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变频器矢量控制与VF控制区别

变频器矢量控制与VF控制区别
变频器矢量控制与VF控制区别

变频器矢量控制与VF控制区别

一、V/F控制方式

变频器采用V/F控制方式时,对电机参数依赖不大,一般强调“空载电流”的大小。由于我们采用矢量化的V/F控制方式,故做电机参数静止自整定还是有必要的。不同功率段的变频器,自学习后的空载电流占额定电流大小百分比也是不同的。

一般有如下百分比数据:5.5kW~15 kW,空载电流P9.05的值为30%~50%的电机额定电流;3.7 kW及以下的,空载电流P9.05的值为50%左右的电机额定电流;特殊情况时,0.4 kW、0.75 kW、1.5 kW,空载电流P9.05的值为70%~80%的电机额定电流;有的0.75 kW功率段,参数自整定后空载电流为电机额定电流的90%。空载电流很大,励磁也越大。

何为矢量化的V/F控制方式,就是在V/F控制时也将输入电流量进行解耦控制,使控制更加精确。

变频器输出电流包括两个值:空载电流和力矩电流,输出电流I的值为空栽电流Im和力矩电流It平方和后开2次方。故空载电流是影响变频器输出电流的主要因素之一。

V/F控制时输出电压与运行频率之比为一定值:即U/F=K(K为常数),P0.12=最大输出电压U,P0.15=基频F。

上图中有个公式,描述转矩、转速、功率之间的关系。变频器在基频以下运行时,随着速度增快,可以输出恒定的转矩,速度增大不会影响转矩的输出;变频器在基频以上运行时,只能保证输出额定的功率,随着转速增大,变频器不能很好的输出足够大的力;有时候变频器速度更快,高速运行时,处于弱磁区,我们必须设置相应的参数,以便让变频器适应弱磁环境。

速度与出力,高速或者低速时,两者不可兼得,这里有个数据概念:调速范围,指满足额定转矩出力的最低频率与最高频率的比值。以前一般的VF 控制方式调试范围为1:20~1:40,我司产品V/F控制调速范围可以达到1:100,能够满足更多范围的行业应用。在开环矢量时可以达到1:200,闭环矢量时达到1:1000,接近伺服的性能。

变频器V/F控制系统运行时,有两种方式进行转矩的提升:

1、自动转矩提升:

必须在P0.16=0且P4.00=0时,自动转矩提升才有效。其作用为:变频器V/F控制低频运行时,提高输出电压,抵消定子压降以产生足够的转矩,保证电机正常运行。自动转矩提升与变频器设置“空载电流”和静止学习的“定子电阻”有关系,变频器必须作电机参数静止自整定,才能更好的控制电机运行。变频器作自动转矩提升控制电机时,见上图所示输出电压和频率的线性关系,运行中因为负载变化对电压输出作适当的增减,由于响应时间的快慢,所以会出现出力不稳定因素。

2、手动转矩提升

设置P0.16为某一数值时,或者设置P4.00为非零时,手动转矩提升才

有效。手动转矩提升只与变频器设置“空载电流”有关系,受电机其他参数设置影响较小。如下图所示,为手动转矩提升曲线图。变频器输出作手动转矩提升,其转矩出力在原来基础上成线性增加,所以出力稳定,不受负载变化的影响,出力稳定。但是转矩提升不益太大,转矩提升的幅度应根据负载情况适当设定,提升过多,在启动过程中将产生较大的电流冲击。

自动转矩提升只能满足一拖一的输出情况,当涉及一台变频器拖动多台电机时,V/F控制时必须采用手动转矩提升,即设置P0.16为非0值。

V/F控制时的有关性能参数调试:

PA.02为V/F控制转差补偿增益,设置此参数时,可以参考电机额定转速P9.02来设定参数。该功能有助于变频器在负载波动及重载情况下保持电机转速恒定,即补偿由于负载波动而导致的电机转速增减,但是由于补偿本身的响应时间问题,导致系统出现不稳定因素增多,在系统波动较大的情况下,此功能码设置为0有一定效果。

PA.04、PA.05为电流限定功能,由于瞬时负载过大而导致系统没法正常运行,可以适当增大PA.05限定值。

V/F控制涉及到以上注意要点和关键功能码。

二、矢量控制方式

变频器作矢量控制时,对电机参数的依赖很大,所以必须对电机作旋转自整定,参数自整定前,必须设置正确的电机机型参数,完全脱开电机负载。Pd.01、Pd.02、Pd.03、Pd.04、Pd.05、Pd.15、Pd.16参数说明:

下图所示为速度环比例增益与积分时间、电流环比例系数与积分系数调节。Pd.01~ Pd.05为速度环比例增益与积分时间调节参数,设置Pd.05=5HZ,当电机运行频率大于5HZ的时候,Pd.01、Pd.02调节参数起作用;当电机运行频率小于5HZ的时候,Pd.03、Pd.04调节参数起作用。运行参数输出T 与比例增益P成正比,与积分时间I成反比,所以Pd.01~ Pd.04四组参数,P设置越大,I设置越小,那么T就越大,变频器控制电机动态响应就越快,此时速度环输入频率与反馈频率一旦有频率差,系统就响应迅速。但是响应太快了会导致电机出现震荡非常厉害。

举例:某现场,Pd.01和Pd.03为出厂值2或3,此两参数设置在5HZ上下时的比例增益P。开始调试,进行参数自学习,作矢量控制,设置P0.03=4,点运行,此时电机震动非常厉害,电流很大,运行根本不正常。后来设置Pd.01=1和Pd.03=1,然后再运行电机,运行很稳定,无任何异常情况。这里我们让动态响应变慢了,那么系统响应慢些了,频率及电流输出就稳定些了。但是调试基本原则是,“在系统无震荡的前提下”,响应越快越好,也就是Pd.01和Pd.03越大,Pd.02和Pd.04越小,响应就越快,越好。因为实时跟踪反馈的速

度,然后作出频率及电流、转矩输出调整,这是开环矢量型变频器控制出力稳定性的基本要求。

一般小功率的变频器带电机场合,需要适当减小Pd.01和Pd.03,增大Pd.02和Pd.04,这样更能适应现场的调试工作,当然是根据具体情况来调节数据,不能一概而论。

Pd.15和Pd.16为电流环比例系数和积分系数。下图所示电流环调节过程。在电流环调整时,比例系数P、积分系数I越大,对系统作用越强。一般此两参数不作更改。

举例:

