ABB变频器直接转矩控制

1.1ABB ACS800变频器
1、ACS800变频器简介
ACS800系列变频器是ABB最新一代的全数字交流变频器，能达到控制交流电动机的完美极限。

它采用直接转矩控制技术，能够在没有光码盘或测速电动机反馈的条件下，精确控制任何标准笼型异步电动机的速度和转矩，并具有明确定义功能和接口。

作为ACS6的更新换代产品，其最大的优点就是采用了通用技术，具有广泛的适应性[4]。

2、ACS800变频器的优点
ACS800控制盘有实际信号和故障记录显示模式。

在实际信号显示模式中可以同时监视三个实际信号，如频率、转速、电流和流量等，可以很方便地监视电动机运行状态，。

变频器故障记录功能显示传动装置在运行期间所记录的最近的故障和警告，每个故障和报警都按发生的时间进行记录。

变频器出现故障时，工作人员通过查找故障信息便能够快速准确地判断故障原因，并及时处理。

作为标准配置，ACS800全系列具有交流电抗器，这明显降低了线路电源的谐波含量和变频器的电磁辐射，同时保护整流二极管和滤波电容器免受电压和电流冲击的影响。

整体紧凑设计减少了占地面积，可选部分位于变速箱内部，操作方便，适合工程改造，结构简单，安装维修方便。

正是因为这些优点，我们这次设计的控制系统选用了ACS800变频器来驱动回转和提行电机。

电动机知识从几个方面了解变频器dtc方式直接转矩控制也称之为“直接自控制”，这种“直接自控制”的思想是以转矩为中心来进行磁链、转矩的综合控制。

和矢量变频器的控制不同，直接转矩控制不采用解耦的方式，从而在算法上不存在旋转坐标变换，简单地通过检测电动机定子电压和电流，借助瞬时空间矢量理论计算电动机的磁链和转矩，并根据与给定值比较所得差值，实现磁链和转矩的直接控制。

直接转矩控制技术，是利用空间矢量、定子磁场定向的分析方法，直接在定子坐标系下分析异步电动机的数学模型，计算与控制异步电动机的磁链和转矩，采用离散的两点式调节器（band—band控制），把转矩检测值与转矩给定值作比较，使转矩波动限制在一定的容差范围内，容差的大小由频率调节器来控制，并产生pwm脉宽调制信号，直接对逆变器的开关状态进行控制，以获得高动态性能的转矩输出。

它的控制效果不取决于异步电动机的数学模型是否能够简化，而是取决于转矩的实际状况，它不需要将交流电动机与直流电动机作比较、等效、转化，即不需要模仿直流电动机的控制，由于它省掉了矢量变换方式的坐标变换与计算和为解耦而简化异步电动机数学模型，没有通常的pwm脉宽调制信号发生器，所以它的控制结构简单、控制信号处理的物理概念明确、系统的转矩响应迅速且无超调，是一种具有高静、动态性能的交流调速控制方式。

与矢量控制方式比较，直接转矩控制磁场定向所用的是定子磁链，它采用离散的电压状态和六边形磁链轨迹或近似圆形磁链轨迹的概念。

只要知道定子电阻就可以把它观测出来。

而矢量控制磁场定向所用的是转子磁链，观测转子磁链需要知道电动机转子电阻和电感。

因此直接转矩控制大大减少了矢量控制技术中控制性能易受参数变化影响的问题。

直接转矩控制强调的是转矩的直接控制与效果。

与矢量控制方法不同，它不是通过控制电流、磁链等量来间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控量，对转矩的直接控制或直接控制转矩，既直接又简化。

直接转矩控制对交流传动来说是一个优秀的电动机控制方法，它可以对所有交流电动机的核心变量进行直接控制。

直接转矩控制直接转矩控制（Direct Torque Control——DTC），国外的原文有的也称为Direct self-control——DSC，直译为直接自控制，这种“直接自控制”的思想以转矩为中心来进行综合控制，不仅控制转矩，也用于磁链量的控制和磁链自控制。

直接转矩控制与矢量控制的区别是，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控制，其实质是用空间矢量的分析方法，以定子磁场定向方式，对定子磁链和电磁转矩进行直接控制的。

