动机的多，采用液压的，需要用油泵电机，生产线有很多采用变频器控制了，如果是采用变频器控制，当然是采用变频电动机最好了，也最省电。不过对不同部位的电动机可以区别对待。
以上仅供两位参考，另外多谢yzh的支持，希望能携手维护本论坛网友的利益，使论坛越办越好。
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