VF控制与矢量控制瞬间弄懂
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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。
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。
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。
简单举例变转矩就是负载转矩随增大电机转速而增大,如风机水泵恒转矩就是负载转矩不随电机转速增大而增大,如皮带运输机提升机等机械负载VF控制就是变频器输出频率与输出电压比值为恒定值或正比例50HZ时输出电压为380V,25HZ时输出电压为190V即恒磁通控制矢量控制,把输出电流分励磁和转矩电流并分别控制矢量控制时的速度控制(ASR)通过操作转矩指令,使得速度指令和速度检出值(PG 的反馈或速度推定值)的偏差值为0。
带PG 的V/f 控制时的速度控制通过操作输出频率,使得速度指令和速度检出值(PG 的反馈或速度推定值)的偏差值为0。
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。
简单举例变转矩就是负载转矩随增大电机转速而增大,如风机水泵恒转矩就是负载转矩不随电机转速增大而增大,如皮带运输机提升机等机械负载VF控制就是变频器输出频率与输出电压比值为恒定值或正比例50HZ时输出电压为380V,25HZ时输出电压为190V即恒磁通控制矢量控制,把输出电流分励磁和转矩电流并分别控制矢量控制时的速度控制(ASR)通过操作转矩指令,使得速度指令和速度检出值(PG 的反馈或速度推定值)的偏差值为0。
带PG 的V/f 控制时的速度控制通过操作输出频率,使得速度指令和速度检出值(PG 的反馈或速度推定值)的偏差值为0。
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。
矢量控制概念:矢量控制目的是设法将交流电机等效为直流电机,从而获得较高的调速性能。
矢量控制方法就是将交流三相异步电机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,这样即可等效于直流电机。
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。
矢量控制理论模型如下图矢量控制特点:变频器矢量控制,按照是否需要转速反馈环节,一般分为无反馈矢量控制和有反馈矢量控制。
1、无反馈矢量控制。
无反馈矢量控制方式优点是:a)、使用方便,用户不需要增加任何附加器件。
b)、机械特性较硬。
机械特性由于V/F控制方式,且不会发生电机磁路饱和问题,调试方便(个人观点,请大家批评指正)缺点是:调速范围和动态响应能力不及有反馈控制方式;2、有反馈矢量控制方式。
有反馈矢量控制方式的主要优点是: a)、调速性能优于无反馈矢量控制方式及V/F控制。
缺点:需要在电机上安装测速装置(大多为旋转编码器),电机变频改造比较麻烦,成本也高。
故有反馈矢量控制一般应用场合为:a)、要求有较大调速范围的场合(如:具有铣、磨功能的龙门刨床); b)、对动态响应性能要求较高的场合;c)、对安全运行要求较高场合。
矢量控制的适用范围:a)、矢量控制只能用于一台变频器控制一台电机。
当一台变频器控制多台电机时,矢量控制无效;b)、电机容量与变频器要求配置的电机容量之间,最多只能相差一个档次。
(如:变频器要求配置电机容量为7.5KW,那么实际电机最小容量为5.5KW,对于3.7kw电机就不行了);c)、电机磁极数一般以2、4、6极为宜,极数较多时建议查阅变频器说明书;d)、力矩电机、深槽电机、双鼠笼电机等特殊电机不能用矢量控制功能。
//(个人观点,请大家批评指正)V/F控制:如果电机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。
