矢量控制时如何保证电压与频率的对应关系(V/F比)? 点击:2691 | 回复:17



aeast5

    
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发表于:2010-06-22 14:33:52
楼主

大家好。

我们都知道V/F控制时,是控制“电压与频率比”为恒定的关系(近似),以保证磁通恒定;那么矢量控制时,也需要控制V/F为恒定吗,是怎么实现的呢?

希望大家都来讨论一下。谢谢。




VINGOAL

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发表于:2010-06-22 14:42:00
1楼
矢量控制是控制励磁与转矩电流

刘志斌

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发表于:2010-06-23 10:54:54
2楼

1、首先要明白,异步电机的速度与频率相关,变频为什么还要变压呢!

2、如果频率降低,电压不变,电机的铁心磁场会饱和发热,电机无法工作;

3、所以变频的同时,一定要改变电压,保持电机磁场恒定在额定运行时的强度;

 

刘志斌

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发表于:2010-06-23 11:06:31
3楼

4、V/F=定值,即频率下降时,电压正比下降;

5、这种控制的缺点是,低频时,电压偏低,磁场弱,转矩小;

6、这种控制的缺点产生的原因是,忽略了定子绕组的电阻压降造成的;

 

刘志斌

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发表于:2010-06-23 11:29:17
4楼
7、这样就出现了低频提升电压、提升转矩的方法;

刘志斌

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发表于:2010-06-23 11:37:48
5楼

8、我的观点是,磁场是电流产生的,在变频时,只要保持异步电机空载电流不变,从而保证磁场大小恒定;

9、就是说,频率与电压的关系,以维持空载电流恒定的电压控制模式;

10、这样频率与电压的关系,取决于电机的实际空载电流这个电机参数!

刘志斌

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发表于:2010-06-23 11:50:55
6楼

1、如果电压一定而只降低频率,那么磁通就过大,磁回路饱和,严重时将烧毁电机。

2、因此,改变频率的同时要控制变频器输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生;

3、“频率与电压要成比例地改变”是近似的、粗略的说法:

1)根据电势平衡方程式(空载):

U= E+IoR

E= 4.44fNΦ=2πfL×Io

2)忽略IoR (定子空载励磁电流Io在绕组电阻上的压降):

U≈E= 4.44fNΦ

U/f=4.44NΦ=CΦ=定值

当f低、远离50Hz时,电压取值也低,磁通也低,转矩不足;

3)不忽略IoR :

U= E+IoR = 4.44fNΦ+IoR=2πfL×Io +IoR

U/f=2πL×Io +IoR/f=Io(2πL+R/f)

U/f=U/f(f)不是定值,是频率f的函数,在f接近50Hz时,R/f很小可忽略,U/f=定值

U/f=U/f(f)不是定值,是频率f的函数,在f低、远离50Hz时,R/f很大不可忽略,U/f=IoR/f,U=IoR,保证磁通恒定!

4、所以正确的说法是:

1)频率f降低时,电压U也降低,U/f=U/f(f)不是定值,是频率f的函数;

2)f高时,接近50Hz时,U/f=定值=380/50;

3)在f低、远离50Hz时,R/f很大不可忽略,U/f=IoR/f很大,U>IoR,保证磁通恒定!

5、由于U/f=定值模式,在低频时力矩不足,所以适应低速负载较小的设备,如离心风机、水泵等;

6、对于低速时,就满载、重在时,U/f=IoR/f很大,U>IoR,保证磁通恒定,保证有足够的转矩!

7、如果变频器的U/f=定值模式控制,电机磁场在低频时减弱,转矩不足;

8、如果变频器按U/f=U/f(f)模式不是定值,是频率f的函数变化,电机磁场恒定,电机转矩稳定,高低、频特性一致!



没事来看看

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发表于:2010-06-23 16:29:30
7楼

V/F控制是控制“电压与频率比”为恒定的关系(近似),以保证磁通恒定;那么矢量控制时,也需要控制V/F为恒定吗,是怎么实现的呢?

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------矢量控制的频率和电压从一段时间的均值来看是恒定的关系,但从瞬时值来看变化比较频繁,变化的原因是为了保证磁通恒定

也就是说把磁通/转矩作为控制目标通过pi调节器调节电压和频率,这是两个相对独立的调节过程,调节的结果来看v/f是恒定的(均值)同时又是变化的(瞬时值)。

刘志斌

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发表于:2010-06-23 17:10:22
8楼
引用没事来看看 的回复内容:

……矢量控制的频率和电压从一段时间的均值来看是恒定的关系,但从瞬时值来看变化比较频繁,变化的原因是为了保证磁通恒定

也就是说把磁通/转矩作为控制目标通过pi调节器调节电压和频率,这是两个相对独立的调节过程,调节的结果来看v/f是恒定的(均值)同时又是变化的(瞬时值)。



1、你把问题搞错了!

2、搂主的问题是,驱动器在变频时,输出电压如何决定的问题;

3、初期,驱动器在变频时,输出电压U=MF,即U/F=定值M,频率F下降多少,电压U就正比下降多少;

4、由于这种变频器使用时,发现低频力矩不足;追其原因是频率下降时,电压不能按正比下降,因为频率为零时,电压也为零,电机磁通为零;

5、那么频率与电压的关系多少为好?