1、某现场测试,变频器带一台电机空载,作旋转自学习以后,矢量控制,点运行。电机平稳运行着,只是电机内部会发出嗡嗡的声音,感觉电机轴在内部遇到什么阻碍,象棉花塞着了一样,我们观察电机输出空载电流,比通常情况电流输出要高一些,系统不会有大的抖动和震动,就只出现上面文字说明的情况,也不严重,但是就是与正常情况有点区别。后来我们更改Pd.15和Pd.16参数由1000变成400,然后再运行电机,此时有明显效果,电流偏小了,与正常运行电流一致了,也没有嗡嗡的声响了。此时我们调节参数把电流环作用减弱了,响应不是那么快了,然后能满足此电机的正常运行。

2、当现场控制需要高速运行,超过基频50HZ(举例),那么电机进入弱磁场区域,存在系统震荡,那么此时可以把Pd.16由1000减小为0,让电流环积分增益I作用为0,此时,弱磁区高速运行就不存在问题了,系统运行稳定无震荡。

Pd.08、Pd.09参数说明:

此两个参数分别对驱动转矩和制动转矩进行限定,值越大,那么变频器启动瞬间输出的瞬间转矩力就越大,VF控制和矢量控制时加减速响应时间越快。

Pd.14参数说明:

此功能设置欲激磁时间,欲激磁是在电机启动前事先建立起磁通,以达到电机启动时快速响应的目的。当有运行指令时,先按本功能码设定的时间进入欲激磁状态,磁通建立起来后,再进入正常的加速运行。

在不影响加速的情况下,此参数设置的越长,那么电机起动出力越好。我们出厂值设置为0.3S,有些电机可以设置为0,不需要预激磁。在实际调试过程中,适当增加点预激磁时间,对控制电机有一定的效果。

Pd.17、Pd.18

此两个参数分别设置电机在电动、发电时的转差补偿。调试此两个参数时,需要与P9.02、P0.15作配合调试。Pd.17在矢量开环、矢量闭环、电动状态时有效,比如机床加速可调试此参数。Pd.18在矢量开环、矢量闭环、发电(制动)时有效,比如机床减速可调试此参数。

Pd.21、Pd.22、Pd.23、Pd.24

此四组参数在闭环矢量控制时设置相关的参数。

Pd.25、Pd.26、Pd.27

在闭环矢量控制时实现零伺服功能。

Pd.33

参数对恒功率区的转矩限定进行补偿。改变该参数可以优化变频器运行在恒功率区的加减速时间和输出转矩。

举例:在机床开环矢量调试时,机床要求速度到3000到4000转每分钟,但是调试时速度只能达到3000转,然后速度就上不去了,并且速度会缓缓降下来。我们把Pd.33由40减为0后,速度很容易就上去了,无任何问题出现。

矢量控制涉及到以上注意要点和关键功能码。

三、转矩控制方式

Pd.15、Pd.16

在转矩控制时,速度环比例增益和积分时间Pd.01~ Pd.05无效;电流环比例系数和积分系数Pd.15、Pd.16有效,但是很少调此两个参数。

Pd.28、Pd.29、Pd.30、Pd.31、Pd.32

此五组功能码仅在转矩控制模式下有效。Pd.28是静摩擦补偿系数,当系统在转矩控制模式下,为了克服系统零速运行时或启动时的静摩擦力,可以设置静摩擦补偿系数,以提供给系统预设的转矩提升量。当系统运行起来后,运行时存在摩擦力减少变频器输出的转矩量,可以设定Pd.29减少该摩擦力对变频器输出转矩的影响。Pd.30、Pd.31、Pd.32为转动惯量补偿系数,在系统加减速时,调试此参数有一定的效果

变频器与伺服电机的区别

简单的讲,伺服是一个闭环控制系统,而变频器通常工作于开环控制,所以无论从速度还是精度上,变频器都无法和伺服相比。 其实变频只是伺服的一个部分,伺服是在变频的基础上进行闭环的精确控制从而达到更理想的效果。 变频器只是一个V-F转换,用于控制电机的一个器件。而伺服是一个闭环的系统。简单说变频器主要控制电机的转速。伺服是既可以控制速度,又可以控制位置和移动量,力距,定位,从而达到精确、稳定,不会因变频而产生死机。伺服不仅能达到以上的功能,而且产生一个闭环的系统,从而避免变频器产生的辐射。变频器在变频过程中还会产生大量热量,造成温度的提高与声音,而伺服系统是不会产生这样的后果。所以说伺服系统的达到的效果是变频电机无法比拟的。 伺服电机都是同步电机,其转子转速就是电机的实际转速,不存在速度差,而变频器控制对象是异步电机,其实际转速跟转子转速存在着转差,所以它本身电机在速度就不是很稳定。 伺服的基本概念是准确、精确、快速定位。变频仅仅是伺服控制的一个必须的内部环节,伺服驱动器中同样存在变频(要进行无级调速)。但伺服将电流环速度环或者位置环都闭合进行控制,这是很大的区别。除此外,伺服电机的构造与普通电机是有区别的,要满足快速响应和准确定位。同步伺服的成本价格及其昂贵,这样在现场应用允许的情况下多采用交流异步伺服,这时很多驱动器就是高端变频器,带编码器反馈闭环控制。所谓伺服就是要满足准确、精确、快速定位,所以往往只有高端的产品才采用伺服系统。 变频最早只是用来调速,无论同步还是异步电机都可以用,并不用来完成精确定位跟踪的工作,伺服本身的功能就是精确快速定位跟踪,变频器一般做不到这个效果。 应用方面: 由于变频器和伺服在性能和功能上的不同,所以应用也不大相同。 1、在速度控制和力矩控制的场合要求不是很高的一般用变频器,也有在上位加位置反馈信号构成闭环用变频进行位置控制的,精度和响应都不高。现有些变频也接受脉冲序列信号控制速度的,但直接控制位置不准确。 2、在有严格位置控制要求的场合中只能用伺服来实现,还有就是伺服的响应速度远远大于变频,有些对速度的精度和响应要求高的场合也用伺服控制,能用变频控制的运动的场合几乎都能用伺服取代,但关键是在价格方面伺服远远高于变频。 伺服的基本概念是准确、精确、快速定位。变频是伺服控制的一个必须的内部环节,伺服驱动器中同样存在变频(要进行无级调速)。但伺服将电流环速度环或者位置环都闭合进行控制,这是很大的区别。除此外,伺服电机的构造与普通电机是有区别的,要满足快速响应和准确定位。现在市面上流通的交流伺服电机多为永磁同步交流伺服,但这种电机受工艺限制,很难做到很大的功率,十几KW以上的同步伺服价格及其昂贵,这样在现场应用允许的情况下多采用交流异步伺服,这时很多驱动器就是高端变频器,带编码器反

