异步电动机的矢量控制? 点击:3673 | 回复:65



小老虎2007

    
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发表于:2007-12-03 16:21:00
楼主
各位前辈\大大:
               请问带速度反馈的矢量控制能让异步电动机在低速区输出大转矩吗?
            网上介绍矢量控制的原理时都说矢量控制是模仿直流电动机,把电流分解为励磁电流和转矩电流来分别控制.可是看了半天小子都不明白!不管你怎么分解怎么解耦,最后变频器输出给异步电动机的还是一个电压吧!那还不是跟V/F方式一个样啊?
             小子糊涂,请哪位大大释惑!
 也欢迎大家共同讨论.



刘志斌

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发表于:2007-12-10 20:23:00
21楼

变频器控制异步电动机调速有以下方式:
1、变频器对输出频率f闭环控制,输出频率f恒定,即电机同步转速n1恒定;
2、变频器对异步电机转子转速n2闭环控制,即异步电机转子转速n2恒定;
3、你认为还有那种控制方式?!

刘志斌

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发表于:2007-12-10 20:28:00
22楼

“支持国产变频”你认为的控制方式是:
1、简单的VVVF控制;
2、滑差频率控制;
3、矢量控制,通过电流和电压,转速的计算,可以在几个ms让系统输出的转矩达到设定值;
4、对否?!


刘志斌

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发表于:2007-12-10 20:32:00
23楼

 “矢量控制,通过电流和电压,转速的计算,可以在几个ms让系统输出的转矩达到设定值;”

1、“系统输出的转矩达到设定值”这个设定值与负载转矩的大小是什么关系?
2、“系统输出的转矩达到设定值”,这个设定值是最终闭环控制的参数吗?

刘志斌

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发表于:2007-12-10 20:35:00
24楼
如果一个系统的输出转矩是恒定的,当负载大小变化时速度是怎么变化的?!

要吃饭的电工

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发表于:2007-12-10 20:37:00
25楼
支持刘老师,

刘志斌

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发表于:2007-12-10 20:37:00
26楼
比如说汽车的油门大小恒定,那么这个汽车在路面上的运动速度会是个什么样子?!

支持国产变频

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发表于:2007-12-11 10:26:00
27楼
很高兴和刘老师讨论这个问题.
问题太多了,比如直流电机的调速就不想讨论了.只针对我不同意刘工说的"尽管矢量控制理论者把矢量控制理论说的那么悬,…要解偶,要坐标变换,要变成直流电机,要坐在转子上看…其实,他们清楚,这些都是文字游戏"做解释.
VVVF控制通常是一个速度反馈(机械量,变化很慢),PI出来就去调频,根据频率再去调压,低速由于电压小,定子电阻压降占的比例大,所以电压做点补偿.这种控制方式由于速度反馈很慢,而且没有直接控制转矩,所以响应慢,调速精度差,但是也满足了大部分变频调速应用领域的需要.
矢量控制和直接转矩控制的直接目标是电机的电磁转矩(电气量,变化很快),通过电流,电压,计算电机转矩(在无速度传感器控制中,可以通过计算估计出电机转速),所以可以达到快速的转矩响应和精确的调速.在需要速度闭环的场合,可以通过速度闭环调节,这时候速度闭环的输出就是转矩给定,在这种场合,矢量控制的速度闭环响应,速度控制精度等方面也远比VVVF好.
不同的代价,不同的成本,换回来的是不一样的性能.

刘志斌

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发表于:2007-12-11 13:40:00
28楼

  “矢量控制和直接转矩控制的直接目标是电机的电磁转矩(电气量,变化很快),通过电流,电压,计算电机转矩(在无速度传感器控制中,可以通过计算估计出电机转速)”

1、当电机负载转矩变化时,变频器知道负载转矩大小的依据、途径是什么?、
2、负载转矩大小变化,必然引起转子转速n2的变化,△n2引起的转子电流的变化,都是检测负载转矩大小变化的依据、途径;
3、如果我们检测到了,控制同步转速的变化,而避免转子速度n2的变化,就提高了控制的响应速度;
4、这才是控制电磁转矩响应速度提高的本质!