这种方法不需要复杂的坐标变换，而是直接在电机定子坐标上计算磁链的模和转矩的大小，并通过磁链和转矩的直接跟踪实现PWM脉宽调制和系统的高动态性能。

直接转矩控制（Direct Torque Control，DTC）变频调速，是继矢量控制技术之后又一新型的高效变频调速技术。

20 世纪80 年代中期，德国鲁尔大学的M.Depenbrock教授和日本的I.Takahashi教授分别提出了六边形直接转矩控制方案和圆形直接转矩控制方案。

1987 年，直接转矩控制理论又被推广到弱磁调速范围。

直接转矩控制技术用空间矢量的分析方法，直接在定子坐标系下计算与控制电动机的转矩，采用定子磁场定向，借助于离散的两点式调节（Band-Band）产生PWM 波信号，直接对逆变器的开关状态进行最佳控制，以获得转矩的高动态性能。

它省去了复杂的矢量变换与电动机的数学模型简化处理，没有通常的PWM 信号发生器。

它的控制思想新颖，控制结构简单，控制手段直接，信号处理的物理概念明确。

直接转矩控制也具有明显的缺点即：转矩和磁链脉动。

针对其不足之处，现在的直接转矩控制技术相对于早期的直接转矩控制技术有了很大的改进，主要体现在以下几个方面：（1）无速度传感器直接转矩控制系统的研究在实际应用中，安装速度传感器会增加系统成本，增加了系统的复杂性，降低系统的稳定性和可靠性，此外，速度传感器不实用于潮湿、粉尘等恶劣的环境下。

ABB变频器ACS800主从控制原理及参数设置随着我国自动化技术的快速发展，工业自动化取得了长足的进步。

变频器由于其性能稳定、节能环保、性价比高等优点，在工业各个领域得到了广泛的应用。

特别是在冶金、造纸等行业，对电气控制系统的转速和转矩的动静态指标有着较高的要求，要求各部分驱动电机转矩或转速严格同步，否则无法维持正常生产，产品质量难以保证。

然而，在实际生产中，有许多因素都会干扰电机的同步控制，例如电网电压的波动、频率的变化、负载的突变、温度的改变等。

因此，采用主从控制是比较好的解决方案之一。

本文将介绍ABB变频器ACS800主从控制原理及参数设置。

主从控制原理ABB变频器ACS800系列变频器主从控制采用直接转矩（DTC）作为其核心控制原理。

直接转矩控制技术是在变频器内部建立了一个交流异步电动机的软件数学模型，根据实测的直流母线电压、开关状态和电流计算出一组精确的电机转矩和定子磁通实际值，并将这些参数值直接应用于控制输出单元的开关状态。

变频器的每一次开关状态都是单独确定的，这意味着可以产生实现最佳的开关组合并对负载变化作出快速地转矩响应，并将转矩相应限制在一拍以内，且无超调，真正实现了对电动机转矩和转速的实时控制。

控制原理如图3所示。

主从控制参数设置在主从控制应用中，外部信号（包括起动、停止、给定信号等）只与主机变频器相连，主机通过光纤将从机控制字和转速给定值、转矩给定值广播给所有的从机，实现对从机的控制。

从机一般不通过主从通讯链路向主机发送任何反馈数据，从机的故障信号单独连至主机的运行使能信号端，形成联锁。

一旦发生故障，联锁将停止主机和从机的运行。

在主从控制参数设置方面，需要注意以下几点：1.主从控制的从机数量不能超过主机的最大支持数量。

2.从机的地址需要与主机设置的地址一致。

3.从机的转速给定值和转矩给定值需要与主机设置的相同。

4.从机的控制字需要与主机设置的一致。

5.从机的故障信号需要单独连至主机的运行使能信号端，形成联锁。

abb变频器力矩控制速度限制ABB变频器力矩控制速度限制引言：ABB变频器是一种用于调节电动机转速的设备，通过控制电机输入的电压和频率来实现对电机转速的精准调节。

在实际应用中，变频器的力矩控制功能也十分重要，它可以帮助我们实现对电机输出力矩的精确控制。

本文将重点探讨ABB变频器力矩控制速度限制的相关内容。

一、ABB变频器力矩控制的基本原理ABB变频器力矩控制是通过调整电机输入电压和频率的方式，实现对电机输出力矩的控制。

在变频器控制系统中，通过对电机输入的电压进行调整，可以改变电机的电磁转矩，从而实现对电机输出力矩的调节。

二、ABB变频器力矩控制的优势相比传统的电机控制方式，ABB变频器力矩控制具有以下几个优势：1. 精确控制力矩：ABB变频器力矩控制可以实现对电机输出力矩的精确控制，可以满足不同工况下的力矩需求。