变频器矢量控制的优点及应用

变频器矢量控制的优点及应用 矢量控制原理--应用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。鉴于电机参数有可能发生变化,会影响变频器对电机的控制性能,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。 异步电动机矢量控制变频调速系统的开发,使异步电动机的调速可获得和直流电动机相媲美的高精度和快速响应性能。异步电动机的机械结构又比直流电动机简单、坚固,且转子无碳刷滑环等电气接触点,故应用前景十分广阔。现将其优点和应用范围综述如下:1、矢量控制系统的优点:动态的速响应直流电动机受整流的限制,过高的di/dt是不容许的。异步电动机只受逆变器容量的限制,强迫电流的倍数可取得很高,故速度响应快,一般可达到毫秒级,在快速性方面已超过直流电动机。 低频转矩增大一般通用变频器(VVVF控制)在低频时转矩常低于额定转矩,在5Hz以下不能带满负载工作。而矢鱿控制变频器由于能保持磁通恒定,转矩与it呈线性关系,故在极低频时也能使电动机的转矩高于额定转矩。 控制的灵活性直流电动机常根据不同的负载对象,选用他励、串励、复励等形式。它们各有不同的控制特点和机械特性。而在异步电动机矢量控制系统中,可使同一台电动机输出不同的特性。在系统内用不同的函数发生器作为磁通调节器,即可获得他励或串励直流电动机的机械特性。 使用矢量控制,可以使电机在低速,如(无速度传感器时)1Hz(对4极电机,其转速大约为30r/min)时的输出转矩可以达到电机在50Hz供电输出的转矩(最大约为额定转矩的150%)。 对于常规的V/F控制,电机的电压降随着电机速度的降低而相对增加,这就导致由于励磁

矢量控制变频器工作原理

矢量控制是20世纪70年代由前西德Blaschke等人首先提出来的对交流电动机的一种新的控制思想和控制技术,也是交流电动机的一种理想的调速方法。矢量控制的基本思想是将异步电动机的定子电流分为产生磁场的电流分量(励磁电流)和与其相垂直的产生转矩的电流分量(转矩电流)并分别加以控制。由于在这种控制方式中必须同时控制异步电动机定子电流的幅值和相位,即控制定子电流矢量,因此这种控制方式称为矢量控制方式。 矢量控制方式使对异步电动机进行高性能的控制成为可能。采用矢量控制方式的交流调速系统不仅在调速范围上可以与直流电动机相匹敌,而且可以直接控割异步毫乏t产生的转矩。所以已经在许多需要进行精密控制的领域得到了应用。 由于在进行矢量控制时需要准确地掌握对象电动机的有关参数,这种控制有式芝云主要用于厂家指定的变频器专用电动机的控制。但是,随着变频调速理论和技术的发曩以及现代控制理论在变频器中的成功应用,目前在新型矢量控制变频器中已经增加了自调整(autotuning)功能。带有这种功能的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,从而使得对普通的异步电动机进行有效的矢量控制也成为可能。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台,正品现货、优势价格、迅捷配送,是一站式采购的工业品商城!具有10年工业用品电子商务领域研究,以强大的信息通道建设的优势,以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力,为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解台达变频器、三菱变频器、西门子变频器、安川变频器、艾默生变频器的选型,报价,采购,参数,图片,批发等信息,请关注艾驰商城https://www.doczj.com/doc/9518383388.html,/

伺服电机的驱动器和电机的变频器有什么区别和联系

伺服电机的驱动器和电机的变频器有什么区别和联系 通常情况下,是不会这样作的,因为如果伺服电机在有自身驱动的时候,应该属于独立的系统,再连接变频器不能达到直接驱动的目的。 但是如果伺服控制器和变频器具备通信接口,同时需要达到同步或其他通信功能,可以如此连接,前提条件是变频器和伺服控制器具备强大的通讯功能或可编程功能,日系产品没有见过如此使用,欧美部分产品可以实现这样的配置。 另外一种情况是伺服控制器和变频器都作为上位控制的从站,实际是总线控制, 和你的描述有本质的区别。 PLC给出的控制信号可以直接送到伺服电机的驱动 伺服的基本概念是准确、精确、快速定位。变频是伺服控制的一个必须的内部环节,伺服驱动器中同样存在变频(要进行无级调速。但伺服将电流环速度环或者位置环都闭合进行控制,这是很大的区别。除此外,伺服电机的构造与普通电机是有区别的,要满足快速响应和准确定位。现在市面上流通的交流伺服电机多为永磁同步交流伺服,但这种电机受工艺限制,很难做到很大的功率,十几KW 以上的同步伺服价格及其昂贵,这样在现场应用允许的情况下多采用交流异步伺服,这时很多驱动器就是高端变频器,带编码器反馈闭环控制。所谓伺服就是要满足准确、精确、快速定位,只要满足就不存在伺服变频之争。 一、两者的共同点: 交流伺服的技术本身就是借鉴并应用了变频的技术,在直流电机的伺服控制的基础上通过变频的PWM方式模仿直流电机的控制方式来实现的,也就是说交流伺服电机必然有变频的这一环节:变频就是将工频的50、60HZ的交流电先整流成直流电,然后通过可控制门极的各类晶体管(IGBT,IGCT等通过载波频率和PWM 调节逆变为频率可调的波形类似于正余弦的脉动电,由于频率可调,所以交流电机的速度就可调了(n=60f/p ,n转速,f频率, p极对数

变频器矢量控制的基本原理分析

变频器矢量控制的基本原理分析 矢量控制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,按照一定的关系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。

变频器控制电路的工作原理

变频器控制电路的工作原理? 各国使用的交流供电电源,无论是用于家庭还是用于工厂,其电压和频率均200V/60Hz(50Hz)或100V/60Hz(50Hz),等等。通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC)。把直流电(DC)变换为交流电(AC)的装置,其科学术语为“inverter”(逆变器)。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”,故该产品本身就被命名为“inverter”,即:变频器,变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有电机(例如空调等),还有荧光灯等产品。用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池(直流电)产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电,在该项应用中,变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。 2. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变?

r/min电机旋转速度单位:每分钟旋转次数,也可表示为rpm.例如:4极电机60Hz 1,800 [r/min],4极电机50Hz 1,500 [r/min],电机的旋转速度同频率成比例。 本文中所指的电机为感应式交流电机,在工业领域所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机(以后简称为电机)的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值(为2的倍数,例如极数为2,4,6),所以不适和改变该值来调整电机的速度。另外,频率是电机供电电源的电信号,所以该值能够在电机的外面调节后再供给电机,这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此,以控制频率为目的的变频器,是做为电机调速设备的优选设备。n = 60f/p,n: 同步速度,f: 电源频率,p: 电机极数,改变频率和电压是最优的电机控制方法。如果仅改变频率,电机将被烧坏。特别是当频率降低时,该问题就非常突出。为了防止电机烧毁事故的发生,变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压,例如:为了使电机的旋转速度减半,变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz,这时变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。例如:为了使电机的旋转速度减半,变频器的输出频率必须从60Hz改变到

