变频器开环控制和闭环控制系统
变频器的控制方式PPT课件
的方式提供给用户，让用户选 择的，如图8-3所示。
图8-3 变频器的U／f控制曲线
3.选择U／f控制曲线时常用的操作方法
1) 将拖动系统连接好，带以最重的负载。
2) 根据所带的负载的性质，选择一个较小的U／f曲线，在低速时观察
b) 两相交流绕组 c) 旋转的直流绕组
图8-9 异步电动机的几种等效模型
2. 3相／2相变换(3s／2s)
三相静止坐标系A、B、C和两相静止坐标系α和β之 间的变换，称为3s／2s变换。变换原则是保持变换前的 功率不变。
设三相对称绕组(各相匝数相等、电阻相同、互差 120°空间角)通入三相对称电流iA、iB、iC，形成定子 磁动势，用F3表示，如图8-10a所示。两相对称绕组(匝 数相等、电阻相同、互差90°空间角)内通入两相电流后 产生定子旋转磁动势，用F2表示，如图8-10b所示。适 当选择和改变两套绕组的匝数和电流，即可使F3和F2的 幅值相等。若将两种绕组产生的磁动势置于同一图中比 较，并使Fa与FA重合，如图8-10c所示.
电动机的运行情况，如果此时电动机的带负载能力达不到要求，需
将U／f曲线提高一档。依此类推，直到电动机在低速时的带负载能
力达到拖动系统的要求。
3) 如果负载经常变化，在2)中选择的U／f曲线，还需要在轻载和空载
状态下进行检验。方法是：将拖动系统带以最轻的负载或空载，在
低速下运行，观察定子电流I1的大小，如果I1过大，或者变频器跳 闸，说明原来选择的U／f曲线过大，补偿过分，需要适当
Ux=kuUN
式中 ku——调压比； UN ——电动机的额定电压。
2. 变频后电动机的机械特性
第四章 交流电动机调速控制系统
r12
(X1
c1 X
' 20
)2
]
（4-8）
因 r12
(X1
c1
X
' 20
)
2
，近似得：
Mm
1 2c1
2f1[r1
m1PU12
(X1
c1 X
' 20
)]
（4-9）
2. 生产机械的转矩特性
摩擦类 特性曲线见图（a） 负载： ，位于1、3象限。
生产机械
恒转矩负载：它的负载转矩是一 个恒值，不随转速 而改变。
——定子极对数
（4-3）
4)．传给转子的功率（又称电磁功率）与机械功率、转子铜耗之间有如下
关系式 ： PMX PM PM 2 (1 S)PM
（4-4）
式中：
PM ——传给转子的功率（又称电磁功率）
PMX ——机械功率
PM 2 ——转子铜耗
5)．电机的平均转矩为：
M CP
PMX
M0 Mn 否则电机无法进入正常运转工作区。
交流机的起动电流一般为额定电流的4~6倍 ,起动时 一般要考虑以下几个问题：
图4-7 机械特性曲线
1. 应有足够大的起动力矩和适当的机械特性曲线。 2. 尽可能小的起动电流。 3．起动的操作应尽可能简单、经济。 4．起动过程中的功率损耗应尽可能小。
普通交流电机在起动过程中为了限制起动电流，常用的起动方法有三种。即：
图6-1的等效电路，经化简后得到能耗制动的等效电路如图4-10所示。
图4-10 能耗制动的等效电路
图中：
•
I1 ——直流励磁电流的等效交流电流
4-1控制系统的工作过程与方式第二课时课件-高中通用技术苏教版必修《技术与设计2》
开环控制系统：系统的输出量不对系统的控制产生 任何影响 闭环控制系统：系统的输出量返回到输入端并对控 制过程产生影响。
从信息传递过程上 开环控制系统：信息的传递是单向的。 闭环控制系统：信息的传递是一条闭合的回路。
12
音乐 信号
声控 装置
喷水量
水泵
喷嘴
喷水 与否
4
案例分析：游泳池注水控制系统
设定 注水时间 （输入）
开环控制系统
水流量
游泳池
定时器 进水阀门
游泳池 的水位
（输出）
思考：定时器注水控制有什么缺陷？ 5
将输入由设定注水时间改为设定游泳池水位。 增加检测装置检测实际水位，把测量值返回输入 端，通过比较器与给定值比较。
