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臺(tái)達(dá)變頻器|VFD550CP43S-21|55KW*

控制方式

     低壓通用變頻輸出電壓為380～650V，輸出功率為0.75～400kW，工作頻率為0～400Hz，它的主電路都采用交—直—交電路。其控制方式經(jīng)歷了以下四代。 

1U/f=C的正弦脈寬調(diào)製(SPWM)控製方式：

      其特點(diǎn)是控製電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，機(jī)械特性硬度也較好，能夠滿足一般傳動(dòng)的平滑調(diào)速要求，已在產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是，這種控製方式在低頻時(shí)，由于輸齣電壓較低，轉(zhuǎn)矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，使輸齣大轉(zhuǎn)矩減小。另外，其機(jī)械特性終究沒有直流電動(dòng)機(jī)硬，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意，且係統(tǒng)性能不高、控製麯線會(huì)隨負(fù)載的變化而變化，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、電機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率不高，低速時(shí)因定子電阻和逆變器死區(qū)效應(yīng)的存在而性能下降，穩(wěn)定性變差等。因此人們又研究齣矢量控製變頻調(diào)速。

電壓空間矢量(SVPWM)控製方式：

    牠是以三相波形整體生成效果爲(wèi)前提，以逼近電機(jī)氣隙的理想圓形鏇轉(zhuǎn)磁場(chǎng)軌蹟爲(wèi)目的，一次生成三相調(diào)製波形，以內(nèi)切多邊形逼近圓的方式進(jìn)行控製的。經(jīng)實(shí)踐使用後又有所改進(jìn)，即引入頻率補(bǔ)償，能消除速度控製的誤差；通過反饋估算磁鏈幅值，消除低速時(shí)定子電阻的影響；將輸齣電壓、電流閉環(huán)，以提高動(dòng)態(tài)的精度和穩(wěn)定度。但控製電路環(huán)節(jié)較多，且沒有引入轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)，所以係統(tǒng)性能沒有得到*。

矢量控製(VC)方式：

矢量控製變頻調(diào)速的做法是將異步電動(dòng)機(jī)在三相坐標(biāo)係下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相－二相變換，等效成兩相靜止坐標(biāo)係下的交流電流Ia1Ib1，再通過按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定嚮鏇轉(zhuǎn)變換，等效成同步鏇轉(zhuǎn)坐標(biāo)係下的直流電流Im1、It1(Im1相當(dāng)于直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流；It1相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流)，然後模仿直流電動(dòng)機(jī)的控製方法，求得直流電動(dòng)機(jī)的控製量，經(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換，實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的控製。其實(shí)質(zhì)是將交流電動(dòng)機(jī)等效爲(wèi)直流電動(dòng)機(jī)，分彆對(duì)速度，磁場(chǎng)兩個(gè)分量進(jìn)行獨(dú)立控製。通過控製轉(zhuǎn)子磁鏈，然後分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場(chǎng)兩個(gè)分量，經(jīng)坐標(biāo)變換，實(shí)現(xiàn)正交或解耦控製。矢量控製方法的提齣具有劃時(shí)代的意義。然而在實(shí)際應(yīng)用中，由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準(zhǔn)確觀測(cè)，係統(tǒng)特性受電動(dòng)機(jī)參數(shù)的影響較大，且在等效直流電動(dòng)機(jī)控製過程中所用矢量鏇轉(zhuǎn)變換較復(fù)雜，使得實(shí)際的控製效果難以達(dá)到理想分析的結(jié)果。

直接轉(zhuǎn)矩控製(DTC)方式：

1985年，德國魯爾大學(xué)的DePenbrock教授*提齣瞭直接轉(zhuǎn)矩控製變頻技術(shù)。該技術(shù)在很大程度上解決瞭上述矢量控製的不足，并以新穎的控製思想、簡(jiǎn)潔明瞭的係統(tǒng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的動(dòng)靜態(tài)性能得到瞭迅速發(fā)展。目前，該技術(shù)已成功地應(yīng)用在電力機(jī)車牽引的大功率交流傳動(dòng)上。 直接轉(zhuǎn)矩控製直接在定子坐標(biāo)係下分析交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，控製電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。牠不需要將交流電動(dòng)機(jī)等效爲(wèi)直流電動(dòng)機(jī)，因而省去瞭矢量鏇轉(zhuǎn)變換中的許多復(fù)雜計(jì)算；牠不需要模仿直流電動(dòng)機(jī)的控製，也不需要爲(wèi)解耦而簡(jiǎn)化交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型。

矩陣式交—交控制方式：

VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點(diǎn)是輸入功率因數(shù)低，諧波電流大，直流電路需要大的儲(chǔ)能電容，再生能量又不能反饋回電網(wǎng)，即不能進(jìn)行四象限運(yùn)行。為此，矩陣式交—交變頻應(yīng)運(yùn)而生。由于矩陣式交—交變頻省去了中間直流環(huán)節(jié)，從而省去了體積大、價(jià)格貴的電解電容。它能實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)為l，輸入電流為正弦且能四象限運(yùn)行，系統(tǒng)的功率密度大。該技術(shù)目前雖尚未成熟，但仍吸引著眾多的學(xué)者深入研究。其實(shí)質(zhì)不是間接的控制電流、磁鏈等量，而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控制量來實(shí)現(xiàn)的。具體方法是：

1、控製定子磁鏈引入定子磁鏈觀測(cè)器，實(shí)現(xiàn)無速度傳感器方式；

2、自動(dòng)識(shí)彆(ID)依靠精確的電機(jī)數(shù)學(xué)模型，對(duì)電機(jī)參數(shù)自動(dòng)識(shí)彆；

3、算齣實(shí)際值對(duì)應(yīng)定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算齣實(shí)際的轉(zhuǎn)矩、定子磁鏈、轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行實(shí)時(shí)控製；

4、實(shí)現(xiàn)Band—Band控製按磁鏈和轉(zhuǎn)矩的Band—Band控製產(chǎn)生PWM信號(hào)，對(duì)逆變器開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控製。矩陣式交—交變頻具有快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)(<2ms)，很高的速度精度(±2%，無PG反饋)，高轉(zhuǎn)矩精度(<+3%)；同時(shí)還具有較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩及高轉(zhuǎn)矩精度，尤其在低速時(shí)(包括0速度時(shí))，可輸齣150%～200%轉(zhuǎn)矩。

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