2. 节能降耗：ABB变频器力矩控制可以根据实际工作需求调整电机的输出力矩，避免电机长时间处于高功率运行状态，从而实现节能降耗的效果。

3. 提高生产效率：ABB变频器力矩控制可以根据生产工艺要求对电机的输出力矩进行调整，从而提高生产效率和产品质量。

三、ABB变频器力矩控制速度限制的意义在实际应用中，我们往往需要对电机的转速进行限制，以确保设备的安全运行和生产工艺的要求。

ABB变频器力矩控制速度限制可以帮助我们实现对电机转速的精确控制，从而满足不同工况下的转速要求。

四、ABB变频器力矩控制速度限制的实现方法ABB变频器力矩控制速度限制可以通过以下几种方式来实现：1. PID控制：利用PID控制算法，根据电机转速的反馈信号和设定值，调整电机输出的力矩，从而实现对电机转速的精确控制。

2. 速度限制参数设置：在ABB变频器的控制面板上，可以设置转速上下限，当电机转速超出设定的限制范围时，变频器会自动调整输出力矩，以使转速保持在限制范围内。

3. 转速反馈控制：通过安装转速传感器，实时监测电机转速，并将反馈信号传输给ABB变频器，从而实现对电机转速的闭环控制。

ABB变频器中DTC的基本控制原理众所周知，在ABB的交流变频器中，DTC技术已经广泛应用，那DTC究竟是什么东西，它是如何工作的呢？下文我们就介绍一下DTC的基本控制原理。

DTC是英文 Direct Torque Control 的缩写，它是最先进的一种交流传动技术，由ABB公司发展应用成功的。

它将逐步取代传统的脉宽调制（PWM）传动。

它之所以叫做直接转矩控制，是因为它对电动机输出转矩和速度的控制是基于电动机的电磁状态，DTC与直流传动的控制相似，但与传统的脉宽调制控制完全不一样。

传统的PWM控制是基于电压和频率的控制方式。

关键词：DTC，速度控制环，转矩控制环，电机模型下面我们就根据框图逐步介绍一下DTC控制的基本原理。

Figure 1, 直接转矩控制(DTC)的控制原理框图.Figure 1: DTC 由两个关键部分组成：: Speed Control and Torque Control框图表明，DTC有两个基本部分： Torque Control Loop（转矩控制环）和the Speed Control Loop（速度控制环）. 现在我们根据框图分七步来逐步介绍每个基本部分以及它们是如何集成到一起的。

