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有关变频器的控制方式与应用 点击:2982 | 回复:44



起风的日子

    
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发表于:2006-05-19 12:16:00
楼主
关于变频器的控制方式和应用还有好多朋友不是很清楚,特简单归纳如下:(北京富莱时代科技有限公司 高华峰)

变频器控制方式
    变频器对电动机进行控制是根据电动机的特性参数及电动机运转要求,进行对电动机提供电压、电流、频率进行控制达到负载的要求。因此就是变频器的主电路一样,逆变器件也相同,单片机位数也一样,只是控制方式不一样,其控制效果是不一样的。所以控制方式是很重要的。它代表变频器的水平。目前变频器对电动机的控制方式大体可分为U/f恒定控制 ,转差频率控制,矢量控制,直接转矩控制,非线性控制。
U/f恒定控制
    U/f控制是在改变电动机电源频率的同时改变电动机电源的电压,使电动机磁通保持一定,在较宽的调速范围内,电动机的效率,功率因数不下降。因为是控制电压(Voltage)与频率(Frequency)之比,称为U/f控制。恒定U/f控制存在的主要问题是低速性能较差,转速极低时,电磁转矩无法克服较大的静摩擦力,不能恰当的调整电动机的转矩补偿和适应负载转矩的变化; 其次是无法准确的控制电动机的实际转速。由于恒U/f变频器是转速开环控制,由异步电动机的机械特性图可知,设定值为定子频率也就是理想空载转速,而电动机的实际转速由转差率所决定,所以U/f恒定控制方式存在的稳定误差不能控制,故无法准确控制电动机的实际转速。
转差频率控制
    转差频率是施加于电动机的交流电源频率与电动机速度的差频率。根据异步电动机稳定数学模型可知,当频率一定时,异步电动机的电磁转矩正比于转差率,机械特性为直线。
转差频率控制就是通过控制转差频率来控制转矩和电流。转差频率控制需要检出电动机的转速,构成速度闭环,速度调节器的输出为转差频率,然后以电动机速度与转差频率之和作为变频器的给定频率。与U/f控制相比,其加减速特性和限制过电流的能力得到提高。另外,它有速度调节器,利用速度反馈构成闭环控制,速度的静态误差小。然而要达到自动控制系统稳态控制,还达不到良好的动态性能。
矢量控制
    矢量控制,也称磁场定向控制。它是70年代初由西德F.Blasschke等人首先提出,以直流电机和交流电机比较的方法阐述了这一原理。由此开创了交流电动机和等效直流电动机的先河。矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic。通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1、Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流 , It1相当于直流电动机的电枢电流),然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换实现对异步电动机的控制。矢量控制方法的出现,使异步电动机变频调速在电动机的调速领域里全方位的处于优势地位。但是,矢量控制技术需要对电动机参数进行正确估算,如何提高参数的准确性是一直研究的话题。
直接转矩控制
    1985年,德国鲁尔大学的DePenbrock教授首次提出了直接转矩控制理论,该技术在很大程度上解决了矢量控制的不足,它不是通过控制电流,磁链等量间接控制转矩,而是把转矩直接作为被控量来控制。转矩控制的优越性在于 ,转矩控制是控制定子磁链,在本质上并不需要转速信息,控制上对除定子电阻外的所有电机参数变化鲁棒性良好,所引入的定子磁链观测器能很容易估算出同步速度信息,因而能方便的实现无速度传感器,这种控制被称为无速度传感器直接转矩控制。

 

                                              变频器的选择
风机和泵类负载
    在过载能力方面要求较低,由于负载转矩与速度的平方成反比,所以低速运行时负载较轻(罗茨风机除外),又因为这类负载对转速精度没有什么要求,故选型时通常以价廉为主要原则,选择普通功能型变频器。
恒转矩负载
    多数负载具有恒转矩特性,但在转速精度及动态性能等方面要求一般不高,例如挤压机,搅拌机,传送带,厂内运输电车,吊车的平移机构,吊车的提升机构和提升机等。选型时可选V/f控制方式的变频器,但是最好采用具有恒转矩控制功能的变频器。
要求响应快的系统
    所谓响应快是指实际转速对于转速指令的变化跟踪得快,从负载变动等急剧外界干扰引起的过渡性速度变化中恢复得快。要求响应快的典型负载有轧钢机、生产线设备、机床主轴、六角孔冲床等。要使变频器主电路能力充分发挥加减速特性,最好选用转差频率控制的变频器。
动态,静态指标要求不高系统
    这类负载一般要求低速时有较硬的机械特性,才能满足生产工艺对控制系统的动态、静态指标要求,如果控制系统采用开环控制,可选用具有无速度反馈的矢量控制功能的变频器。
动态, 静态指标要求较高的系统
    对于调速精度和动态性能指标都有较高要求,以及要求高精度同步运行等场合,可选用带速度反馈的矢量控制方式的变频器。如果控制系统采用闭环控制,可选用能够四象限运行,U/f控制方式,具有恒转矩功能型变频器。例如轧钢,造纸,塑料薄膜加工生产线。这一类对动态性能要求较高的生产机械,采用矢量控制的高性能变频器。
要求控制系统具有良好的动态,静态性能
    例如电力机车,交流伺服系统,电梯,起重机等领域,可选用具有直接转矩控制功能的专用变频器。

