變頻器的作用是什么
變頻器集成了高壓大功率晶體管技術(shù)和電子控制技術(shù),得到廣泛應(yīng)用。變頻器的作用是改變交流電機(jī)供電的頻率和幅值,因而改變其運(yùn)動磁場的周期,達(dá)到平滑控制電動機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。
通用變頻器矢量控制的基本原理是測量和控制異步電機(jī)定子電流矢量,根據(jù)磁場定向原理控制異步電機(jī)的勵磁電流和扭矩電流,達(dá)到控制異步電機(jī)扭矩的目的。
具體來說,將異步電機(jī)的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場的電流分量(勵磁電流)和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量(轉(zhuǎn)矩電流),同時控制兩個分量之間的振幅和相位,即控制定子電流矢量,因此稱為矢量控制模式。矢量控制模式包括基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制模式、無速度傳感器矢量控制模式和有速度傳感器矢量控制模式。
基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制模式也在進(jìn)行中U/f=在恒定控制的基礎(chǔ)上,檢測異步電機(jī)的實際速度n,并獲得相應(yīng)的控制頻率f,然后根據(jù)預(yù)期的扭矩控制定子電流矢量和兩個分量之間的相位,控制通用變頻器的輸出頻率f。
基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制模式的最大特點是可以消除動態(tài)過程中轉(zhuǎn)矩電流的波動,從而提高通用變頻器的動態(tài)性能。早期矢量控制通用變頻器基本上是基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制模式。
無速度傳感器的矢量控制模式是基于磁場定向控制理論發(fā)展起來的。要實現(xiàn)精確的磁場定向矢量控制,需要在異步電機(jī)中安裝磁通檢測裝置。在異步電機(jī)中安裝磁通檢測裝置非常困難,但人們發(fā)現(xiàn),即使磁通檢測裝置不直接安裝在異步電機(jī)中,也可以在通用變頻器中獲得與磁通相對應(yīng)的量,從而獲得所謂的無速度傳感器矢量控制模式。
其基本控制思想是根據(jù)輸入電機(jī)的銘牌參數(shù)和一定的相關(guān)性,分別檢測勵磁電流(或磁通)和扭矩電流作為基本控制量,控制電機(jī)定子繞組上的電壓頻率,使勵磁電流(或磁通)和扭矩電流的指令值和檢測值一致,輸出扭矩,實現(xiàn)矢量控制。
矢量控制的通用變頻器不僅可以在調(diào)速范圍內(nèi)匹配DC電機(jī),還可以控制異步電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。由于矢量控制模式是基于準(zhǔn)確控制的異步電機(jī)參數(shù),一些通用變頻器需要準(zhǔn)確輸入異步電機(jī)參數(shù),一些通用變頻器需要使用速度傳感器和編碼器,需要使用制造指定的變頻器專用電機(jī)控制,否則難以達(dá)到理想的控制效果。
目前,新型矢量控制通用變頻器具有異步電機(jī)參數(shù)自動識別和自適應(yīng)功能。具有此功能的通用變頻器可以在驅(qū)動異步電機(jī)正常運(yùn)行前自動識別異步電機(jī)參數(shù),并根據(jù)識別結(jié)果調(diào)整控制算法中的相關(guān)參數(shù),從而對普通異步電機(jī)進(jìn)行有效的矢量控制。
除了上述提高異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制性能的技術(shù)外,目前的新技術(shù)還包括調(diào)整異步電機(jī)控制常數(shù)和與機(jī)械系統(tǒng)匹配的適應(yīng)性控制,以提高異步電機(jī)的應(yīng)用性能。
為防止異步電機(jī)轉(zhuǎn)速偏差,在低速區(qū)域獲得理想的平滑轉(zhuǎn)速,采用大型集成電路,采用專用數(shù)字自動電壓調(diào)整(AVR)控制技術(shù)的控制方法已經(jīng)實用化,取得了良好的效果。