像这样，系统的输出量返回到输入端并对控制过 程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。
给定 量
比较器
＋
控制器
－
控制量
执行器
被控对象
检测装置
被控 量
7
活动：请一位同学上台为黑板上的人物画画 上鼻子，分别按以下两种情形来画： （1）睁开眼睛画（2）闭上眼睛画 分析：闭上眼睛画还是睁开眼睛画的位置准 确？为什么？闭上眼睛画鼻子与睁开眼睛画 鼻子的区别在哪里？ 以上哪种情形属于开 环控制系统，哪种情形属于闭环控制系统？ 试着分别画出它们的控制系统方框图。
比较器
水位检 测装置
游泳池注水控制系统方框图
给定 水位
比较器
＋
控制器
水流量
进水阀门
游泳池
－
检测装置
实际 水位
6
比较：在系统的输入端和输出端之间，除了有从 给定水位到实际水位的信息传递外，还有从输出 端到输入端的信息传递，即控制系统可以把输出 量返回到输入端与给定值进行比较，构成一条闭 合回路。
自动控制原理与系统课件第一章自动控制系统的基本概念
1.4
自动控制系统的分类
一、按输入信号的变化规律： 1、恒值控制系统：输入信号在某种工作状态下一经 给定就不再变化，控制的任务就是抑制各种干扰 因素的影响，使被控量也维持恒定。 2、程序控制系统：输入信号按预定的规律变化，并 要求被控量也按照同样的规律变化。
3、随动系统：输入信号的变化规律是预先不能确 定的，并要求被控量精确的跟随输入量变化。
1.5
对自动控制系统的性能要求
一、系统的稳定性
系统的稳定性：系统在受到外部作用后，其振荡倾向和能否 恢复平衡状态的能力。 不稳定 稳定
系统稳定的重要性：
不稳定的系统是无法进行工作的；因 此，对任何自动控制系统，首要的条件 便是系统能稳定正常运行。
二.系统的动态性能
输入量作用于系统时,系统的输出量不能立即跟随 输入量发生变化,而是需要经历一个过渡过程,才 能达到稳定状态,这个过渡过程称为动态过程。 突加给定信号系统输出量的动态过程用动态性能 指标来描述。
（二）学习目标 通过本课程的学习和训练，使学生掌握分析 企业典型自动控制系统功能所必须的专业理 论知识，具有安装、调试和维护现代自动控 制系统设备等专业能力，具有良好的职业道 德素养和严谨的工作作风以及学习能力，能 够适应工业自动化技术工作岗位的要求。
第一章 自动控制系统概述
1.1引言
自动控制是在没有人的直接干预 下，利用各种控制装置对生产设备和 工艺过程进行合理的控制，使之达到 人们所希望的状态和性能。
闭环控制系统正是依靠放大的偏差 信号来纠正偏差的
1.3
自动控制系统的基本组成
一．系统的组成框图
闭环控制系统总是由一些基本元件或单元组成。 为了清楚地表明系统的结构和组成，说明各个 环节信号的传递情况，把系统各个环节用框图 表示，构成自动控制系统的组成框图。
三菱变频器说明书
三菱变频器说明书三菱变频器说明书选型方法由于电力电子技术的不断发展和进步，新的控制理论提出与完善，是交流调速传动、尤其是采用性能优异的三菱变频调速传动得到了飞速发展，因此在实际工作中采用三菱变频器+ 变频电机的情况越来越多，因此如何正确选择三菱变频器对机械设备的正常调试运行至关重要，选型方法如下：1、根据机械设备的负载转矩特性来选择三菱变频器在实践中常常将机械设备根据负载转矩特性不同，分为如下三类：(1) 恒转矩负载(2) 恒功率负载(3)流体类负载2、根据负载特性选取适当控制方式的三菱变频器三菱变频器的控制方式主要分为： V/f控制，包括开环和闭环;矢量控制，包括无速度传感器和带速度传感器控制; 直接转矩控制;三种方式的优缺点如下：(1)V/f 开环控制优点：结构简单，调节容易，可用于通用鼠笼型异步电机;缺点：低速力矩难保证，不能采用力矩控制，调速范围小;主要采用场合：一般的`风机，泵类节能调速或一台变频器带多台电机传动场合。
(2)V/f闭环控制优点：结构简单，调速精度比较高，可用于通用性异步电机;缺点：低速力矩难保证，不能采用力矩控制，调速范围小，要增加速度传感器;主要采用场合：用于保持压力，温度，流量，PH定值等过程场合。
