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News在實際生活中，變頻(pin)器(qi)有著廣泛(fan)的(de)(de)應用，那么如(ru)何評(ping)判變頻(pin)器(qi)的(de)(de)性能水平呢?這就不得(de)不說到(dao)變頻(pin)器(qi)的(de)(de)控制(zhi)(zhi)方式(shi)了。因(yin)為如(ru)果變頻(pin)器(qi)(變頻(pin)器(qi)的(de)(de)工作原理)的(de)(de)主電路一(yi)(yi)樣，逆(ni)變器(qi)件也(ye)相同，單片機位數也(ye)一(yi)(yi)樣，只是控制(zhi)(zhi)方式(shi)不一(yi)(yi)樣，其(qi)控制(zhi)(zhi)效(xiao)果是不一(yi)(yi)樣的(de)(de)。
所以變頻(pin)(pin)器(qi)的(de)(de)控制方式代表著變頻(pin)(pin)器(qi)的(de)(de)性能(neng)和水平，在工程應(ying)用中根據(ju)不(bu)同的(de)(de)負載及不(bu)同控制要求(qiu)，合理選擇變頻(pin)(pin)器(qi)(變頻(pin)(pin)器(qi)種類有哪些(xie))以達到資源的(de)(de)最佳配置，具(ju)有重(zhong)要的(de)(de)意義。
U/f控制是(shi)在改(gai)變電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)電(dian)(dian)(dian)源頻率的同時改(gai)變電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)電(dian)(dian)(dian)源的電(dian)(dian)(dian)壓，使電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)磁通保持(chi)一定，在較寬(kuan)的調速范圍內，電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)的效率，功率因數不下降。因為是(shi)控制電(dian)(dian)(dian)壓(Voltage)與(yu)頻率(Frequency)之比(bi)，稱為U/f控制。
?恒定(ding)(ding)U/f控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)存在的(de)(de)(de)主要問題(ti)是(shi)(shi)低速性能較差，轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)速極低時，電(dian)(dian)磁轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)無法(fa)克服較大的(de)(de)(de)靜(jing)摩擦力，不能恰當的(de)(de)(de)調整電(dian)(dian)動(dong)機的(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)補償和適應(ying)負(fu)載轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)的(de)(de)(de)變化;其次是(shi)(shi)無法(fa)準(zhun)確的(de)(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)電(dian)(dian)動(dong)機的(de)(de)(de)實際(ji)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)速。由于(yu)恒U/f變頻器是(shi)(shi)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)速開環控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，由異(yi)步電(dian)(dian)動(dong)機的(de)(de)(de)機械特性圖(tu)可知，設定(ding)(ding)值為定(ding)(ding)子(zi)頻率也就(jiu)是(shi)(shi)理想空(kong)載轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)速，而電(dian)(dian)動(dong)機的(de)(de)(de)實際(ji)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)速由轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)差率所決定(ding)(ding)，所以U/f恒定(ding)(ding)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)方式(shi)存在的(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)誤差不能控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，故無法(fa)準(zhun)確控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)電(dian)(dian)動(dong)機的(de)(de)(de)實際(ji)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)速。