变频与伺服区别

[文章]伺服与变频的区别 变频, 伺服 简单的讲,伺服是一个闭环控制系统,而变频器通常工作于开环控制,所以无论从速度还是精度上,变频器都无法和伺服相比; 不过,高端闭环矢量变频器精度也能满足很多应用场合。大功率情况,例如100KW的电机,用伺服就太贵了,用变频器上的编码器信号反馈到上端的运动控制器,也可实现(位置)闭环控制。尽管动态性能变频器比不上伺服,但稳态精度也不差。和伺服一样,取决于连接系统的机械特性和编码器分辨率。 其实变频是伺服的一个重要部分,对变频的内部进行闭环的精确控制就成为了伺服了。 伺服放大器不能接普通电机,虽然交流伺服电机与普通三相电机原理上相同,除非普通电机的功率很小。如果控制器输出的是PWM脉冲,它可以与变频器组成一个闭环系统。 交流伺服电机与普通电机有很多区别,具体你可以参考一下《电机学》方面的书籍,按道理如果功放通流容量足够的话是可以接普通三相电机的,这一点往往是满足不了的。普通电机通常功率很大,尤其是启动电流很大,伺服放大器的电流容量不能满足要求。你从电机的尺寸就可以知道原因了。 准确的说伺服系统既有开环系统,也有闭环系统。变频器是改变电源频率和电压,它是一种电源可供更多机床作为无级调速应用。伺服是改变角位移和角速度来达到数控机床的自动加工。 伺服的额定速度比一般异步电机高的多,并且可以控制转速和位移,而一般的变频器只侧重于转速控制,适用于开环调速,而伺服可以做到精确定位,速度环控制响应比变频器加外围速度控制更直接,动态响应好。 其实各位都忽略了一个问题,就是伺服电机都是同步电机,其转子转速就是电机的实际转速,不存在速度差,而变频器控制对象是异步电机,其实际转速跟转子转速存在着转差,所以它本身电机在速度就不是很稳定 ---伺服电机分直流伺服电机和交流伺服电机,交流伺服电机可理解为"两相交流异步电动机",可控性、灵敏度较好,一般用在闭环系统 ---变频器是用来改变频率和电压的,用于交流调速及其他需变频的场合。 ---伺服是"奴隶"的意思。 变频器最大的功能就是可实现无级和可设定的多级变速,当然也可在开环和闭环状态下进行控制;变频器可以和以前的直流调速系统相比;变频器也份恒转矩和恒功率,分别对应于基速下调和基速向上调,基速向上调就类似直流调速中的弱磁调速。目前变频器的功率可做到15000kw甚至更高,而流行的IGBT也可做到几千KW。而伺服系统一般做不到这么大,他更适合于小功率,精密控制的速度,位移,转矩。 交流伺服和交流变频的区别其实只在于控制指标,包括稳态精度和动态性能。 先说稳态精度:交流伺服的执行单元是永磁同步电机(也有人把无刷直流系统叫做交流伺服,但电机大体上与同步电机差不多,只是控制方法不同,后面详说),它的特点是同步,就是说,当控制电机定子磁场的强度和矢量方向后,外力是难以改变转子(动子)的相对位置的,在额定力矩以内,无论外力怎样变化,转子都会自动产生一个回归力,一旦扰动撤消,转子矢量即回归原位。变频器不然,电机转子对定子的相对位置没有记忆,扰动后不能回位。即使加装位置传感器做位置闭环,变频器仍不能和伺服相比。原因是,在位置-速度-力矩三闭环中,变频器实现速度闭环指标比伺服差多了。不过,现在新出来的普通异步电机的伺服控制方案中,采用磁场行波控制,异步电机伺服控制也不是难事,指标也很高。不过驱动器已经不是楼主说的普通变频器或者矢量变频器了 再说动态指标:当伺服系统(通常以速度闭环来举例)速度环给定一个正弦波信号,

变频器的VF控制与矢量控制

变频器的V/F控制与矢量控制 U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。另外,其机械特性终究没有直流电动机硬,动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意,且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。 矢量控制(VC)方式 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Ia1Ib1,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相当于与转矩成正比的电枢电流),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。其实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对速度,磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链,然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中,由于转子磁链难以准确观测,系统特性受电动机参数的影响较大,且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂,使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。 V/F控制与矢量都是恒转矩控制。U/F相对转矩可能变化大一些。而矢量是根据需要的转矩来调节的,相对不好控制一些。对普通用途。两者一样。 1、矢量控制方式 矢量控制,最简单的说,就是将交流电机调速通过一系列等效变换,等效成直流电机的调速特性,就这么简单,至于深入了解,那就得深入了解变频器的数学模型,电机学等学科。 矢量控制原理是模仿直流电动机的控制原理,根据异步电动机的动态数学模型,利用一系列坐标变换把定子电流矢量分解为励磁分量和转矩分量,对电机的转矩电流分量和励磁分量分别进行控制。 在转子磁场定向后实现磁场和转矩的解耦,从而达到控制异步电动机转矩的目的,使异步电机得到接近他励直流电机的控制性能。具体做法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。 2、V/F控制方式 V/F控制,就是变频器输出频率与输出电压的比值为恒定值或成比例。例如,50HZ时输出电压为380V的话,则25HZ时输出电压为190V。 变频器采用V/F控制方式时,对电机参数依赖不大,V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性,基于在改变电源频率进行调速的同时,又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的,通用型变频器基本上都采用这种控制方式。V/f控制变频器结构非常简单,但是这种变

