变频器控制方式
变频器的工作原理与控制方式
变频器的工作原理与控制方式变频器(Variable Frequency Drive,缩写为VFD),又称为交流调速器(AC Drive),是一种用于调节交流电机转速的电子装置。
它通过改变输入电压的频率和幅值来控制电机的转速。
变频器工作原理主要涉及开关技术、PWM调制技术、电机驱动理论等方面内容,下面将详细介绍。
一、变频器的工作原理1.开关技术变频器利用开关电子器件(如晶体管、IGBT等)来实现对输入电源的开关控制。
通过不断开关电路,形成等效于几十千赫兹至几千千赫兹的高频方波,从而形成理想的正弦波输出。
2.PWM调制技术PWM(Pulse Width Modulation)调制技术是指通过改变开关装置的导通时间和关断时间,以一定占空比形式控制开关管工作的方式。
在变频器中,PWM技术可以实现加减压、变频和控制电机的转速。
3.电机驱动理论变频器通过改变输入电压的频率和幅值来调节电机的转速。
在工作过程中,通过改变开关器件导通时间和关断时间,将输入电压的频率调节到所需的频率范围,实现对电机转速的精准控制。
二、变频器的控制方式1.V/f控制方式V/f控制方式(Voltage/frequency ratio control)是一种常用的变频器控制方式。
它通过传感器检测电机当前的转速,并根据转速信号和预设的转速曲线进行比较,计算所需输出频率,并根据预设的V/f比值进行控制,实现对电机速度的调节。
2.向量控制方式向量控制方式(Vector Control)又称矢量控制方式,是一种高性能的变频器控制方式。
它通过传感器检测电机当前的转速、转矩和位置等信息,并根据这些信息进行精确计算和控制,实现对电机速度、转矩和位置等的准确控制。
3.矢量控制方式矢量控制方式(Direct Torque Control,缩写为DTC)是一种高性能的变频器控制方式。
它通过传感器检测电机当前的转速、转矩等信息,并根据转速、转矩的变化率进行预测和计算,在每个采样周期内调节电机的转速和转矩,实现对电机的精确控制。
变频器的控制方式
变频器的控制方式1 引言我们通常意义上讲的低压变频器,其输出电压一般为220~650v、输出功率为0.2~400kw、工作频率为0~800hz左右,变频器的主电路采用交-直-交电路。
根据不同的变频控制理论,其模式主要有以下三种:(1)v/f=c的正弦脉宽调制模式(2)矢量控制(vc)模式(3)直接转矩控制(dtc)模式针对以上三种控制模式理论,可以发展为几种不同的变频器控制方式,即v/f控制方式(包括开环v/f控制和闭环v/f控制)、无速度传感器矢量控制方式(矢量控制vc的一种)、闭环矢量控制方式(即有速度传感器矢量控制vc 的一种)、转矩控制方式(矢量控制vc或直接转矩控制dtc)等。
这些控制方式在变频器通电运行前必须首先设置。
2 v/f控制方式2.1 基本概念我们知道,变频器v/f控制的基本思想是u/f=c,因此定义在频率为fx时,ux的表达式为ux/fx=c,其中c为常数,就是“压频比系数”。
图1中所示就是变频器的基本运行v/f曲线。
由图1可以看出,当电动机的运行频率高于一定值时,变频器的输出电压不再能随频率的上升而上升,我们就将该特定值称之为基本运行频率,用fb 表示。
也就是说,基本运行频率是指变频器输出最高电压时对应的最小频率。
在通常情况下,基本运行频率是电动机的额定频率,如电动机铭牌上标识的50hz或 60hz。
同时与基本运行频率对应的变频器输出电压称之为最大输出电压,用vmax表示。
当电动机的运行频率超过基本运行频率fb后,u/f不再是一个常数,而是随着输出频率的上升而减少,电动机磁通也因此减少,变成“弱磁调速”状态。
基本运行频率是决定变频器的逆变波形占空比的一个设置参数,当设定该值后,变频器cpu将基本运行频率值和运行频率进行运算后,调整变频器输出波形的占空比来达到调整输出电压的目的。
因此,在一般情况下,不要随意改变基本运行频率的参数设置,如确有必要,一定要根据电动机的参数特性来适当设值,否则,容易造成变频器过热、过流等现象。
变频器常用的几种控制方式
变频器常用的几种控制方式Prepared on 22 November 2020变频器常用的几种控制方式变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向,而作为变频调速系统的核心—变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素,除了变频器本身制造工艺的“先天”条件外,对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的。
本文从工业实际出发,综述了近年来各种变频器控制方式的特点,并展望了今后的发展方向。
1、变频器简介变频器的基本结构变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆变成交流电。
对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说,有时还需要一个进行转矩计算的CPU 以及一些相应的电路。