结论
    由于被控对象的千差万别,性能指标要求的各不相同,变频器的选择及配置远不如上述所列几种。要做到熟练应用还应在工程实践中认真探索。
    变频器的控制方式代表着变频器的性能和水平,在工程应用中根据不同的负载及不同控制要求,合理选择变频器以达到资源的最佳配置,具有重要的意义。
 

 




刘志斌

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发表于:2008-11-08 21:27:19
41楼

6、主磁场大小变化怎么检测?主磁场大小变化我们能不能看到?如果不解决这两个问题,主磁场的恒定控制就是一句空话!

7、对有电机学知识的人,都明白,变压器的空载试验,空载电流认为就是励磁电流;异步电动机的空载电流认为是励磁电流;

8、懂得磁与电磁知识的人,都明白,励磁电流与磁势成正比,在电机常数决定不变的情况下,励磁电流的大小就是主磁场大小的标志;

9、也就是说,电机空载电流认为是励磁电流,认为是主磁场大小的标志;

10、我们轻而易举的找到了主机磁场的检测、控制的手段!

11、那些企图通过矢量方程、矢量模型的等效变换想求得异步电机旋转磁场的检测、控制的说法,是违背了物理学分析研究问题的基本方法,把问题复杂化,钻进了死胡同;

12、有两种可能,要么真的不知道电机学的基本知识,在寻找着,在探索着;要么根本就不想告诉别人,而是想方设法引导欺骗别人,把别人的思路引入歧途,完全处于商业目的!

刘志斌

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发表于:2008-11-08 21:42:24
42楼

13、那么我们只要在变频时,通过控制电压的大小,实现空载电流的闭环控制,并找到电压随频率变化的函数关系,即U/f=U/f(f),就等于实现了主极磁场的恒定控制,就等于说模仿了直流电机恒定磁场的运行方式;

14、我说的对不对,你可以在自己的变频器上,让电机空载变频运行,检测空载电流的变化情况,就明白什么是V/F控制模式?什么是矢量控制模式?

15、回过头来看看,一个多么简单的问题,我们在这里辩论了一年多,还有人骂了一年多,是中国人不感到惭愧吗???

 

刘志斌

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发表于:2008-11-08 21:52:06
43楼

16、关于变频器对负载的选择问题,本身就是一个笑话,那是因为变频器本身磁场不稳定,力矩不均匀,才有负载的选择问题;

17、如果解决了变频磁场恒定的问题,变频器不存在本身的缺陷,什么样的负载都能适应,还有负载性质的选择问题吗???

F F 帆

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发表于:2008-11-09 01:41:57
44楼
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帖子:155注册时间:2006-2-19 23:02:00 1楼 回复时间:2008-11-6 14:56:29 你爸爸和你妈妈结合:是个软启动的骗局(你爸爸太软)!

你爸爸供应给你妈妈屎量:矢量变频是个骗局(生出你刘驴头)

绿驴头,你能说出什么象样的人话??!

哪儿凉快,你就滚哪儿呆着去吧!!

博客 播客 引用 加为好友 发送消息 回复 刘志斌 2楼 回复时间:2008-11-6 16:33:35 楼上的你爸是如火你妈是春发,否则你是不可能如此猖狂的在网上耍流氓!

博客 播客 引用 加为好友 发送消息 回复 刘志斌 3楼 回复时间:2008-11-6 19:23:43 这个账是要算的,该负的责任是逃不脱的,等着瞧,大家看我怎么收拾这帮流氓!!!

博客 播客 引用 加为好友 发送消息 回复 F F 帆 XF F 帆
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帖子:155注册时间:2006-2-19 23:02:00 4楼 回复时间:2008-11-7 17:30:14 你找抽呢??

你找我算帐???

好啊,我等你!!

你不来是乌龟王八蛋,我现在就在新疆乌鲁木齐,你有本事留电话!!

博客 播客 引用 加为好友 发送消息 回复 F F 帆 5楼 回复时间:2008-11-7 17:36:21 象你这种垃圾,在新疆想拔你牙你的人就不只半个班!

你有本事来啊,你NND,你不来是狗熊!!

来了,打的你象狗熊,并给你拍照留念,让工控界都看看你的垃圾样!!

博客 播客 引用 加为好友 发送消息 回复 F F 帆 6楼 回复时间:2008-11-7 17:42:32 有本事你开你那一母三分地,你来塔里木油田找我,你留电话,我去接你!

我要不把你这个祸害工控网的煞笔狂扁然后“鞭尸”再“活埋”在沙漠里,我就跟你姓!!

博客 播客 引用 加为好友 发送消息 回复 F F 帆 7楼 回复时间:2008-11-7 17:45:04 我们的自备燃气电站容量足够大!

接个10KV、35KV融化你这个垃圾,还是不成问题!

保险让你熔化在蓝天里,若留一点痕迹,就算我白活了30年!


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