伺服电机控制跟变频器控制原理上的区别

伺服电机控制跟变频器控制原理上的区别 伺服的基本概念是准确、精确、快速定位。变频是伺服控制的一个必须的内部环节,伺服驱动器中同样存在变频(要进行无级调速)。但伺服将电流环速度环或者位置环都闭合进行控制,这是很大的区别。除此外,伺服电机的构造与普通电机是有区别的,要满足快速响应和准确定位。现在市面上流通的交流伺服电机多为永磁同步交流伺服,但这种电机受工艺限制,很难做到很大的功率,十几KW以上的同步伺服价格及其昂贵,这样在现场应用允许的情况下多采用交流异步伺服,这时很多驱动器就是高端变频器,带编码器反馈闭环控制。所谓伺服就是要满足准确、精确、快速定位,只要满足就不存在伺服变频之争。 两者的共同点: 交流伺服的技术本身就是借鉴并应用了变频的技术,在直流电机的伺服控制的基础上通过变频的PWM方式模仿直流电机的控制方式来实现的,也就是说交流伺服电机必然有变频的这一环节:变频就是将工频的50、60HZ的交流电先整流成直流电,然后通过可控制门极的各类晶体管(IGBT,IGCT等)通过载波频率和PWM调节逆变为频率可调的波形类似于正余弦的脉动电,由于频率可调,所以交流电机的速度就可调了(n=60f/p ,n转速,f频率,p 极对数) 二、谈谈变频器: 简单的变频器只能调节交流电机的速度,这时可以开环也可以闭环要视控制方式和变频器而定,这就是传统意义上的V/F控制方式。现在很多的变频已经通过数学模型的建立,将交流电机的定子磁场UVW3相转化为可以控制电机转速和转矩的两个电流的分量,现在大多数能进行力矩控制的著名品牌的变频器都是采用这样方式控制力矩,UVW每相的输出要加霍尔效应的电流检测装置,采样反馈后构成闭环负反馈的电流环的PID调节;ABB的变频又提出和这样方式不同的直接转矩控制技术,具体请查阅有关资料。这样可以既控制电机的速度也可控制电机的力矩,而且速度的控制精度优于v/f控制,编码器反馈也可加可不加,加的时候控制精度和响应特性要好很多。 三、谈谈伺服: 驱动器方面:伺服驱动器在发展了变频技术的前提下,在驱动器内部的电流环,速度环和位置环(变频器没有该环)都进行了比一般变频更精确的控制技术和算法运算,在功能上也比传统的变频强大很多,主要的一点可以进行精确的位置控制。通过上位控制器发送的脉冲序列来控制速度和位置(当然也有些伺服内部集成了控制单元或通过总线通讯的方式直接将位置和速度等参数设定在驱动器里),驱动器内部的算法和更快更精确的计算以及性能更优良的电子器件使之更优越于变频器。 电机方面:伺服电机的材料、结构和加工工艺要远远高于变频器驱动的交流电机(一般交流电机或恒力矩、恒功率等各类变频电机),也就是说当驱动器输出电流、电压、频率变化很快的电源时,伺服电机就能根据电源变化产生响应的动作变化,响应特性和抗过载能力远远高于变频器驱动的交流电机,电机方面的严重差异也是两者性能不同的根本。就是说不是变

浅谈变频器U/f控制与矢量控制应用

浅谈变频器U/f控制与矢量控制应用 【摘要】交流变频调速系统主要用于控制异步电动机的转速和转矩,具有动态响应好、工作效率高、输出特性好、使用方便等优点。本文主要介绍变频调速系统中常用的两种控制方式:U/f控制和矢量控制,并结合生产实际描述分析这两种控制模式在现场生产中的应用,提高大家对变频调速系统控制模式的认识。 【关键词】变频调速系统;U/f控制;矢量控制 1 变频调速系统U/f控制 1.1 U/f控制的概念 U/f控制即恒压频比控制方式,它是采用SPWM正弦脉宽调制技术控制半导体器件开通和关断,将直流电压转变为一定形状的电压脉冲序列,实现频率和电压的控制,在调节输出频率?的同时,调节输出电压U的大小,通过U和?配合实现不同类型的调频调压来进行调速。解决了只改变频率进行调速:频率上升时,主磁通下降,拖动转矩下降,电动机的拖动能力降低,对于恒转矩负载因拖不动而堵转;频率下降时,主磁通上升,引起主磁通饱和,励磁电流急剧升高,使通过定子绕组的电流大于定子绕组额定电流,电机发热严重。在变频调速中基频以下常采用U/f恒磁通(恒转矩)调速,基频以上调速由于变频器输出电压无法大于额定输入电压因此只能恒功率调速。 1.2 U/f控制特性及应用 U/f控制是变频调速系统应用最普遍的调速模式,它通过调节电机供电电源电压和频率来进行调速因此该调速系统的机械特性可平滑地上下移动,转差率不变,调速时有很高的运行效率,但在基频下U/f(等于常数)调速并不是真正的恒磁通(恒转矩)调速,当电机在低频、低速运行时,由于变频器输出电压成正比地下降,电机满负荷运行时定子绕组电阻上产生的压降在电机输入电压中占的比例增大,反电动势比例减小,用于形成主磁通的电压不足,造成主磁通下降,使拖动转矩不足,带负载能力下降。 应用U/f控制模式时,首先根据变频器所带负载的特性选用合适的U/f曲线,U/f曲线是描述变频器输出电压与频率关系的曲线,一般通用性变频器U/f曲线有:直线形U/f曲线(适用于恒转矩负载如传送带),1.5次形U/f曲线(适用于风机,泵类变转矩性负载)及自定义形U/f曲线;其次根据设备在生产过程中是否需要低速满负荷运行来考虑是否采用适量补偿输出电压即是否设置变频器转矩提升量。正确预置转矩提升量十分重要,预置太小,可能电机磁通不足,电机输出转矩过小而无法带动设备运转,预置太大,又可能在电机轻载时引起电机磁路饱和,变频器因输出过电流而跳闸。在现场预置时,应以电机负荷率作为初步设定依据;最后根据生产设备惯性的大小及对电机启动加减速时间的要求来预置

