我来谈一下我对变频器矢量转矩控制的个人见解,希望专家发表意见:WW.W_PLCJS_COM-PLC-技.术_网
一、从调速的角度看,变频调速有两种情况:
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1、如果变频器变频f变压U对异步电机调速,只定量控制同步转速n1在预先给定的确切值上,间接控制或异步控制转子转速n2,转子转速n2跟随负载变化;WWW_PLCJS※COM-PLC-技×术_网(可编程控※制器技术门户)
(1)就是说同步转速n1是变频器控制给定的确切结果;WW.W_PLC※JS_C,OM-PL,C-技.术_网
(2)也就是说,转子转速n2是多少变频器管不了,负载的大、小确定了n2的具体数值;——可——编——程——控-制-器-技——术——门——户
(3)或者说,当变频器定量控制同步转速为n1不变时,转子转速n2跟随负载,负载大n2小,负载小n2大;WWW_PLCJS※COM-PLC-技×术_网(可编程控※制器技术门户)
2、如果变频器变频f变压U对异步电机调速,通过控制同步转速n1跟随负载大、小变化,间接控制或异步控制转子转速n2,使转子转速n2恒定在预先给定的确切值上;WW.W_PLCJS_COM-PLC-技.术_网
(1)就是说转子转速n2是变频器控制给定的确切结果;WWW_PL※CJS_COM-PLC-技.术_网
(2)也就是说,同步转速n1是多少变频器要根据负载的大、小确定n1的具体数值;plcjs.技.术_网
(3)或者说,当变频器跟随负载,负载大n1大,负载小n1小控制同步转速n1时,转子转速n2恒定不变;plcjs.技.术_网
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二、从电磁转矩控制的角度看,变频调速有参照系不同或坐标变换的两种情况:
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1、如果站在n1上,以n1为参照系,跟随负载大、小调解n2的大小,改变转差、转差率S,控制电磁转矩T的大、小与负载转矩动态平衡;plcjs.技.术_网
2、如果站在n2上,以n2为参照系,跟随负载大、小调解n1的大小,改变转差、转差率S,控制电磁转矩T的大、小与负载转矩动态平衡;WWW_PLCJS@_COM%-PLC-技.术_网
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三、从电磁转矩控制的角度看,其物理本质只有一个:
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1、都通过改变转差、转差率S,只改变转子的有功电流I2,只改变定子电流I1的有功电流分量,跟随负载大、小控制调解电磁转矩的大小;WWW_PLCJ-S_COM-PLC-技.术_网(可-编程控-制器技术-门户)
2、这就是大家平时说的矢量控制的作用,电流解偶的控制作用,这个作用不是变频器的本事,而是电机本身的能力;P_L_C_技_术_网——可——编——程——控-制-器-技——术——门——户
3、变频器只在第二种控制转子转速n2时,发挥了它变频、变压的能力,通过控制调解n1,主动的改变了转差、转差率S!WWW_PLCJS_COM-PLC-技.术_网
4、变频器只在第一种控制转子转速n1时,发挥了它变频、变压的能力,通过控制调解n1,被动的改变了转差、转差率S!WWW※PLCJS_COM-PL#C-技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
5、所以把第二种调速方式叫做矢量控制是一种误解,是一种错觉!WWW_PLC※JS_COM-PmLC-技.术_网
6、只是坐标、参照系的不同而已!plcjs.技.术_网
7、所以我把第一种变频调速方式叫同步转速n1的闭环控制,我把第二种变频调速方式叫转子转速n2的闭环控制;P_L_C_技_术_网——可——编——程——控-制-器-技——术——门——户
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四、从PID控制的输入、输出、反馈的参数看有两种调速方式:
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1、给定n1(或相关量),反馈n1(或相关量),比较输入,PID放大输出控制调宽调制PWM波的包络的频率f、电压U,稳定控制异步电机的同步转速n1;WW.W_PLCJS_COM-PLC-技.术_网