支持国产变频

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发表于:2007-12-11 14:49:00
29楼
呵呵!可惜简单的v/f控制是不会检测电机电磁转矩的,它只是通过实际转速与给定偏差一个输入变量,而只能简单的通过调节输出频率,同时调压来控制。如果根据电流变化实时计算电机电磁转矩,来动态调节输出电压矢量,这就是属于矢量控制和直接转矩控制的方法了.这本身恰恰是两种控制方式的区别了!

刘志斌

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发表于:2007-12-11 18:10:00
30楼

  “如果根据电流变化实时计算电机电磁转矩,来动态调节输出电
压矢量,这就是属于矢量控制和直接转矩控制的方法了”

1、如果变频器,通过参数设置,给定了输出目标频率,以及达到目标频率的上升或下降时间,对电动机调速,属开环控制;
2、这时电机的转矩跟随负载变化的方式,和工频下电机的转矩随n2的微小变化而变化的自我控制方式相同;
3、这时电机转子转速与同步转速保持一定的转差,转差率S,其大小与负载大小变化一致;
4、我想这就是你说的V/F控制方式;

刘志斌

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31楼

5、如果有速度检测,但最终控制的还是同步转速n1,即同步转速n1的闭环控制,也是V/F控制方式;
6、这种控制的最大特点是变频器不控制电磁转矩,转子转速能n2、转差、转差率都随负载变化;

刘志斌

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32楼

7、如果有速度检测,比较控制的还是同步转速n1,转差、转差率S的控制,电磁转矩的控制,但却最终实现的是转子转速n2的恒定控制,即转子转速的闭环控制,就属于矢量或直接转矩控制的范畴;
8、[b]属于矢量或直接转矩控制的范畴,这种控制的最大特点就是转子转速n2不跟随负载变化,是恒定的[/b];

刘志斌

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33楼

9、你的所谓“根据电流变化适时计算电机电磁转矩”的意义在于,比较控制输出频率,控制同步转速n1,进而控制转差、转差率S,控制电机转矩,使其精确等于负载转矩,以保证转子n2恒定;
10、你的阐述重心是计算,只有计算好,才能使电机转矩精确等于负载转矩,而没有表明这样做的目的和结果是“[b]以保证转子n2恒定”[/b]!

支持国产变频

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34楼
说得太多了没有用,请刘老师把自己提出的矢量控制和v/f控制的控制框图给大家贴出来,我们再来讨论你的看法.

刘志斌

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35楼

1、你是专家,本应与你讨论应该轻松一些;
2、其实转矩控制,就是对转子转速n2的闭环控制;
3、只有实现转矩控制,才能实现转子转速n2的闭环控制;
4、在直流电机的转子转速的闭环控制中,用电机端电压U可以实现转矩控制;
5、在异步电机的转子转速n2的闭环控制中,用控制频率f,控制同步转速n1,控制△n1,改变瞬时转差率ds/dt,实现电磁转矩的控制;
6、所有矢量控制、直接转矩控制都是异步电机机械特性的反应,你只要熟悉异步电机的机械特性你就会知道怎么控制异步电机的转矩,不要在文字、抽象的概念上下那么大功夫了,人家绕我们,我们也跟着自绕!
7、不管怎么说,我的很多灵感来自你的发言,知道了好多行话,还是要称你为师傅!谢谢你的讨论!

hailongks1

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36楼
学习学习.

hailongks1

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37楼
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smileshon

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38楼

有两个问题:

1:矢量控制为什么在低频时能产生很大的转矩,有的是在1Hz时,能带150%的额定负载?

2:不管是什么变频器,变频器输出给电机的是电压,是不是矢量控制在低频是输出的电压大?

小老虎2007

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39楼

不是电压大

其实就是控制三相电流

宝米勒

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40楼
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