简单举例变转矩就是负载转矩随增大电机转速而增大,如风机水泵恒转矩就是负载转矩不随电机转速增大而增大,如皮带运输机提升机等机械负载VF控制就是变频器输出频率与输出电压比值为恒定值或正比例50HZ时输出电压为380V,25HZ时输出电压为190V即恒磁通控制矢量控制,把输出电流分励磁和转矩电流并分别控制矢量控制时的速度控制(ASR)通过操作转矩指令,使得速度指令和速度检出值(PG 的反馈或速度推定值)的偏差值为0。
带PG 的V/f 控制时的速度控制通过操作输出频率,使得速度指令和速度检出值(PG 的反馈或速度推定值)的偏差值为0。
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。
VF控制模式与矢量控制模式时有什么区别变频器支持以下四种控制模式:无/有PG VF控制模式,无/有PG矢量控制模式。
PG 是指旋转编码器。
这四种控制模式主要的技术指标如下表所示。
无PG VF控制有PG VF控制无PG矢量控制 有PG矢量控制调速范围 1:40 1:40 1:100 1:1000速度控制精度 ±2~3% ±0.03% ±0.2% ±0.02%起动转矩 3Hz时150% 3Hz时150% 1Hz时150% 0rpm时150%从上表可以看出,无/有PG主要影响速度控制精度;VF/矢量控制主要影响变频器的低频(3Hz以下)时的输出转矩。
无PG VF控制模式一般用于起动转矩不高,对速度精度没特别要求的场合,如风机、泵类负载类型等等。
有PG VF控制模式一般用于对转矩要求不高,对稳态速度精度有一定的要求的场合。
这种控制方式对编码器的要求比较低,只需要有单相输出的编码器,所以成本较低。
但由于编码器价格本身不高,并且绝大多数编码器均有A/B相输出,所以基本上很少使用有PG VF 控制模式,而直接使用有PG矢量控制模式,提高了系统的动态响应性能。
无PG矢量控制模式由于不需要编码器,使用时简单快捷方便,控制性能又能满足大多数应用场合,所以现在大多数场合都使用该控制方式。
事实上,无PG矢量控制模式时,变频器通过检测输出电流及电压,并经矢量变换,可以检测出电机的磁场相位,进而间接获得电机的转速,所以能获得很高的低频起动转矩及动态力矩响应,基本适合所有的负载类型。
如:轧钢机械、印刷机械、纺织印染设备、起重设备等等。
无PG矢量控制在矢量变换时需要准确的电机参数,因此,在运行前需要通过自学习获得电机的参数。
有PG矢量控制模式,能获得更高的速度控制精度及更快的动态力矩响应性能,一般应用于需要精确控制速度或力矩的同步控制场合,也应用于需要电机的运转速度脉冲反馈的场合,如电梯的控制,通过获得反馈脉冲,可以精确控制电梯的平层位置。
变频器V/f控制与矢量控制发布时间:2011-8-25 (点击33)1. V/f(电压-频率)控制V/f控制是从初期的可控硅变频器到现在通用变频器,一般采用的控制方式。
V/f控制方式,是对应频率f设定变频器输出电压V的方式工。
无须象带PG(脉冲发生器)矢量控制方式那样检测电机的转速,可以说是最简便的控制方式。
下图为PWM晶体管变频器的V/f控制回路。
(1)转矩补偿功能下图显示V/f控制时的电压与频率的关系。
将变频器输出电压根据负载机械特性而变化的特点制成曲线。
由下图的曲线可知高起动转矩负载的场合,与恒转矩负载的场合相比,电机定子绕组电压降的补偿设定要大,但如果电压补偿太大,轻载时(定子绕组的电压降少时),电机过励磁(电机铁芯饱和),会造成电机过热或变频器过负载。
因此,设定电压补偿时要根据转矩特性、电机和变频器容量等进行设定。
(2)通过计算转矩进行V/f补偿的方式该方式是根据变频器的输出电压、电流和频率近似计算负载转矩,并根据该负载转矩调整电压补偿的方式。
不管是在加速还是在恒速运行中,均对V/f进行自动调整。
象这样低速或加速时,根据运行中负载转速战速决的增大等进行电压补偿的方式,叫做转矩补偿。