2、给定n2(或相关量),反馈n2(或相关量),比较输入,PID放大输出控制调宽调制PWM波的包络的频率f、电压U,稳定控制异步电机的转子转速n2;WWW_PLC※JS_COM-PLC-技.术_网(可编程控※制器技术门户)
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五、从调速的效果看,有两种结果:
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1、n1的闭环控制(U/f控制模式),电机保持原工频运行的机械硬特性,从空载到额定运行,n2的转差率在2%-3%;WWW_PLCJ-S_COM-PLC-技.术_网(可-编程控-制器技术-门户)
2、n2的闭环控制(矢量转矩控制模式),异步电机的转子转速实现精确恒速运行,机械特性为刚性控制;WWW_P※LCJS_COM-PLC-)技.术_网
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六、关于无传感器的问题:WWW_PLCJS※COM-PLC-技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
1、异步电机定子电流I1,与转子电流I2、与转子转速n2、转子转矩T等在稳定运行区变化趋势为单调单值多元函数;——可——编——程——控-制-器-技——术——门——户
2、所以变频器只要检测其中之一,就知道所有参数的共同信息;WWW_P※LCJS_COM-PLC-)技.术_网
3、所以变频器有条件采用内部传感器检测的手段;WWW_P※LCJS_COM-PLC-)技.术_网
4、变频器还可以通过自整定,检测并储存电机机械特性曲线,根据检测的已知参数数值在曲线上很快调出需要的参数,并不需要不准确的繁琐计算;WWW_P※LCJS_CO※M-PLC-技-.术_网
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七、多参数多闭环控制问题:
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1、我前边讲的闭环控制,是主环控制;WWcW_PLCJS_COM-PLC-技.术_网
2、还可以有多个参数的闭环控制,这些闭环控制多数是保护环;WWW_PLCJS_COM-PLC-技.术_网
3、最重要的就是过流保护环;plcjs.技.术_网
4、因为在n2的闭环控制中,n1跟随负载的变化,几乎是瞬时的,转子电磁转矩与负载几乎是瞬动平衡,保证n2匀速恒定不变;W1WW_P4LCJS_COM-PLC-技.术_网
5、如果负载转矩超出电机最大转矩,也就是转差率大于临界转差率时,电机会进入堵转区而停车,此时的电机定子电流很大,这是一种堵转过流情况;WWW※PLCJS_COM-PL#C-技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
6、如果负载转矩超过电机额定转矩,小于电机最大转矩,也就是转差率在额定转差率与临界转差率之间,此时电流超过额定电流,处于过载过流状态;WWW_PLCJS_COM-PLC-技.术_网
7、在上述两种过流现象,要采用不同的保护方式;WWW_PLCJS@_COM%-PLC-技.术_网
8、过载过流一般采用延时保护方式好,对于持续时间短的过流不保护,持续时间长的过流才保护;——可——编——程——控-制-器-技——术——门——户
9、堵转过流要绝对避免,要采用瞬时保护措施;WWW_PLC※JS_COM-PmLC-技.术_网
10、保护的方式均可采用失速保护方式,就是及时将给定n2降下来!WWW_PLC※JS_COM-PmLC-技.术_网
11、还有一个重要的过压保护环;WW.W_PLC※JS_C,OM-PL,C-技.术_网
12、负载负转矩(负载拖动电机转子)时,这时n1小于n2电机发电运行,如果直流部为多负载公用并联母线电源,这些能量通过并联母线被处于电动状态的电机吸收,这是一种非常安全的情况;WWW_PL※CJS_COM-PLC-技.术_网
13、负载负转矩(负载拖动电机转子)时,这时n1小于n2电机发电运行,直流部电压升高,可通过能量回馈型的变频器网侧可逆变流器,将再生能量回馈给电网,这是另一种较安全的情况;plcjs.技.术_网
14、对于有发电运行状态的n2闭环控制系统,绝不能用简单的电阻电流热效应的消耗电能的方式!还可以采用升高n2的“失速”保护方式;P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户