交流變頻原理及應(yīng)用技術(shù) 課件 1-56 變頻器控制方式

變頻器的控制方式主講教師：王瑜瑜一、電壓/頻率控制方式

電壓/頻率控制方式又稱V/f控制方式，該方式在控制主體電路輸出電源頻率變化的同時(shí)也調(diào)節(jié)輸出電源的電壓大小。

整流變壓、逆變變頻方式

整流變壓、逆變變頻方式是指在整流電路進(jìn)行變壓，在逆變電路進(jìn)行變頻。由于在整流電路進(jìn)行變壓，因此需采用可控整流電路。（1）電壓/頻率控制的實(shí)現(xiàn)方式變壓變頻一、電壓/頻率控制方式

電壓/頻率控制方式又稱V/f控制方式，該方式在控制主體電路輸出電源頻率變化的同時(shí)也調(diào)節(jié)輸出電源的電壓大小。

逆變變壓變頻方式

逆變變壓變頻方式是指在逆變電路中同時(shí)進(jìn)行變壓和變頻。由于其無須在整流電路變壓，因此采用不可控整流電路。為了容易實(shí)現(xiàn)在逆變電路中同時(shí)進(jìn)行變壓變頻，一般采用SPWM逆變電路。（1）電壓/頻率控制的實(shí)現(xiàn)方式變壓變頻一、電壓/頻率控制方式

電壓/頻率控制方式又稱V/f控制方式，該方式在控制主體電路輸出電源頻率變化的同時(shí)也調(diào)節(jié)輸出電源的電壓大小。

采用電壓/頻率控制方式的變頻器優(yōu)點(diǎn)是控制電路簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、性價(jià)比高、可配接通用標(biāo)準(zhǔn)的異步電動(dòng)機(jī)，故通用變頻器廣泛采用這種控制方式。由于電壓/頻率控制方式未采用速度傳感器檢測(cè)電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速，故轉(zhuǎn)速控制精度較差，另外在轉(zhuǎn)速低時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不足。（2）電壓/頻率控制的特點(diǎn)二、轉(zhuǎn)差頻率控制方式

轉(zhuǎn)差頻率控制方式又稱SF控制方式，該方式采用控制電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)頻率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速頻率之差來控制轉(zhuǎn)矩。

電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，測(cè)速裝置檢測(cè)出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速頻率ω，該頻率再與設(shè)定頻率ω1相減，經(jīng)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后得到轉(zhuǎn)差頻率ωs（ωs=ω1-ω），ωs分作兩路：一路經(jīng)恒定磁通處理電路后形成控制電壓U，去控制整流電路改變輸出電壓，如ωs較大時(shí)，控制整流電路輸出電壓升高，以增大定子繞組電流；另一路ωs與ω相加得到設(shè)定頻率ω1，去變頻控制電路，讓它控制逆變電路輸出與設(shè)定頻率相同的交流電壓。（1）轉(zhuǎn)差頻率控制的實(shí)現(xiàn)方式ωs=ω1-ωω1=ωs+ω二、轉(zhuǎn)差頻率控制方式

轉(zhuǎn)差頻率控制方式又稱SF控制方式，該方式采用控制電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)頻率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速頻率之差來控制轉(zhuǎn)矩。

轉(zhuǎn)差頻率控制采用測(cè)速裝置實(shí)時(shí)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速頻率，然后與設(shè)定轉(zhuǎn)速頻率比較得到轉(zhuǎn)差頻率，再根據(jù)轉(zhuǎn)差頻率形成相應(yīng)的電壓和頻率控制信號(hào)，去控制主體電路。這種閉環(huán)控制轉(zhuǎn)壓頻率控制方式的加減速性能有較大的改善，調(diào)速精度也得到很大的提高。

轉(zhuǎn)差頻率控制需采用測(cè)速裝置，由于不同的電動(dòng)機(jī)特性有差異，在變頻器配接不同電動(dòng)機(jī)時(shí)需要對(duì)測(cè)速裝置進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，除了比較麻煩外，還會(huì)因調(diào)整偏差引起調(diào)速誤差，所以采用轉(zhuǎn)差頻率控制方式的變頻器通用性較差。（2）轉(zhuǎn)差頻率控制的特點(diǎn)三、矢量控制方式

矢量控制是通過控制變頻器輸出電流的大小、頻率和相位來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

從電動(dòng)機(jī)反饋過來的速度反饋信號(hào)送到控制器，同時(shí)給定信號(hào)也送到控制器，兩信號(hào)經(jīng)控制器處理后形成與勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流對(duì)應(yīng)的I1、I2電流。兩電流再去變換器進(jìn)行變換而得到三相電流信號(hào)。這三相電流信號(hào)去驅(qū)動(dòng)控制電路形成相應(yīng)的控制信號(hào)，去控制PWM逆變電路開關(guān)器件的通斷，為電動(dòng)機(jī)提供定子繞組電流。在需要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速時(shí)，改變給定信號(hào)，送給逆變電路的控制信號(hào)就會(huì)變化，逆變電路開關(guān)器件的通斷情況也會(huì)發(fā)生變化，從而改變提供給電動(dòng)機(jī)定子繞組的電流的大小、頻率和相位，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行良好的調(diào)速控制。（1）矢量控制的實(shí)現(xiàn)方式控制信號(hào)給定信號(hào)大小、頻率、相位三、矢量控制方式

矢量控制是通過控制變頻器輸出電流的大小、頻率和相位來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

①低頻轉(zhuǎn)矩大。一般通用變頻器在低頻時(shí)的轉(zhuǎn)矩較小，在5Hz以下無法滿負(fù)荷工作，而采用矢量控制的變頻器在低頻時(shí)也能使轉(zhuǎn)矩高于額定轉(zhuǎn)矩。（2）矢量控制的特點(diǎn)

②動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。直流電動(dòng)機(jī)不允許電流變化率過高，而矢量控制變頻器允許電流變化快，因此調(diào)速響應(yīng)快，一般可達(dá)毫秒級(jí)。

③控制靈活。直流電動(dòng)機(jī)通常根據(jù)不同的負(fù)載來選擇不同特性的串勵(lì)、并勵(lì)或他勵(lì)方式，而矢量控制的電動(dòng)機(jī)可通過改變控制參數(shù)就能使一臺(tái)電動(dòng)機(jī)具有不同的特性。四、直接轉(zhuǎn)矩控制方式

直接轉(zhuǎn)矩控制又稱DTC控制，是目前最先進(jìn)的交流異步電動(dòng)機(jī)控制方式，但在中、小型變頻器中很少采用。

直接轉(zhuǎn)矩控制