轉(zhuan)(zhuan)差頻率是施加于(yu)電動機(ji)的交流電源頻率與(yu)電動機(ji)速度的差頻率。根(gen)據(ju)異步電動機(ji)穩定數學模型(xing)可知(zhi)，當頻率一定時，異步電動機(ji)的電磁(ci)轉(zhuan)(zhuan)矩正比于(yu)轉(zhuan)(zhuan)差率，機(ji)械特性為直線。
轉(zhuan)(zhuan)差(cha)(cha)頻(pin)率(lv)控(kong)(kong)制(zhi)就是通過控(kong)(kong)制(zhi)轉(zhuan)(zhuan)差(cha)(cha)頻(pin)率(lv)來控(kong)(kong)制(zhi)轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)和(he)(he)電(dian)流。轉(zhuan)(zhuan)差(cha)(cha)頻(pin)率(lv)控(kong)(kong)制(zhi)需要檢出電(dian)動(dong)(dong)機的轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)，構(gou)成速(su)(su)(su)度(du)閉環，速(su)(su)(su)度(du)調節器的輸出為(wei)轉(zhuan)(zhuan)差(cha)(cha)頻(pin)率(lv)，然(ran)后以電(dian)動(dong)(dong)機速(su)(su)(su)度(du)與轉(zhuan)(zhuan)差(cha)(cha)頻(pin)率(lv)之和(he)(he)作為(wei)變頻(pin)器的給定頻(pin)率(lv)。與U/f控(kong)(kong)制(zhi)相比，其加(jia)減速(su)(su)(su)特(te)性(xing)和(he)(he)限制(zhi)過電(dian)流的能(neng)力得到提高。另外，它(ta)有(you)速(su)(su)(su)度(du)調節器，利用(yong)速(su)(su)(su)度(du)反饋構(gou)成閉環控(kong)(kong)制(zhi)，速(su)(su)(su)度(du)的靜態誤差(cha)(cha)小。然(ran)而要達(da)到自動(dong)(dong)控(kong)(kong)制(zhi)系統(tong)穩態控(kong)(kong)制(zhi)，還達(da)不(bu)到良好的動(dong)(dong)態性(xing)能(neng)。
它是以三相波形整體生成效果為前提，以逼(bi)近電(dian)機氣(qi)隙的(de)理想(xiang)圓形旋(xuan)轉磁(ci)場軌跡為目的(de)，一次(ci)生成三相調(diao)制波形，以內切多邊形逼(bi)近圓的(de)方式進(jin)行控(kong)制的(de)。經實(shi)踐使(shi)用后又有(you)(you)(you)所改進(jin)，即(ji)引入頻(pin)率補償，能消除速度控(kong)制的(de)誤差;通(tong)過反饋(kui)估算磁(ci)鏈幅(fu)值，消除低速時定子(zi)電(dian)阻(zu)的(de)影(ying)響;將(jiang)輸出電(dian)壓、電(dian)流閉環，以提高動態的(de)精度和穩定度。但(dan)控(kong)制電(dian)路(lu)環節(jie)較多，且沒(mei)有(you)(you)(you)引入轉矩的(de)調(diao)節(jie)，所以系統性(xing)能沒(mei)有(you)(you)(you)得到根(gen)本改善。
矢量控制，也稱磁場定向控制。它是70年代初(chu)由(you)西德F.Blasschke等人首先提出(chu)，以(yi)直(zhi)流(liu)電(dian)機和交(jiao)(jiao)流(liu)電(dian)機比較(jiao)的(de)方法闡述了這(zhe)一原理。由(you)此開(kai)創了交(jiao)(jiao)流(liu)電(dian)動機和等效直(zhi)流(liu)電(dian)動機的(de)先河。
矢量控(kong)制變(bian)頻調(diao)速的做法(fa)(fa)是將(jiang)異(yi)步(bu)電(dian)(dian)(dian)動機在三相(xiang)坐(zuo)標系(xi)(xi)下的定子(zi)交(jiao)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)Ia、Ib、Ic。通過(guo)三相(xiang)-二相(xiang)變(bian)換，等(deng)效成兩(liang)相(xiang)靜止坐(zuo)標系(xi)(xi)下的交(jiao)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)Ia1、Ib1，再通過(guo)按(an)轉子(zi)磁場定向旋轉變(bian)換，等(deng)效成同(tong)步(bu)旋轉坐(zuo)標系(xi)(xi)下的直流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)Im1、It1(Im1相(xiang)當于直流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)動機的勵(li)磁電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)，It1相(xiang)當于直流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)動機的電(dian)(dian)(dian)樞(shu)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu))，然后模仿直流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)動機的控(kong)制方法(fa)(fa)，求(qiu)得直流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)動機的控(kong)制量，經過(guo)相(xiang)應的坐(zuo)標反變(bian)換實現(xian)對異(yi)步(bu)電(dian)(dian)(dian)動機的控(kong)制。