变频器矢量控制与VF控制区别

变频器矢量控制与VF控制区别 一、V/F控制方式 变频器采用V/F控制方式时,对电机参数依赖不大,一般强调“空载电流”的大小。由于我们采用矢量化的V/F控制方式,故做电机参数静止自整定还是有必要的。不同功率段的变频器,自学习后的空载电流占额定电流大小百分比也是不同的。 一般有如下百分比数据:5.5kW~15 kW,空载电流P9.05的值为30%~50%的电机额定电流;3.7 kW及以下的,空载电流P9.05的值为50%左右的电机额定电流;特殊情况时,0.4 kW、0.75 kW、1.5 kW,空载电流P9.05的值为70%~80%的电机额定电流;有的0.75 kW功率段,参数自整定后空载电流为电机额定电流的90%。空载电流很大,励磁也越大。 何为矢量化的V/F控制方式,就是在V/F控制时也将输入电流量进行解耦控制,使控制更加精确。 变频器输出电流包括两个值:空载电流和力矩电流,输出电流I的值为空栽电流Im和力矩电流It平方和后开2次方。故空载电流是影响变频器输出电流的主要因素之一。 V/F控制时输出电压与运行频率之比为一定值:即U/F=K(K为常数),P0.12=最大输出电压U,P0.15=基频F。三菱变频器资讯 上图中有个公式,描述转矩、转速、功率之间的关系。变频器在基频以下运行时,随着速度增快,可以输出恒定的转矩,速度增大不会影响转矩的输出;变频器在基频以上运行时,只能保证输出额定的功率,随着转速增大,变频器不能很好的输出足够大的力;有时候变频器速度更快,高速运行时,处于弱磁区,我们必须设置相应的参数,以便让变频器适应弱磁环境。 速度与出力,高速或者低速时,两者不可兼得,这里有个数据概念:调速范围,指满足额定转矩出力的最低频率与最高频率的比值。以前一般的VF控制方式调试范围为1:20~1:40,我司产品V/F控制调速范围可以达到1:100,能够满足更多范围的行业应用。在开环矢量时可以达到1:200,闭环矢量时达到1:1000,接近伺服的性能。 变频器V/F控制系统运行时,有两种方式进行转矩的提升: 1、自动转矩提升: 必须在P0.16=0且P4.00=0时,自动转矩提升才有效。其作用为:变频器V/F控制低频运行时,提高输出电压,抵消定子压降以产生足够的转矩,保证电机正常运行。自动转矩提升与变频器设置“空载电流”和静止学习的“定子电阻”有关系,变频器必须作电机参数静止自整定,才能更好的控制电机运行。变频器作自动转矩提升控制电机时,见上图所示输出电压和频率的线性关系,运行中因为负载变化对电压输出作适当的增减,由于响应时间的快慢,所以会出现出力不稳定因素。 2、手动转矩提升 设置P0.16为某一数值时,或者设置P4.00为非零时,手动转矩提升才有效。手动转矩提升只与变频器设置“空载电流”有关系,受电机其他参数设置影响较小。如下图所示,为手动转矩提升曲线图。变频器输出作手动转矩提升,其转矩出力在原来基础上成线性增加,所以出力稳定,不受负载变化的影响,出力稳定。但是转矩提升不益太大,转矩提升的幅度应根据负载情况适当设定,提升过多,在启动过程中将产生较大的电流冲击。 自动转矩提升只能满足一拖一的输出情况,当涉及一台变频器拖动多台电机时,V/F控制时必须采用手动转矩提升,即设置P0.16为非0值。 V/F控制时的有关性能参数调试: PA.02为V/F控制转差补偿增益,设置此参数时,可以参考电机额定转速P9.02来设定参数。该功能有助于变频器在负载波动及重载情况下保持电机转速恒定,即补偿由于负载波动而导致的电机转速增减,但是由于补偿本身的响应时间问题,导致系统出现不稳定因素增多,在系统波动较大的情况下,此功能码设置为0有一定效果。

变频器工作原理图解

变频器工作原理图解 1 变频器的工作原理 变频器分为 1 交---交型输入是交流,输出也是交流 将工频交流电直接转换成频率、电压均可控制的交流,又称直接式变频器 2 交—直---交型输入是交流,变成直流再变成交流输出 将工频交流电通过整流变成直流电,然后再把直流电变成频率、电压、均可控的交流电 又称为间接变频器。 多数情况都是交直交型的变频器。 2 变频器的组成 由主电路和控制电路组成 主电路由整流器中间直流环节逆变器组成 先看主电路原理图

三相工频交流电经过VD1 ~ VD6 整流后,正极送入到缓冲电阻RL中,RL的作用是防止电流忽然变大。经过一段时间电流趋于稳定后,晶闸管或继电器的触点会导通

短路掉缓冲电阻RL ,这时的直流电压加在了滤波电容CF1、CF2 上,这两个电容可以把脉动的直流电波形变得平滑一些。由于一个电容的耐压有限,所以把两个电容串起来用。 耐压就提高了一倍。又因为两个电容的容量不一样的话,分压会不同,所以给两个电容分别并联了一个均压电阻R1、R2 ,这样,CF1 和CF2 上的电压就一样了。 继续往下看,HL 是主电路的电源指示灯,串联了一个限流电阻接在了正负电压之间,这样三相电源一加进来,HL就会发光,指示电源送入。 接着,直流电压加在了大功率晶体管VB的集电极与发射极之间,VB的导通由控制电路控制,VB上还串联了变频器的制动电阻RB,组成了变频器制动回路。我们知道, 由于电极的绕组是感性负载,在启动和停止的瞬间都会产生一个较大的反向电动势,这个反向电压的能量会通过续流二极管VD7~VD12使直流母线上的电压升高,这个电压 高到一定程度会击穿逆变管V1~V6 和整流管VD1~VD6。当有反向电压产生时,控制回路控制VB导通,电压就会通过VB在电阻RB释放掉。当电机较大时,还可并联外接电阻。 一般情况下“+”端和P1端是由一个短路片短接上的,如果断开,这里可以接外加的支流电抗器,直流电抗器的作用是改善电路的功率因数。 直流母线电压加到V1~V6 六个逆变管上,这六个大功率晶体管叫IGBT ,基极由控制电路控制。控制电路控制某三个管子的导通给电机绕组内提供电流,产生磁场使电机运转。 例如:某一时刻,V1 V2 V6 受基极控制导通,电流经U相流入电机绕组,经V W 相流入负极。下一时刻同理,只要不断的切换,就把直流电变成了交流电,供电机运转。 为了保护IGBT,在每一个IGBT上都并联了一个续流二极管,还有一些阻容吸收回路。主要的功能是保护IGBT,有了续流二极管的回路,反向电压会从该回路加到直流母线 上,通过放电电阻释放掉。 变频器主电路引出端子