(3) 无速度传感器的矢量控制优点：不需要速度传感器，力矩响应好、结构简单，速度控制范围较广;缺点：需要设定电机参数，须有自动测试功能;采用场合：一般工业设备，大多数调速场合。
(4)带有速度传感器的矢量控制优点：力矩控制性能良好，力矩响应好，调速精度高，速度控制范围大;缺点：需要正确设定电机参数，需要自动测试功能，要高精度速度传感器;使用场合：要求精确控制力矩和速度的高动态性能应用场合。
(5) 直接转矩控制优点：不需要速度传感器，力矩响应好，结构较简单，速度控制范围较大;缺点：需要设定电机参数，须有自动测试功能;采用场合：要求精确控制力矩的高动态性能应用场合，如起重机、电梯、轧机等。
变频器开环矢量控制实施步骤
变频器开环矢量控制实施步骤
速度控制用于确保速度指令和实际电动机转速一致，请设置合理的开环矢量控制。
开环矢量控制的实施步骤如下。
(1)实施可靠的配线。
(2)进行所使用电动机的设定(Pr. 71)。
(3)进行电动机容量、电动机极数的设定(Pr. 80，Pr. 81)。
在Pr.80电动机容量中设定电动机容量(kW)；在Pr.81电动机极数中设定电动机极数（POLE数）。
当变频器参数进行初始化时，其设定值为“9999”，默认为V/f控制。
(4)进行控制方法的选择。
选择Pr. 800=“10”（速度控制）或“12”（速度一转矩切换），以使速度控制有效。
(5)进行运行指令的设定。
选择启动指令和速度指令。
①启动指令。
·操作面板：通过操作面板上的（进行设定；
·外部指令：通过正转、反转指令（端子STF或STR）进行设定。
②速度指令。
实时开环矢量控制的速度指令设定范围为0~120Hz，它可以通过以下三种方式进行输入。
·操作面板：通过操作面板上的进行设定；
·外部模拟指令（端子2或4）：通过端子2（或端子4）所输入的模拟信号发出速度
指令；
·多段速指令：速度指令也可通过外部信号( RH，RM，RL)发出指令。
(6)进行转矩限制的设定(Pr. 810)。
(7)实施离线自动调整(Pr. 96)。
实时无传感器控制方式时，请在运行前切实实施离线自动调整。
(8)试运行。
电机控制回路知识点总结
电机控制回路知识点总结一、电机控制回路概述电机控制回路是指在电机驱动系统中用于控制电机转速、转矩和位置的回路。
电机控制回路的设计和实现对于电机系统的性能和稳定性有着重要的影响。
电机控制回路通常包括传感器、控制器、功率放大器和电机本身。
传感器用于检测电机的转速、位置和负载等参数，控制器根据传感器的反馈信号对电机进行闭环控制，功率放大器用于驱动电机。
电机控制回路的设计目标是实现对电机的精确控制，以满足各种工况下的要求，比如对转速的精确控制、对负载的快速响应等。
本文将从电机控制回路的基本原理、常见的电机控制技术和电机控制回路的设计要点等方面进行详细的介绍。
二、电机控制回路的基本原理1. 闭环控制和开环控制电机控制回路可以采用开环控制或闭环控制。
开环控制是指控制信号直接作用于电机，不考虑电机实际的输出情况，通常适用于负载较为恒定的情况。
闭环控制则是通过传感器对电机的输出信号进行反馈，从而实现对电机的精确控制。
闭环控制可以有效地提高系统的稳定性和性能。
2. 控制算法电机控制回路的控制算法通常包括PID控制器、模糊控制、神经网络控制等。
PID控制器是最常用的电机控制算法，其通过对误差、积分和微分三个部分进行加权组合来实现对电机的控制。
模糊控制和神经网络控制则适用于对非线性系统的控制，能够提高系统的鲁棒性和鲁棒性。
3. 传感器传感器是电机控制回路中至关重要的部分，它可以用于检测电机的转速、位置、负载、温度等参数。
常见的电机传感器包括编码器、霍尔元件、温度传感器等，不同类型的传感器可以满足不同的控制需求。
4. 功率放大器功率放大器是控制回路中用于驱动电机的部分，其根据控制信号对电机进行功率放大。