转矩补偿,是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低,而把低频率范围V/f增大的方法。
设定为自动时,可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩,使电动机加速顺利进行。
如采用手动补偿时,根据负载特性,尤其是负载的起动特性,通过试验可选出较佳曲线。
对于变转矩负载(风机、泵类负载),如转矩提升参数设置不当,会出现低速时的输出电压过高,电动机带负载起动时电流大,而转速上不去的现象。
变频器原理---之安川变频器seven[分享]2、矢量控制使用感应电机时,为获得伺服电机那样的高速响应性而改善转矩控制性能的方法即为矢量控制。
下图所示,转矩I2 →I’2变化时,电机定子电流的振幅变化为I1→I’1,同时相位随之变化为θ→θ’,象这样改变电机定子电流的振幅和相位(即电流的瞬时值)的控制方式,叫做矢量控制。
矢量控制与V/F控制详解
一、矢量控制
1、矢量控制简介
矢量控制是一种电机的磁场定向控制方法:以异步电动机的矢量控制为例:它首先通过电机的等效电路来得出一些磁链方程,包括定子磁链,气隙磁链,转子磁链,其中气息磁链是连接定子和转子的.一般的感应电机转子电流不易测量,所以通过气息来中转,把它变成定子电流.然后,有一些坐标变换,首先通过3/2变换,变成静止的d-q坐标,然后通过前面的磁链方程产生的单位矢量来得到旋转坐标下的类似于直流机的转矩电流分量和磁场电流分量,这样就实现了解耦控制,加快了系统的响应速度.最后再经过2/3变换,产生三相交流电去控制电机,这样就获得了良好的性能。
综合以上:矢量控制无非就四个知识:等效电路、磁链方程、转矩方程、坐标变换(包括静止和旋转)。
矢量控制可以根据客户的需要微调电机,可以做伺服电机用。
不是以电机效率为最高追求,而是以工程要求,时刻跟踪反馈控制。
2、矢量控制详解
矢量控制概念:矢量控制目的是设法将交流电机等效为直流电机,从而获得较高的调速性能。
矢量控制方法就是将交流三相异步电机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,这样即可等效于直流电机。
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。
矢量控制特点:变频器矢量控制,按照是否需要转速反馈环节,一般分为无反馈矢量控制和有反馈矢量控制。
1)无反馈矢量控制。
无反馈矢量控制方式优点是:
a)、使用方便,用户不需要增加任何附加器件。
之阳早格格创做针对付同步电机,为了包管电机磁通战着力稳定(转矩稳定),电机改变频次时,需保护电压V战频次F的比率近似稳定,所以那种办法称为恒压频比(VF)统造.VF 统造-统造简朴,通用性强,经济性好,用于速度粗度央供不格中庄重或者背载变动较小的场合.从真量上道,VF统造本量上统造的是三相接流电的电压大小战频次大小,然而接流电有三果素,便是除了电压大小战频次除中,还存留相位.VF统造不对付电压的相位举止统造,那便引导正在瞬态变更历程中,比圆突加背载的时间,电机转速受冲打会变缓,然而是电机供电频次也便是共步速仍旧脆持稳定,那样同步电机会爆收瞬时得步,进而引起转矩战转速振荡,通过一段时间后正在一个更大转好下脆持仄稳.那个瞬时历程中不对付相位举止统造,所以回复历程较缓,而且电机转速会随背载变更,那便是所谓VF统造粗度不下战赞同较缓的本果.矢量统造海中也喊磁场定背统造,本来量是正在三相接流电的电压大小战频次大小统造的前提上,还加上了相位统造,那个相位正在简曲支配中体现为一个角度,简朴的道便是电机定子电流相对付于转子的位子角.综上,尔感触矢量统造战VF统造的最真量的辨别便是加进了电压相位统造上.从支配层里上瞅,矢量统造普遍把电流领会成转矩电流战励磁电流,那里转矩电流战励磁电流的比率便是由转子位子角度(也便是定子电压相位)决断的,那时转矩电流战励磁电流共共爆收的转矩是最好.