变频器和伺服驱动器的区别

变频器和伺服驱动器的区别 伺服的基本概念是准确、精确、快速定位。变频是伺服控制的一个必须的内部环节,伺服驱动器中同样存在变频(要进行无级调速)。但伺服将电流环速度环或者位置环都闭合进行控制,这是很大的区别。除此外,伺服电机的构造与普通电机是有区别的,要满足快速响应和准确定位。现在市面上流通的交流伺服电机多为永磁同步交流伺服,但这种电机受工艺限制,很难做到很大的功率,十几KW以上的同步伺服价格及其昂贵,这样在现场应用允许的情况下多采用交流异步伺服,这时很多驱动器就是高端变频器,带编码器反馈闭环控制。所谓伺服就是要满足准确、精确、快速定位,只要满足就不存在伺服变频之争。一、两者的共同点: 交流伺服的技术本身就是借鉴并应用了变频的技术,在直流电机的伺服控制的基础上通过变频的PWM方式模仿直流电机的控制方式来实现的,也就是说交流伺服电机必然有变频的这一环节:变频就是将工频的50、60HZ的交流电先整流成直流电,然后通过可控制门极的各类晶体管(IGBT,IGCT等)通过载波频率和PWM调节逆变为频率可调的波形类似于正余弦的脉动电,由于频率可调,所以交流电机的速度就可调了(n=60f/p ,n转速,f频率,p极对数) 二、谈谈变频器: 简单的变频器只能调节交流电机的速度,这时可以开环也可以闭环要视控制方式和变频器而定,这就是传统意义上的V/F控制方式。现在很多的变频已经通过数学模型的建立,将交流电机的定子磁场UVW3相转化为可以控制电机转速和转矩的两个电流的分量,现在大多数能进行力矩控制的著名品牌的变频器都是采用这样方式控制力矩,UVW每相的输出要加霍尔效应的电流检测装置,采样反馈后构成闭环负反馈的电流环的PID调节;ABB的变频又提出和这样方式不同的直接转矩控制技术,具体请查阅有关资料。这样可以既控制电机的速度也可控制电机的力矩,而且速度的控制精度优于v/f控制,编码器反馈也可加可不加,加的时候控制精度和响应特性要好很多。 三、谈谈伺服: 驱动器方面:伺服驱动器在发展了变频技术的前提下,在驱动器内部的电流环,速度环和位置环(变频器没有该环)都进行了比一般变频更精确的控制技术和算法运算,在功能上也比传统的变频强大很多,主要的一点可以进行精确的位置控制。通过上位控制器发送的脉冲序列来控制速度和位置(当然也有些伺服内部集成了控制单元或通过总线通讯的方式直接将位置和速度等参数设定在驱动器里),驱动器内部的算法和更快更精确的计算以及性能更优良的电子器件使之更优越于变频器。 电机方面:伺服电机的材料、结构和加工工艺要远远高于变频器驱动的交流电机(一般交流电机或恒力矩、恒功率等各类变频电机),也就是说当驱动器输出电流、电压、频率变化很快的电源时,伺服电机就能根据电源变化产生响应的动作变化,响应特性和抗过载能力远远高于变频器驱动的交流电机,电机方面的严重差异也是两者性能不同的根本。就是说不是变频器输出不了变化那么快的电源信号,而是电机本身就反应不了,所以在变频的内部算法设定时为了保护电机做了相应的过载设定。当然即使不设定变频器的输出能力还是有限的,有些性能优良的变频器就可以直接驱动伺服电机!!! 四、谈谈交流电机: 交流电机一般分为同步和异步电机 1、交流同步电机:就是转子是由永磁材料构成,所以转动后,随着电机的定子旋转磁场的变化,转子也做响应频率的速度变化,而且转子速度=定子速度,所以称“同步”。 2、交流异步电机:转子由感应线圈和材料构成。转动后,定子产生旋转磁场,磁场切

变频器常用的几种控制方式

变频器常用的几种控制方 式 Prepared on 22 November 2020

变频器常用的几种控制方式 变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向,而作为变频调速系统的核心—变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素,除了变频器本身制造工艺的“先天”条件外,对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的。本文从工业实际出发,综述了近年来各种变频器控制方式的特点,并展望了今后的发展方向。 1、变频器简介 变频器的基本结构 变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说,有时还需要一个进行转矩计算的CPU 以及一些相应的电路。 变频器的分类 变频器的分类方法有多种,按照主电路工作方式分类,可以分为电压型变频器和电流型变频器;按照开关方式分类,可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM 控制变频器;按照工作原理分类,可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等;按照用途分类,可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。 2、变频器中常用的控制方式 非智能控制方式 在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。

(1) V/f控制 V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性,基于在改变电源频率进行调速的同时,又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的,通用型变频器基本上都采用这种控制方式。 V/f控制变频器结构非常简单,但是这种变频器采用开环控制方式,不能达到较高的控制性能,而且,在低频时,必须进行转矩补偿,以改变低频转矩特性。 (2) 转差频率控制 转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式,它是在V/f控制的基础上,按照知道异步电动机的实际转速对应的电源频率,并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率,就可以使电动机具有对应的输出转矩。这种控制方式,在控制系统中需要安装速度传感器,有时还加有电流反馈,对频率和电流进行控制,因此,这是一种闭环控制方式,可以使变频器具有良好的稳定性,并对急速的加减速和负载变动有良好的响应特性。 (3) 矢量控制 矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位,以达到对电动机在d、q、0坐标轴系中的励磁电流和转矩电流分别进行控制,进而达到控制电动机转矩的目的。通过控制各矢量的作用顺序和时间以及零矢量的作用时间,又可以形成各种PWM波,达到各种不同的控制目的。例如形成开关次数最少的PWM波以减少开关损耗。目前在变频器中实际应用的矢量控制方式主要有基于转差频率控制的矢量控制方式和无速度传感器的矢量控制方式两种。 基于转差频率的矢量控制方式与转差频率控制方式两者的定常特性一致,但是基于转差频率的矢量控制还要经过坐标变换对电动机定子电流的相位进行控制,使之满足一定的条件,以消除转矩电流过渡过程中的波动。因此,基于转差频率的矢量控制方式比转差

变频器对矢量控制的给定及要求

1.矢量控制的给定 现在大部分的新型通用变频器都有了矢量控制功能,如何选择使用这种功能,多用下面两种方法: 1)在矢量控制功能中,选择“用”或“不用”。 2)在选择矢量控制后,还需要输入电动机的容量、极数、额定电流、额定电压、额定功率等。 由于矢量控制是以电动机的基本运行数据为依据,因此电动机的运行数据就显得很重要,如果使用的电动机符合变频器的要求,且变频器容量和电动机容量相吻合,变频器就会自动搜寻电动机的参数,否则就需重新测定。很多类型的变频器为了方便测量电动机的参数都设计安排了电动机参数自动测定功能。通过该功能可准确测定电动机的参数,且提供给变频器的记忆单元,以便在矢量控制中使用。 2.矢量控制的要求 若选择矢量控制模式,对变频器和电动机有如下要求: 1)一台变频器只能带一台电动机。 2)电动机的极数要按说明书的要求,一般以4极电动机为最佳。 3)电动机容量与变频器的容量相当,最多差一个等级。例如,根据变频器的容量应选配11kW的电动机,使用矢量控制时,电动机的容量可是11kW或7.5kW,再小就不行了。 4)变频器与电动机间的连接线不能过长,一般应在30m以内。如果超过30m,需要在连接好电缆后,进行离线自动调整,以重新测定电动机的相关参数。 3.使用矢量控制的注意事项 在使用矢量控制时,一些需要注意的问题如下: 1)使用矢量控制时,可以选择是否需要速度反馈。对于无反馈的矢量控制,尽管存在对电动机的转速估算精度稍差,其动态响应较慢的弱点,但其静态特性已很完美,如果对拖动系统的动态特性无特殊要求,一般可以不选用速度反馈。 2)频率显示以给定频率为好。矢量控制在改善电动机机械特性时,最终是