我们先从转矩控制环（Torque Control Loop）说起。

Figure 2 转矩控制环结构框图1.电压电流的测量正常情况下，电机的两相电流、直流电压是和变频器功率元件的导通位置是同时测量的。

2. 自适应电机模型来自电机的测量信息反馈到电机模型。

该电机模型非常复杂，但也只有这样复杂的电机模型才能对电机的数据进行精确的计算。

在运行DTC传动装置之前，首先需要将电机的一些参数诸如：定子电阻、公共阻抗、饱和系数等等输入到电机模型里。

这些参数是不需要手动输入的，而是在我们把正确的电动机铭牌数据输入到变频器后，再进行电动机识别运行后，它们就会自动输入到电机模型里。

当然，电机模型参数的识别也可以在不转动电机转子的情况下进行。

ABB变频器参数设置1. 主频率（Frequency）：主频率是变频器输出电压和频率的主要参数。

它决定了电动机的运行速度，单位为Hz。

可以根据实际需求设置主频率，通常在50~60Hz之间。

3. 转矩控制（Torque control）：转矩控制是指变频器控制电动机输出的转矩大小。

可以设置为恒定转矩控制、线性转矩控制或仿生转矩控制等，根据实际工况的需求进行调整。

4. 转矩限制（Torque limit）：转矩限制参数用于设定电动机的最大输出转矩限制。

可以设置为百分比或具体数值，以限制电动机的负载能力。

5. 启动方式（Start mode）：启动方式参数用于设定电动机启动时的运行方式。

可以设置为直接启动、异步启动或定步长启动等，根据电动机的特性和需要进行选择。

6. 内嵌保护（Built-in protection）：ABB变频器具有多种内嵌的保护功能，可以设置过载保护、电流保护、欠压保护、过压保护等。

可以根据实际需求设置保护参数，以保障电动机和设备的安全运行。

7. 频率反馈（Frequency feedback）：频率反馈参数用于设定变频器的控制方式。

可以设置为开环控制或闭环控制，开环控制适用于简单的控制要求，闭环控制适用于对速度精度要求较高的场合。

8. 输出电压（Output voltage）：输出电压参数用于调整变频器输出电压的大小。

可以设置为百分比或具体数值，根据实际需求进行调整。

9. 过载能力（Overload capacity）：过载能力参数用于调整电动机的额定负载能力。

可以设置为百分比或具体数值，以提高电动机的负载能力。

10. PID控制（PID control）：PID控制是一种常见的控制算法，用于调节系统的输出。

可以根据实际需求设置PID控制参数，以提高控制精度和稳定性。

11. 过热保护（Overheat protection）：过热保护参数用于设置电动机的温度保护阈值。

当电动机温度超过设定值时，变频器会进行保护措施，以避免电机损坏。

ABB变频器特点-ACS510·ACS530·ACS550·ACS580价格和选型ABB变频器特点-ACS510·ACS530·ACS550·ACS580价格和选型ABB各系列变频器功能特点ACS500系列是ABB公司推出的标准型变频器，它主要分为两大类：风机水泵型和无感矢量型。

无感矢量型适用于大多数通用型负载场合，可以视为一种通用款的变频器，它分为老款的ACS550和新款ACS580这两种，常见的辊类传动，挤出机，印刷机，搅拌机等负载都能使用。

风机水泵型只适用于风机水泵类型负载，它同样分为老款ACS510和新款ACS530这两种，在恒压供水设备上比较常见。

早期中国市场还可以见到一些ACS300的变频器，主要是小功率类的。

ACS400算是老点的的低端系列通用变频器，可以理解成ACS500的前期版本产品。

而还有ACS100和ACS104，ACS150这些属于经济型变频器，功率也不大，对于一些轻载小功率的场合使用。

ABB变频器，比较出名的是它独有的DTC直接转矩控制功能，但是这种功能，在上边的变频器里边，并没有集成。

早期的DTC变频器，是ACS600，现在这款变频器已经停产了，用ACS880系列替代了，直接转矩控制对标一些吊机电梯之类的场合使用，负载比普通的要难处理。

ACS500系列，开发了很多“宏功能”，宏是一种抽象的概念，实际上就是一种固定好的参数块，比如用户要调用PID功能，只要选择启动这个宏参数了，然后对应设置好输入输出I/O的功能，直接接线，就可以利用里边的PID功能。

这样设计的好处，是用户不用思考太多东西，直接照着模板来接线和调整，就可以达到某种应用目的。

如果用户要使用恒压供水功能，这个领域一般存在多台水泵一起供水的情况，ACS500系列的变频器，通过SFC宏，能实现一个变频器带多台电机（水泵）工作的功能，并且可以使用PID功能做到精确的恒压控制，完全不用外加恒压供水控制器，这样给客户节约了大量的成本，同时一个变频器管理多台电机，出了问题，也容易从变频器上入手找到问题，可靠性和维修体验感比较好。

ABB变频器中DTC的基本控制原理众所周知，在ABB的交流变频器中，DTC技术已经广泛应用，那DTC究竟是什么东西，它是如何工作的呢？下文我们就介绍一下DTC的基本控制原理。

DTC是英文 Direct Torque Control 的缩写，它是最先进的一种交流传动技术，由ABB公司发展应用成功的。

它将逐步取代传统的脉宽调制（PWM）传动。

它之所以叫做直接转矩控制，是因为它对电动机输出转矩和速度的控制是基于电动机的电磁状态，DTC与直流传动的控制相似，但与传统的脉宽调制控制完全不一样。

传统的PWM控制是基于电压和频率的控制方式。

关键词：DTC，速度控制环，转矩控制环，电机模型下面我们就根据框图逐步介绍一下DTC控制的基本原理。

Figure 1, 直接转矩控制(DTC)的控制原理框图.Figure 1: DTC 由两个关键部分组成：: Speed Control and Torque Control框图表明，DTC有两个基本部分： Torque Control Loop（转矩控制环）和the Speed Control Loop（速度控制环）. 现在我们根据框图分七步来逐步介绍每个基本部分以及它们是如何集成到一起的。

我们先从转矩控制环（Torque Control Loop）说起。

Figure 2 转矩控制环结构框图1.电压电流的测量正常情况下，电机的两相电流、直流电压是和变频器功率元件的导通位置是同时测量的。

2. 自适应电机模型来自电机的测量信息反馈到电机模型。

该电机模型非常复杂，但也只有这样复杂的电机模型才能对电机的数据进行精确的计算。

在运行DTC传动装置之前，首先需要将电机的一些参数诸如：定子电阻、公共阻抗、饱和系数等等输入到电机模型里。

这些参数是不需要手动输入的，而是在我们把正确的电动机铭牌数据输入到变频器后，再进行电动机识别运行后，它们就会自动输入到电机模型里。

当然，电机模型参数的识别也可以在不转动电机转子的情况下进行。

ABB变频器ACS800主从控制原理及参数设置发布时间：2012-07-09 来源：中国自动化网类型：技术指导 63人浏览关键字：ABB变频器ACS800导读：近年来，随着我国自动化技术的迅速发展，工业自动化取得了长足的进步。