宏瞅上瞅,矢量统造战VF统造的电压,电流,频次正在电机宁静运止时出进不大,皆是三相对付称接流,基础上皆谦脚压频比关系,不过正在瞬态历程如突加、突减背载的情况下,矢量统造会随着速度的变更自动安排所加电压、频次的大小战相位,使那个瞬时历程更快回复仄稳.变频器采与V/F统造办法时,对付电机参数依好不大,普遍强调“空载电流”的大小.变频器做矢量统造时,对付电机参数的依好很大,所以必须对付电机做转动自整定(自教习),参数自整定前,必须树立粗确的电机机型参数,真足脱启电机背载.矢量统造,把输出电流分励磁战转矩电流并分别统造,转矩可控,系统是一个以转矩干内环,转速干中环的单关环统造系统.它既不妨统造电机的转速,也不妨统造电机的扭矩.矢量统造本理是模仿曲流电效果的统造本理,根据同步电效果的动背数教模型,利用一系列坐标变更把定子电流矢量领会为励磁分量战转矩分量,对付电机的转矩电流分量战励磁分量分别举止统造,正在转子磁场定背后真止磁场战转矩的解耦,进而达到统造同步电效果转矩的手段,使同步电机得到靠近他励曲流电机的统造本能.简曲干法是将同步电效果的定子电流矢量领会为爆收磁场的电流分量(励磁电流)战爆收转矩的电流分量(转矩电流)分别加以统造,并共时统造二分量间的幅值战相位,即统造定子电流矢量,所以称那种统造办法称为矢量统造办法. 矢量统造分有速度传感器矢量统造战无速度传感器矢量统造二种,前者粗度下后者粗度矮.矢量统造系统的无速度传感器运止办法,最先必须办理电机转速战转子磁链位子角的正在线辨识问题.时常使用的要领有鉴于检测定子电流旗号的辨识要领,有共时使用电流检测旗号战电压检测旗号的辨识要领,另有根据电流检测旗号战顺变器的启关统造旗号沉构电压旗号的要领.。
V F控制和矢量控制的区别V/F控制和矢量控制的区别2010年08月16日1、变频器变频变压第一个遇到的问题是如何生成正弦波交流电2、如果生成正弦波交流电那么电机气隙就是理想圆形旋转磁场轨迹3、用PWM调宽调制波代替正弦波尽管具体操作方式不同但本质都是一样的4、为了保持定子气隙磁场的稳定采取U/F为定值的输出方式5、这样变频器首先实现了输出电压、频率的自动控制即同步转速n1的闭环控制6、由于电动机在其稳定运行区依靠转子转速n2的微小变化控制电磁转矩的大小跟随负载变化具有机械的硬特性可认为转子转速n2基本不变为恒速电机7、这种只控制输出频率、控制同步转速n1即同步转速n1的闭环控制依靠异步电机的机械硬特性实现异步电机转子的异步控制已经能够满足众多负载的调速要求1、但是与直流电机转子转速的闭环控制相比机械特性还不很硬即异步电机变频控制还不是转子转速n2的精确闭环控制2、如何实现变频器的转子转速n2的精确闭环控制首先要解决的是转子电磁转矩的控制、变频器的能力是变频、变压即控制同步转速n1 4、而异步转子电磁转矩的大小与电压U、转差及转差率S有直接关系5、而同步转速n1与转差、转差率S有关6、如果检测转子转速n2的变化给定转子转速n2比较控制同步转速n1就实现了转子电磁转矩的跟随负载大小的控制从而实现转子转速n2的闭环控制达到直流电机的硬特性7、这就是所谓矢量控制的物理本质8、如果检测转子转速n2的变化给定转子转速n2比较控制U也就实现了转子电磁转矩的跟随负载大小的控制从而实现转子转速n2的闭环控制达到直流电机的硬特性9、这就是所谓直接转矩控制的物理本质1、实际上U/F控制的本质就是n1的闭环控制转矩控制的本质就是n2的闭环控制2、不管那种控制都是通过PWM调宽调制的包络实现的只是闭环控制参数的不同而电机的机械特性硬度不同适应不同负载的需要而已变频器控制方式低压通用变频输出电压为380650V输出功率为0.75400kW工作频率为0400Hz它的主电路都采用交直交电路。
针对异步电机,为了保证电机磁通和出力不变(转矩不变),电机改变频率时,需维持电压V和频率F的比率近似不变,所以这种方式称为恒压频比(VF)控制。
VF控制-控制简单,通用性强,经济性好,用于速度精度要求不十分严格或负载变动较小的场合。
从本质上讲,VF控制实际上控制的是三相交流电的电压大小和频率大小,然而交流电有三要素,就是除了电压大小和频率之外,还存在相位。
