转矩控制矢量控制和VF控制解析
变频器Vf控制与矢量控制

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。
变转矩和恒转矩矢量控制和控制的区别

变转矩和恒转矩矢量控制和控制的区别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:~15 kW,空载电流的值为30%~50%的电机额定电流;kW及以下的,空载电流的值为50%左右的电机额定电流;特殊情况时, kW、 kW、 kW,空载电流的值为70%~80%的电机额定电流;有的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),=最大输出电压U,=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。
转矩控制、矢量控制和VF控制解析

转矩控制、矢量控制和VF控制解析转矩控制、矢量控制和VF控制解析1.变转矩就是负载转矩随电机转速增大而增大,是非线性变化的,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,一般是相对于恒功率控制而言。
如皮带运输机提升机等机械负载2.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。
例如:50HZ时输出电压为380V,25HZ时输出电压为190V即恒磁通控制;转矩不可控,系统只是一个以转速物理量做闭环的单闭环控制系统,他只能控制电机的转速根据电机原理可知,三相异步电机定子每相电动势的有效值:E1=4.44f1N1Φm式中:E1--定子每相由气隙磁通感应的电动势的有效值,V ;f1--定子频率,Hz;N1——定子每相绕组有效匝数;Φm-每极磁通量由式中可以看出,Φm的值由E1/f1决定,但由于E1难以直接控制,所以在电动势较高时,可忽略定子漏阻抗压降,而用定子相电压U1代替。
那么要保证Φm不变,只要U1/f1始终为一定值即可。
这是基频以下调时速的基本情况,为恒压频比(恒磁通)控制方式,属于恒转矩调速。
基准频率为恒转矩调速区的最高频率,基准频率所对应的电压为即为基准电压,是恒转矩调速区的最高电压,在基频以下调速时,电压会随频率而变化,但两者的比值不变。
在基频以上调速时,频率从基频向上可以调至上限频率值,但是由于电机定子不能超过电机额定电压,因此电压不再随频率变化,而保持基准电压值不变,这时电机主磁通必须随频率升高而减弱,转矩相应减小,功率基本保持不变,属于恒功率调速区。
3.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。
变转矩和恒转矩、矢量控制和VF控制的区别1