变频器由于性能稳定、节能环保、性价比高，在工业各个领域得到了广泛的应用。

其中，冶金、造纸等行业对电气控制系统的转速和转矩的动静态指标...近年来，随着我国自动化技术的迅速发展，工业自动化取得了长足的进步。

变频器由于性能稳定、节能环保、性价比高，在工业各个领域得到了广泛的应用。

其中，冶金、造纸等行业对电气控制系统的转速和转矩的动静态指标有着较高的要求，在转炉或纸机的电气控制上要求各部分驱动电机转矩或转速严格同步，否则，无法维持正常生产，产品质量难以保证。

然而，在实际生产中，有许多因素都会干扰电机的同步控制，例如电网电压的波动、频率的变化、负载的突变、温度的改变等。

因此，为了得到理想的同步控制效果，采用主从控制是比较好的解决方案之一。

以下为大家介绍下ABB变频器ACS800主从控制原理及参数设置。

主从控制原理ABB变频器ACS800系列变频器主从控制采用直接转矩（dtc）作为其核心控制原理。

而直接转矩控制技术是在变频器内部建立了一个交流异步电动机的软件数学模型，根据实测的直流母线电压、开关状态和电流计算出一组精确的电机转矩和定子磁通实际值，并将这些参数值直接应用于控制输出单元的开关状态，变频器的每一次开关状态都是单独确定的，这意味着可以产生实现最佳的开关组合并对负载变化作出快速地转矩响应，并将转矩相应限制在一拍以内，且无超调，真正实现了对电动机转矩和转速的实时控制。

控制原理如图3所示。

在主从控制应用中，外部信号（包括起动、停止、给定信号等）只与主机变频器相连，主机通过光纤将从机控制字和转速给定值、转矩给定值广播给所有的从机，实现对从机的控制。

从机一般不通过主从通讯链路向主机发送任何反馈数据，从机的故障信号单独连至主机的运行使能信号端，形成联锁。

ABB变频器调试参数变频器是用来控制电机转速和运行的设备。

调试参数是指通过调整变频器的参数来达到预定控制效果的过程。

以下是ABB变频器调试参数的一些建议：1.控制方式：-运行模式：选择合适的运行模式，如自动控制、手动控制或外部信号控制。

-控制类型：根据具体需求选择合适的控制类型，如开环控制、闭环控制或矢量控制。

2.基本参数设置：-公共参数：设置变频器的基本参数，如电网频率、电机额定功率、电压等级和电流等级。

-基本控制参数：设置变频器的基本控制参数，如加速时间、减速时间、过载保护等。

-调节参数：设置变频器的调节参数，如速度控制增益、加速度控制增益等。

3.转矩控制：-转矩控制方式选择：根据具体的应用要求选择合适的转矩控制方式，如直接转矩控制、恒磁场转矩控制或感应转矩控制。

-比例增益调节：根据负载的特性和转矩需求调整比例增益。

-转矩限制设置：根据实际应用需求设置转矩限制，以保护电机和设备。

4.速度控制：-速度控制方式选择：根据具体的应用要求选择合适的速度控制方式，如开环速度控制或闭环速度控制。

-速度闭环参数调整：根据反馈信号的响应调整速度闭环参数，如速度环PI参数和速度反馈滤波等。

-速度曲线调整：根据实际运行情况调整加速度、减速度和平稳性等参数。

5.强制力矩控制：-强制力矩参数调整：根据具体的应用需求调节强制力矩控制参数，如输出力矩增益、输出力矩限制和动态滤波等。

6.故障保护：-过载保护设置：根据电机的额定功率和负载的特性设置过载保护参数，以保护电机和设备。

-温度保护设置：根据电机的额定功率和散热条件设置温度保护参数，以避免电机过热。

7.通信设置：-通信参数设置：根据具体通信协议和网络设置相关参数，如波特率、通信地址等。

-控制模式设置：根据通信协议选择合适的控制模式，如MODBUS或PROFINET等。

调试参数的具体设置还需根据具体的应用需求和设备情况进行调整。

在进行调试参数设置时，建议先了解相关的技术文档和操作手册，以确保正确设置并达到预期的控制效果。