VF控制没有对电压的相位进行控制,这就导致在瞬态变化过程中,例如突加负载的时候,电机转速受冲击会变慢,但是电机供电频率也就是同步速还是保持不变,这样异步电机会产生瞬时失步,从而引起转矩和转速振荡,经过一段时间后在一个更大转差下保持平衡。
这个瞬时过程中没有对相位进行控制,所以恢复过程较慢,而且电机转速会随负载变化,这就是所谓VF控制精度不高和响应较慢的原因。
矢量控制国外也叫磁场定向控制,其实质是在三相交流电的电压大小和频率大小控制的基础上,还加上了相位控制,这个相位在具体操作中体现为一个角度,简单的讲就是电机定子电流相对于转子的位置角。
综上,我觉得矢量控制和VF控制的最本质的区别就是加入了电压相位控制上。
从操作层面上看,矢量控制一般把电流分解成转矩电流和励磁电流,这里转矩电流和励磁电流的比例就是由转子位置角度(也就是定子电压相位)决定的,这时转矩电流和励磁电流共同产生的转矩是最佳。
宏观上看,矢量控制和VF控制的电压,电流,频率在电机稳定运行时相差不大,都是三相对称交流,基本上都满足压频比关系,只是在瞬态过程如突加、突减负载的情况下,矢量控制会随着速度的变化自动调整所加电压、频率的大小和相位,使这个瞬时过程更快恢复平衡。
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。
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(自学习),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。
矢量控制,把输出电流分励磁和转矩电流并分别控制,转矩可控,系统是一个以转矩做内环,转速做外环的双闭环控制系统。
矢量控制与V/F控制详解一、矢量控制1、矢量控制简介矢量控制是一种电机的磁场定向控制方法:以异步电动机的矢量控制为例:它首先通过电机的等效电路来得出一些磁链方程,包括定子磁链,气隙磁链,转子磁链,其中气息磁链是连接定子和转子的.一般的感应电机转子电流不易测量,所以通过气息来中转,把它变成定子电流.然后,有一些坐标变换,首先通过3/2变换,变成静止的d-q坐标,然后通过前面的磁链方程产生的单位矢量来得到旋转坐标下的类似于直流机的转矩电流分量和磁场电流分量,这样就实现了解耦控制,加快了系统的响应速度.最后再经过2/3变换,产生三相交流电去控制电机,这样就获得了良好的性能。
综合以上:矢量控制无非就四个知识:等效电路、磁链方程、转矩方程、坐标变换(包括静止和旋转)。
矢量控制可以根据客户的需要微调电机,可以做伺服电机用。
不是以电机效率为最高追求,而是以工程要求,时刻跟踪反馈控制。
2、矢量控制详解矢量控制概念:矢量控制目的是设法将交流电机等效为直流电机,从而获得较高的调速性能。
矢量控制方法就是将交流三相异步电机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,这样即可等效于直流电机。
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。
矢量控制特点:变频器矢量控制,按照是否需要转速反馈环节,一般分为无反馈矢量控制和有反馈矢量控制。
1)无反馈矢量控制。
无反馈矢量控制方式优点是:a)、使用方便,用户不需要增加任何附加器件。
b)、机械特性较硬。
机械特性由于V/F控制方式,且不会发生电机磁路饱和问题,调试方便(个人观点,请大家批评指正)缺点是:调速范围和动态响应能力不及有反馈控制方式;2)有反馈矢量控制方式。
有反馈矢量控制方式的主要优点是:调速性能优于无反馈矢量控制方式及V/F控制。
缺点:需要在电机上安装测速装置(大多为旋转编码器),电机变频改造比较麻烦,成本也高。
三相异步电机vf矢量控制
三相异步电机的VF(Voltage-Frequency,电压-频率)控制是一种基本的交流调速技术,它通过改变电源的电压和频率来调节电机的速度。
这种控制方式在恒转矩负载下可以保持电机输出转矩与频率成正比变化,以实现电机速度的平滑调节。