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。
变频器矢量控制与VF控制

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。
变转矩和恒转矩、矢量控制和VF控制的区别

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。
变转矩和恒转矩矢量控制和VF控制的区别
变转矩和恒转矩矢量控制和V F控制的区别 Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】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。
变频器Vf控制与矢量控制
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。
矢量与VF区别
变频器矢量控制与V/F控制区别V/F控制矢量控制母线电压利用率86% 98%低频带载能力0.5Hz带100%负载0.5Hz带150%负载动态响应对瞬态变化响应慢,在负载突变时,转矩和转速震荡对瞬态变化快速响应,保持转矩和转速的平稳V/F控制:就是保证输出电压跟频率成正比的控制这样可以使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生,多用于风机、泵类节能型变频器用压控振荡器实现。
异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的,在额定频率下,如果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。
因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制变频器输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生。
V/F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,V/F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。
V/F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。
我们公司变频器为V/F控制时,参数调节简单,提高VF控制性能的主要方法有:低频力矩补偿、死区补偿、震荡抑制、转速跟踪、滑差补偿等,可以适用于80%以上的工况。
可以通过F1.15~F1.23参数任意设置V/F曲线,满足不同条件下的需求。
矢量控制: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。
交流电机VF控制与矢量控制的比较
交流电机VF控制与矢量控制的比较李英 陈忠润(云南能源职业技术学院 云南曲靖 655400)摘要:电机是目前最主要的耗能设备,据了解世界上大概60%的电能都是电机消耗的,而电机调速性能的好坏决定了电机性能的好坏,所以调速成为了人们一直关注并不断研究改进的话题。
该文对交流电机的两种常见调速方法做对比分析,分别分析了目前技术成熟且应用普遍的VF调速控制法、由德国学者HASS K和BLASCHKE F提出的矢量控制理论,并对二者的优点与不足做了详细的比较;最后分析了两种方法在控制原理与实现过程中的利弊。
关键词:交流电机 异步电机 VF控制 矢量控制中图分类号:TM343文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2023)14-0048-04 Comparison of the VF Control and Vector Control of AC MotorsLI Ying CHEN Zhongrun(Yunnan Vocational Institute of Energy Technology, Qujing, Yunnan Province, 655400 China) Abstract:The motor is the most important energy-consuming equipment at present. It is understood that about 60% of electric energy in the world is consumed by the motor, and the quality of the speed regulation performance of motors determines the quality of the performance of motors, so speed regulation has become a topic that people have been paying attention to and constantly studying and improving. This paper makes a comparative analysis of two common methods of speed regulation of AC motors, analyzes separately the current VF speed regulation con‐trol method with mature technology and common application and the vector control theory proposed by German scholars K Hass and F Blaschke, makes a detailed comparison of their advantages and disadvantages, and finally ana‐lyzes the advantages and disadvantages of the two methods in the control principle and implementation process.Key Words: AC machine;Asynchronous motor; VF control;Vector control目前,市面上电机分为直流电机和交流电机两大类。
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转矩控制矢量控制和V F控制解析IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】转矩控制、矢量控制和VF控制解析1.变转矩就是负载转矩随电机转速增大而增大,是非线性变化的,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,一般是相对于恒功率控制而言。
如皮带运输机提升机等机械负载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。
例如:50HZ时输出电压为380V,25HZ时输出电压为190V即恒磁通控制;转矩不可控,系统只是一个以转速物理量做闭环的单闭环控制系统,他只能控制电机的转速根据电机原理可知,三相异步电机定子每相电动势的有效值:E1=4.44f1N1Φm式中:E1--定子每相由气隙磁通感应的电动势的有效值,V;f1--定子频率,Hz;N1——定子每相绕组有效匝数;Φm-每极磁通量由式中可以看出,Φm的值由E1/f1决定,但由于E1难以直接控制,所以在电动势较高时,可忽略定子漏阻抗压降,而用定子相电压U1代替。
那么要保证Φm不变,只要U1/f1始终为一定值即可。
这是基频以下调时速的基本情况,为恒压频比(恒磁通)控制方式,属于恒转矩调速。
基准频率为恒转矩调速区的最高频率,基准频率所对应的电压为即为基准电压,是恒转矩调速区的最高电压,在基频以下调速时,电压会随频率而变化,但两者的比值不变。
在基频以上调速时,频率从基频向上可以调至上限频率值,但是由于电机定子不能超过电机额定电压,因此电压不再随频率变化,而保持基准电压值不变,这时电机主磁通必须随频率升高而减弱,转矩相应减小,功率基本保持不变,属于恒功率调速区。
3.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。
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。
基于蓝海华腾变频器V6-H说明书作以上说明1. 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。
2. 一般有如下百分比数据:~15?kW,空载电流的值为30%~50%的电机额定电流;kW及以下的,空载电流的值为50%左右的电机额定电流;特殊情况时,kW、kW、kW,空载电流的值为70%~80%的电机额定电流;有的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。
3. 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。
4. 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。
5. 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),=最大输出电压U,=基频F。
6.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=0且=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?设置为某一数值时,或者设置为非零时,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,即设置为非0值。
V/F控制时的有关性能参数调试: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。
、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,可以适当增大限定值。
V/F控制涉及到以上注意要点和关键功能码。
2.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。
、、、、、、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。
~?为速度环比例增益与积分时间调节参数,设置=5HZ,当电机运行频率大于5HZ的时候,、调节参数起作用;当电机运行频率小于5HZ的时候,、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~?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,和为出厂值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=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=1和=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,也就是和越大,和越小,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,需要适当减小和,增大和,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。
和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。
后来我们更改和参数由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。
、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。
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,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。
、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、作配合调试。
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。
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。
、、、此四组参数在闭环矢量控制时设置相关的参数。
、、在闭环矢量控制时实现零伺服功能。
该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。