VVVF變頻(pin)(pin)(pin)(pin)、矢量控(kong)制(zhi)變頻(pin)(pin)(pin)(pin)、直接(jie)(jie)轉矩控(kong)制(zhi)變頻(pin)(pin)(pin)(pin)都是(shi)交(jiao)—直—交(jiao)變頻(pin)(pin)(pin)(pin)中(zhong)的(de)(de)一種(zhong)。其共同缺點(dian)是(shi)輸入(ru)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)低，諧波電(dian)流(liu)大(da)(da)，直流(liu)電(dian)路需要大(da)(da)的(de)(de)儲能(neng)電(dian)容(rong)，再生能(neng)量又(you)不能(neng)反饋回電(dian)網，即(ji)不能(neng)進行四象(xiang)限運行。為(wei)此，矩陣式(shi)交(jiao)—交(jiao)變頻(pin)(pin)(pin)(pin)應運而生。由于(yu)矩陣式(shi)交(jiao)—交(jiao)變頻(pin)(pin)(pin)(pin)省去(qu)了(le)中(zhong)間(jian)直流(liu)環節，從而省去(qu)了(le)體積大(da)(da)、價格貴的(de)(de)電(dian)解電(dian)容(rong)。它能(neng)實現功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)為(wei)l，輸入(ru)電(dian)流(liu)為(wei)正弦且能(neng)四象(xiang)限運行，系統的(de)(de)功(gong)率(lv)密度大(da)(da)。該技術目(mu)前雖(sui)尚未成熟(shu)，但仍(reng)吸引著眾多的(de)(de)學者(zhe)深入(ru)研究。其實質不是(shi)間(jian)接(jie)(jie)的(de)(de)控(kong)制(zhi)電(dian)流(liu)、磁鏈(lian)等量，而是(shi)把(ba)轉矩直接(jie)(jie)作為(wei)被控(kong)制(zhi)量來實現的(de)(de)。具(ju)體方法(fa)是(shi)：
——控制定(ding)子磁(ci)鏈(lian)引入定(ding)子磁(ci)鏈(lian)觀(guan)測器，實現(xian)無速度傳感器方式;
——自動(dong)識別(ID)依靠精確的電機(ji)數學模型，對電機(ji)參數自動(dong)識別;
——算(suan)出實際值對應定子阻抗、互感、磁飽和因(yin)素、慣量等算(suan)出實際的(de)轉矩、定子磁鏈、轉子速度進(jin)行實時控制;
——實現Band—Band控(kong)(kong)制按(an)磁鏈和轉矩(ju)的Band—Band控(kong)(kong)制產生PWM信號，對逆變器開關狀(zhuang)態進行控(kong)(kong)制。
矩陣(zhen)式交—交變(bian)頻(pin)具有快速(su)(su)的轉(zhuan)(zhuan)矩響應(<2ms)，很(hen)高的速(su)(su)度(du)(du)精(jing)(jing)度(du)(du)(±2%，無pg反饋)，高轉(zhuan)(zhuan)矩精(jing)(jing)度(du)(du)(<+3%);同時(shi)(shi)還具有較(jiao)高的起動轉(zhuan)(zhuan)矩及高轉(zhuan)(zhuan)矩精(jing)(jing)度(du)(du)，尤其在低速(su)(su)時(shi)(shi)(包(bao)括0速(su)(su)度(du)(du)時(shi)(shi))，可輸出150%～200%轉(zhuan)(zhuan)矩。< p="">
由于被控(kong)(kong)(kong)對象(xiang)的(de)千差(cha)萬別(bie)，性能指標(biao)要求的(de)各不相同，變(bian)頻(pin)(pin)器的(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)方式遠不止(zhi)以上述(shu)所列幾種。要做到熟練(lian)應(ying)(ying)用(yong)還應(ying)(ying)在(zai)工(gong)程(cheng)實踐中認真探索。本(ben)文(wen)主(zhu)要介紹(shao)了幾種不同的(de)變(bian)頻(pin)(pin)器的(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)方式：U/f恒定控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，轉差(cha)頻(pin)(pin)率控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，矢量控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，直接轉矩控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，電(dian)壓空間矢量(SVPWM)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，矩陣式交—交控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)方式，非線(xian)性控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)等。
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