变频器原理与维修

变频器原理与维修 一、变频器原理介绍 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装臵。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式(VVVF变频或矢量控制变频),先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。 整流部分为三相桥式不可控整流器,逆变部分为IGBT三相桥式逆变器,且输出为PWM 波形,中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。 变频器选型: 变频器选型时要确定以下几点: 1) 采用变频的目的;恒压控制或恒流控制等。 2) 变频器的负载类型; 如叶片泵或容积泵等,特别注意负载的性能曲线,性能曲线决定了应用时的方式方法。 3) 变频器与负载的匹配问题; I.电压匹配;变频器的额定电压与负载的额定电压相符。 II. 电流匹配;普通的离心泵,变频器的额定电流与电机的额定电流相符。 对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数,以最大电流确定变频器电流和过载能力。 III.转矩匹配;这种情况在恒转矩负载或有减速装臵时有可能发生。 4) 在使用变频器驱动高速电机时,由于高速电机的电抗小,高次谐波增加 二、变频器常见故障的分析与处理 1 变频器参数设臵类故障 在使用过程中变频器能否满足用户系统的要求,其参数设臵非常重要,如果参数设臵不

正确,变频器便不能正常工作。 1.1 变频器的参数设臵 生产厂在进行变频器出厂调试时,对变频器的每一个参数都设有一个默认值,这些默认参数值一般被称作工厂值。当用户使用的变频器是在这些参数值下工作时,则用户能以面板操作方式使变频器正常运行。但是,实际情况往往是面板操作并不能完全满足大多数用户传动系统的要求。所以,用户在正确使用变频器之前,必须要对变频器参数的默认值进行如下几个方面的辨识和重新设臵: 1)确认电机的功率、电流、电压、转速、最大频率等参数(这些参数可以从电机铭牌中查得)是否与默认值相符,如果不符时则要对默认值进行重新设臵; 2)确认变频器采取的控制方式(即速度控制、转矩控制、PID 控制或其他控制方式)后,一般还需要根据控制精度进行静态或动态辨识; 3)设定变频器的启动方式,一般变频器在出厂调试时设定为面板启动,用户可以根据实际情况选择自己的启动方式,可以用面板、外部端子、通讯等方式; 4)给定信号的选择,一般变频器的频率给定也可以有多种方式,面板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给定等,当然对于变频器的频率给定也可以是这几种方式的一种或几种方式的综和。 当正确设臵以上参数之后,变频器基本上能正常工作,如要获得更好的控制效果则只能根据实际情况修改相关参数。 1.2 变频器参数设臵类故障的处理 一旦发生了参数设臵类故障时,变频器都不能正常运行,这时可根据产品说明书对参数设臵进行修改。如果修改后仍不行,则最好是把所有参数恢复到出厂值,然后按上述步骤重新设臵,注意每一个公司的变频器其参数恢复方式也不尽相同。 2 过电压故障及处理

伺服驱动器和电机变频器有什么区别和联系

伺服驱动器和电机变频器有什么区别和联系呢? 一、两者的共同点: 交流伺服的技术本身就是借鉴并应用了变频的技术,在直流电机的伺服控制的基础上通过变频的PWM方式模仿直流电机的控制方式来实现的,也就是说交流伺服电机必然有变频的这一环节,变频是伺服之母。变频就是将工频的50、60HZ的交流电先整流成直流电,然后通过可控制门极的各类晶体管(IGBT,IGCT等)通过载波频率和PWM调节逆变为频率可调的波形类似于正余弦的脉动电,由于频率可调,所以交流电机的速度就可调了(n=60f/p ,n转速,f频率,p极对数) 二、两者的区别: 先谈谈变频器。简单的变频器只能调节交流电机的速度,这时可以开环也可以闭环,要视控制方式和变频器而定,这就是传统意义上的V/F控制方式。现在很多的变频已经通过数学模型的建立,将交流电机的定子磁场UVW3相转化为可以控制电机转速和转矩的两个电流的分量,现在大多数能进行力矩控制的著名品牌的变频器都是采用这样方式控制力矩,UVW每相的输出要加霍尔效应的电流检测装置,采样反馈后构成闭环负反馈的电流环的PID 调节;这样可以既控制电机的速度也可控制电机的力矩,而且速度的控制精度优于v/f控制,编码器反馈也可加可不加,加的时候控制精度和响应特性要好很多。 再看伺服。伺服就是一个提供闭环反馈信号来控制位置和转速。 驱动器方面,伺服驱动器在发展了变频技术的前提下,在驱动器内部的电流环,速度环和位置环(变频器没有该环)都进行了比一般变频更精确的控制技和算法运算,在功能上也比传统的变频强大很多,主要的一点可以进行精确的位置控制。通过上位控制器发送的脉冲序列来控制速度和位置(当然也有些伺服内部集成了控制单元或通过总线通讯的方式直接将位置和速度等参数设定在驱动器里),驱动器内部的算法和更快更精确的计算以及性能更优良的电子器件使之更优越于变频器。 目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心,可以实现比较复杂的控制算法,实现数字化、网络化和智能化。 三:中智H600系列伺服驱动器的特点 由于伺服控制系统大部分都采用传统的硬件结构,控制算法比较固定,而且也无法实现不同工况下的高性能控制算法,难以满足现代工业的需求 中智最新一代H600系列伺服驱动器,将ST公司的ARM7升级版STM32F103RET6的工控芯片引入智能电液伺服系统,具有软硬件结合程度更加紧密、系统的智能化程度更高、可实现多种控制策略的优势,主要应用于对效率、精度及节能都要较高要求的电液伺服行业。采用新一代高性能一体化矢量控制平台和先进的一体化驱动解决方案,实现了同步电机驱动与异步电机驱动的一体化,转矩控制、速度控制、位置控制的一体化,并可实现在线切换模式,其各项驱动指标均达到业界领先水准,使电液控制技术进一步朝向数字化、集成化、智能化、轻量化和节能降耗的方向持续发展,进一步增强了配套主机厂商在高端应用和新兴行业的竞争力。

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