功率放大器通常采用晶体管、MOS管等器件，可以提供足够的电流和电压来驱动电机的工作。
5. 控制系统的稳定性和性能电机控制回路设计的目标是实现对电机的精确控制，在此基础上要求系统具有良好的稳定性和性能。
稳定性是指在外部扰动下系统仍能保持输出的稳定性，性能则包括对控制精度、响应速度和过载能力等指标的要求。
变频水泵的意思
变频水泵的意思：使用变频器控制普通水泵电机，或者水泵电机是变频电机。
但无论是哪种电机，必须要加装变频器控制系统，才可以达到省电目的。
【变频供水工作原理】根据用户要求，先设定给水压力，然后通电运行，压力传感器监测管网压力，并变为电信号反馈至变频器，经过对反馈值和设定值的分析处理，由变频器来控制水泵的运行，最终达到反馈值和设定值的一致。
当用水量增加时，系统压力降低，反馈值小于设定值，变频器输出电压和频率升高，水泵转速升高，出水量增加；当用水量减小时，水泵转速降低，减少出水量，使管网压力维持设定压力值。
在多台水泵并联运行时，自动完成水泵的加减，实现水泵的自动恒压供水。
变频水泵是用普通电机，变频水泵不用时电机是低速运行，也可以增加气压罐，副泵，让主泵电机不转动。
【节能分析】以80DL50-20X3泵为例额定参数：扬程H=60m，流量Q=50m3/h，功率N=15KW，电机转速n=1450r/min 实际需要的参数往往要小于额定参数，假如实际需要压力为H1=45米，那么实际消耗功率计算如下：实际转速：n1= √H1/H ×n=1256转/分实际电机功率：P1=（n1/n）3×P=9.7KW如电机不采用变频控制，电机将以额定功率进行运转，其消耗功率为15KW；如电机采用变频控制时，电机功率仅为9.7KW。
其节能为：（15-9.7）/15=35%由此分析可知，水泵采用变频调速控制，节能效果越明显，而且根据实际需要任意设定供水压力。
【变频水泵控制柜】1、变频水泵控制柜的结构及原理变频水泵控制柜系统通过测到的管道压力，经变频器系统内置的PI D调节器运算，调节输出频率，然后实现管网的恒压供水。
变频器的频率超限信号（一般可作为管网压力极限信号）可适时通知PLC的进行变频泵切换。
为防止水锤现象的产生，泵的开关将联动其出口阀门。
水锤是在突然停电或者在阀门关闭太快时,由于压力水流的惯性,产生水流冲击波,就象锤子敲打一样,所以叫水锤。
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变频器开环控制和闭环控制系统
开环转速掌握系统分为一般U/f掌握系统和无PG反馈的矢量掌握系统。
依据掌握精度要求，进行选择。
(1) U/f开环掌握
变频器开环掌握如图所示。
由变频器设定输出频率，电动机的转速和同步转速保持1%~5%的转差率，电动机基本在变频器设定的转速上工作。
图变频器开环掌握
影响电动机转速稳定的因素有：负载转矩发生变化；电源电压发生变化；变频器的频率设定精度。
变频器在用模拟量设定频率时，由于温度变化、电流电压的漂移等使频率掌握精度降低约5%，这对转矩比较稳定的负载，由于漂移引起的转速变化不行忽视。
变频器开环掌握多应用在对转速精度要求不太严格的场合，一般选择一般U/f掌握变频器即可。
(2)无反馈矢量开环掌握
假如对开环掌握转速精度要求较高，可选用无反馈矢量掌握变频器。
无反馈矢量掌握变频器由于在其内部依据直流电动机的闭环掌握理论形成了闭环掌握系统，电动机相当于工作在闭环状态，因此具有较高的速度掌握精度，其速度掌握精度在±0.5%左右，见表。
表掌握精度比较表
在要求速度掌握精度较高的场合，采纳转速闭环掌握电路。
转速闭环是将电动机的转速通过转速传感器转换为电信号反馈到输入端，与给定频率信号相比较，产生误差调整信号，使电动机的转速和给定信号同步。
速度闭环掌握目的是取得高的速度掌握精度，速度掌握精度和变频器的掌握功能及传感器的选择有关。
在速度掌握精度要求较高的造纸、轧钢等传动设备中，可选用带传感器的矢量变频器。