6、我认为驱动器在变频时,输出电压必须是满足电机变频空载运行电流不变,恒定在额定空载电流上;

7、这样频率为零,电压不不为零,电流不为零,磁场不为零!

 

没事来看看

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发表于:2010-06-25 08:23:37
9楼
引用刘志斌 的回复内容:

 

1、你把问题搞错了!

2、搂主的问题是,驱动器在变频时,输出电压如何决定的问题;

3、初期,驱动器在变频时,输出电压U=MF,即U/F=定值M,频率F下降多少,电压U就正比下降多少;

4、由于这种变频器使用时,发现低频力矩不足;追其原因是频率下降时,电压不能按正比下降,因为频率为零时,电压也为零,电机磁通为零;

5、那么频率与电压的关系多少为好?

6、我认为驱动器在变频时,输出电压必须是满足电机变频空载运行电流不变,恒定在额定空载电流上;

7、这样频率为零,电压不不为零,电流不为零,磁场不为零!

 



好像是你搞错了,这是论题“我们都知道V/F控制时,是控制“电压与频率比”为恒定的关系(近似),以保证磁通恒定;那么矢量控制时,也需要控制V/F为恒定吗,是怎么实现的呢?”

刘志斌

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发表于:2010-06-27 23:03:53
10楼

引用没事来看看 的回复内容

……好像是你搞错了,这是论题“我们都知道V/F控制时,是控制“电压与频率比”为恒定的关系(近似),以保证磁通恒定;那么矢量控制时,也需要控制V/F为恒定吗,是怎么实现的呢?”


1、我问你,“矢量控制”时,驱动器输出的频率与电压是什么关系?

2、我问你,“矢量控制”时,驱动器输出的频率与电压还是控制V/F为恒定吗?

刘志斌

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发表于:2010-06-27 23:05:38
11楼
3、我问你,“矢量控制”时,驱动器输出的频率与电压没有关系,是随机控制的吗?

没事来看看

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发表于:2010-06-28 08:09:53
12楼

引用刘志斌 的回复内容:

1、我问你,“矢量控制”时,驱动器输出的频率与电压是什么关系?

2、我问你,“矢量控制”时,驱动器输出的频率与电压还是控制V/F为恒定吗?

3、我问你,“矢量控制”时,驱动器输出的频率与电压没有关系,是随机控制的吗?


都是一个问题。

矢量控制时输出频率和电压是相对独立控制的,控制转速而有输出频率,控制磁通而计算出电压。两者之间不能简单的用v/f恒定与否来讨论。

刘志斌

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发表于:2010-06-28 14:13:59
13楼
引用没事来看看 的回复内容:

……矢量控制时输出频率和电压是相对独立控制的,控制转速而有输出频率,控制磁通而计算出电压。两者之间不能简单的用v/f恒定与否来讨论。

 


 


1、变频器变频调速时,在任何频率下要保持电机磁场恒定在额定设计状态不变;

2、变频器变频调速时,在任何频率下要保持电机磁场恒定在额定设计状态不变,唯一要控制的参数就是电压;

3、 变频器变频调速时,在任何频率下要保持电机磁场恒定在额定设计状态不变,磁通是个未知的恒量,而电压是个与频率大小存在唯一确定关系的量;

4、变频器变频调速时,在任何频率下要保持电机磁场恒定在额定设计状态不变,磁通是个未知的恒量,而电压是个与频率大小存在唯一确定关系的量,这个唯一确定的关系是什么,是研究的核心;

 

刘志斌

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发表于:2010-06-28 14:23:50
14楼

5、“矢量控制时输出频率和电压是相对独立控制的”,是错误的说法:

1)输出三相交流电压的相位差=T/3=1/3f;

2)输出三相交流电压的波形一致;

3)输出三相交流电压的最大值随频率而自动变化;

 

刘志斌

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发表于:2010-06-28 14:37:08
15楼

6、“两者之间不能简单的用v/f恒定与否来讨论” 是个错误的说法:

1)在任何频率下要保持电机磁场恒定在额定设计状态不变,保持v/f恒定是根据电势平衡方程的一个近似计算结果;

2)由于是一个近似计算结果,所以出现低频磁场减弱力矩不足的问题;

3)v/f不恒定的目的是为了保持磁场恒定,v/f不恒定是多少?怎么控制?是研究的核心!

 

刘志斌

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发表于:2010-06-28 14:50:13
16楼

7、“控制转速而有输出频率”是个错误的说法:

1)如果要控制电机转速,输出频率跟随负载变化;

2)工频运行时,异步电机转速基本恒定,是因为负载大小变化时,转差变化,力矩迅速变化的原因,与频率无关;

 

刘志斌

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发表于:2010-06-28 14:59:37
17楼

8、“控制磁通而计算出电压”,是个错误的说法:

1)磁通恒定是一个确定的值;

2)而电压大小是随频率而变的;

3)电压大小是随频率而变的,就是根据频率计算电压;

4)“控制磁通而计算出电压”,是“矢量控制”者骗人的铁证!!!

 


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