然而,VF控制存在一些局限性,如低频时由于电压降低导致的转矩不足、动态响应较慢以及无法精确控制电机磁通等。
而矢量控制(Vector Control),也称为磁场定向控制(Field Oriented Control, FOC),则是一种更为先进的交流电动机控制方法,尤其是对三相异步电机而言。
矢量控制通过对定子电流进行解耦处理,分别控制励磁电流分量(产生磁场)和转矩电流分量(产生转矩),使得电机能够在宽广的速度范围内获得接近直流电机的性能表现。
在矢量控制中,控制器根据电机模型实时计算出应该施加到电机上的最佳电压矢量,从而精准地控制电机的磁场强度和转矩输出,达到高精度的速度控制和快速的动态响应效果。
相比于VF控制,矢量控制能够有效提高系统的稳定性和动态性能,并能在低频运行时保持较高的输出转矩,适用于对速度控制要求较高的场合。
变频VF和矢量控制你知道区别吗?据说这四种控制没有几人能说清一、三相异步感应交流电动机的工作原理1.旋转磁场在一个可旋转的马蹄型磁铁中间,放置一只可转动的笼型短路线圈。
当转动马蹄形磁铁时,笼型转子就会跟着一起旋转。
这是因为当磁铁转动时,其磁感线(磁通)切割笼型转子的导体,在导体中因电磁感应而产生感应电动势,由于笼型转子本身是短路的,在电动势作用下导体中就有电流流过。
该电流又和旋转磁场相互作用,产生转动力矩,驱动笼型转子随着磁场的转向而旋转起来,这就是异步电动机的简单旋转原理。
在定子三相对称的定子绕组中通入对称三相电流即在气隙中产生旋转磁场2.旋转磁场的转速在以上的分析中,旋转磁场只有一对磁极,即p=1,当电流变化一个周期,旋转磁场正好在空间转过一周。
对50Hz工频交流电而言,旋转磁场每秒在空间旋转50周,n1=60f1=60×50r/min=3000r/min。
若磁场有两对磁极,p=2,则电流变化一周,旋转磁场只转过0.5周,比磁极对数p=1情况下的转速慢了一半,即n1=60f1/2=1500r/min。
同理,在3对磁极p=3情况下,电流变化一周,旋转磁场仅旋转了1/3周,即n1=60f1/3=1000r/min。
以此类推,当旋转磁场有p对磁极,旋转磁场的转速为:n1=60f1/p因此,只要平滑地调节异步电动机的定子供电频率f1,就可以平滑调节异步电动机的同步转速n1。
由于转子是跟随旋转磁场同步旋转的,转子转速为n=n1(1-s),所以变频能通过同步转速的改变实现异步电动机的无级调速。
表面看来,只要改变定子电压的频率f1就可以调节转速的大小,但是事实上,只改变f1并不能正常调速。
参考异步电动机的电压方程U 1≈E1 =4.44f1 K1 N1 Φ假设现在只改变f1进行调速,设供电频率f1上下调节,而供电电压U 1 不变,因为K1 N1常数,则异步电动机的主磁通Φ必将改变:如f1向上调,则Φ会下降,这使得拖动转矩T下降,因为T=C TΦI2cosφ2 ,电动机的拖动能力会降低,对恒转矩负载会因拖不动而堵转;如f1 向下调,则Φ会增强,这会带来更大的危险,因为电机铁磁材料的磁化曲线不是直线而具有饱和特性,设计电机时为了建立更强的磁场,其工频下的工作点已经接近磁饱和,如再增强磁场势必引起励磁电流(体现在定子电流上)急剧升高,最终烧坏电机。
一分钟搞明白VF控制与矢量控制的区别1、什么是VF控制为了保证异步电机磁通和转矩不变,电机改变频率时,需维持电压V 和频率F 的比率近似不变,这种方式称为恒压频比( VF)控制。
2、VF控制优点VF控制最大优点就是控制简单,通用性强,经济性好,对电机参数依赖不大,一般强调“空载电流”的大小。
3、VF控制缺点VF控制缺点就是动态响应速度较低。
4、什么是矢量控制矢量控制也叫磁场定向控制,其实质是在三相交流电的电压和频率控制的基础上,还加上了相位控制,这个相位反映的就是电机定子电流相对于转子的位置角。
5、VF与矢量控制区别交流电三要素:幅值、频率、相位。
VF 控制实际上控制的是三相交流电的电压幅值和频率。
相比VF控制,矢量控制最本质的区别就是加入了电压相位控制,即矢量控制是控制交流电幅值、频率、相位等三要素。
6、矢量控制如何克服VF控制缺点负载瞬态变化,例如负载突加时,电机转速受冲击会变慢,但是VF控制下,电机供电频率也就是同步速还是保持不变,这样异步电机会产生瞬时失步,从而引起转矩和转速振荡,经过一段时间后在一个更大转差下保持平衡。
这个瞬时过程中没有对相位进行控制,所以恢复过程较慢,而且电机转速会随负载变化,这就是所谓VF 控制精度不高和响应较慢的原因。
矢量控制一般把电流分解成转矩电流和励磁电流,转矩电流和励磁电流的比例就是由转子位置角度(也就是定子电压相位)决定的,这时转矩电流和励磁电流共同产生的转矩是最佳。
宏观上看,矢量控制和VF 控制的电压,电流,频率在电机稳定运行时相差不大,都是三相对称交流,基本上都满足压频比关系,只是在瞬态过程如突加、突减负载的情况下,矢量控制会随着速度的变化自动调整所加电压幅值、频率和相位,使这个瞬态过程更快恢复新平衡。
7、关于矢量控制其它说明矢量控制对电机参数的依赖很大,需要准确电机参数,在通用变频行业,必须对电机作参数辨识(自学习)。
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它励直流电机的控制性能。
针对异步电机,为了保证电机磁通和出力不变(转矩不变),电机改变频率时,需维持电压V和频率F的比率近似不变,所以这种方式称为恒压频比(VF)控制。
VF控制-控制简单,通用性强,经济性好,用于速度精度要求不十分严格或负载变动较小的场合。
从本质上讲,VF 控制实际上控制的是三相交流电的电压大小和频率大小,然而交流电有三要素,就是除了电压大小和频率之外,还存在相位。
VF控制没有对电压的相位进行控制,这就导致在瞬态变化过程中,例如突加负载的时候,电机转速受冲击会变慢,但是电机供电频率也就是同步速还是保持不变,这样异步电机会产生瞬时失步,从而引起转矩和转速振荡,经过一段时间后在一个更大转差下保持平衡。
这个瞬时过程中没有对相位进行控制,所以恢复过程较慢,而且电机转速会随负载变化,这就是所谓VF控制精度不高和响应较慢的原因。
矢量控制国外也叫磁场定向控制,其实质是在三相交流电的电压大小和频率大小控制的基础上,还加上了相位控制,这个相位在具体操作中体现为一个角度,简单的讲就是电机定子电流相对于转子的位置角。
综上,我觉得矢量控制和VF控制的最本质的区别就是加入了电压相位控制上。
从操作层面上看,矢量控制一般把电流分解成转矩电流和励磁电流,这里转矩电流和励磁电流的比例就是由转子位置角度(也就是定子电压相位)决定的,这时转矩电流和励磁电流共同产生的转矩是最佳。
宏观上看,矢量控制和VF控制的电压,电流,频率在电机稳定运行时相差不大,都是三相对称交流,基本上都满足压频比关系,只是在瞬态过程如突加、突减负载的情况下,矢量控制会随着速度的变化自动调整所加电压、频率的大小和相位,使这个瞬时过程更快恢复平衡。
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。
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(自学习),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。
矢量控制,把输出电流分励磁和转矩电流并分别控制,转矩可控,系统是一个以转矩做内环,转速做外环的双闭环控制系统。
它既可以控制电机的转速,也可以控制电机的扭矩。
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。
矢量控制分有速度传感器矢量控制和无速度传感器矢量控制两种,前者精度高后者精度低。
矢量控制系统的无速度传感器运行方式,首先必须解决电机转速和转子磁链位置角的在线辨识问题。
常用的方法有基于检测定子电流信号的辨识方法,有同时使用电流检测信号和电压检测信号的辨识方法,还有根据电流检测信号和逆变器的开关控制信号重构电压信号的方法。