变频器的分类变频器的分类方法有多种,按照主电路工作方式分类,可以分为电压型变频器和电流型变频器;按照开关方式分类,可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM 控制变频器;按照工作原理分类,可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等;按照用途分类,可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。
2、变频器中常用的控制方式非智能控制方式在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。
(1) V/f控制V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性,基于在改变电源频率进行调速的同时,又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的,通用型变频器基本上都采用这种控制方式。
V/f控制变频器结构非常简单,但是这种变频器采用开环控制方式,不能达到较高的控制性能,而且,在低频时,必须进行转矩补偿,以改变低频转矩特性。
(2) 转差频率控制转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式,它是在V/f控制的基础上,按照知道异步电动机的实际转速对应的电源频率,并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率,就可以使电动机具有对应的输出转矩。
变频器的四种控制方式详解
变频器的四种控制方式详解一、V/f恒定控制:V/f控制是在改变电动机电源频率的同时改变电动机电源的电压,使电动机磁通保持一定,在较宽的调速范围内,电动机的效率,功率因数不下降。
因为是控制电压(Voltage)与频率(Frequency)之比,称为V/f控制。
恒定V/f控制存在的主要问题是低速性能较差,转速极低时,电磁转矩无法克服较大的静摩擦力,不能恰当的调整电动机的转矩补偿和适应负载转矩的变化; 其次是无法准确的控制电动机的实际转速。
由于恒V/f变频器是转速开环控制,由异步电动机的机械特性图可知,设定值为定子频率也就是理想空载转速,而电动机的实际转速由转差率所决定,所以V/f恒定控制方式存在的稳定误差不能控制,故无法准确控制电动机的实际转速。
二、转差频率控制:转差频率是施加于电动机的交流电源频率与电动机速度的差频率。
根据异步电动机稳定数学模型可知,当频率一定时,异步电动机的电磁转矩正比于转差率,机械特性为直线。
转差频率控制就是通过控制转差频率来控制转矩和电流。
转差频率控制需要检出电动机的转速,构成速度闭环,速度调节器的输出为转差频率,然后以电动机速度与转差频率之和作为变频器的给定频率。
与V/f控制相比,其加减速特性和限制过电流的能力得到提高。
另外,它有速度调节器,利用速度反馈构成闭环控制,速度的静态误差小。
然而要达到自动控制系统稳态控制,还达不到良好的动态性能。
三、矢量控制矢量控制,也称磁场定向控制它是70年代初由西德F.Blasschke等人首先提出,以直流电机和交流电机比较的方法阐述了这一原理。
由此开创了交流电动机和等效直流电动机的先河。
矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic。
通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1、Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流; It1相当于直流电动机的电枢电流),然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换实现对异步电动机的控制。
变频器的控制方法
变频器的控制方法变频器是一种能够控制交流电动机转速的设备,通常用于工业生产中的电机调速和节能控制。
它通过改变电机输入的电压和频率,使电机达到所需的转速。
变频器的控制方法有多种,下面将详细介绍几种常见的控制方法。
1. 简单开关控制方法简单开关控制方法是变频器最基本的控制方式,通过控制电机的开/关状态来实现转速控制。
这种方法的控制精度较低,转速调节范围也较有限,适用于一些对转速要求不高的应用。
2. 转矩控制方法转矩控制方法是通过调节变频器输出的电压和频率来实现对电机输出转矩的控制。
通过改变电压和频率的比例关系,可以实现电机的恒转矩调速。
这种控制方法适用于一些需要保持恒定转矩的场合,如起重机械、卷取机等。
3. PI控制方法PI控制方法是一种闭环控制方法,它通过测量电机的输出转速与期望转速之间的差异,并根据差异调整变频器的输出电压和频率来控制转速。
这种控制方法具有较高的控制精度和适应性,可以根据实际情况进行参数调整,实现稳定的转速控制。
4. 矢量控制方法矢量控制方法是一种高级的闭环控制方法,它可以实现更精确的转速控制和较高的转矩响应。
矢量控制方法通过对电机的电流、电压和转速进行测量和计算,并根据计算结果调整变频器的输出,使电机能够精确地跟随给定的转速和转矩变化。
5. 力矩控制方法力矩控制方法是一种特殊的转矩控制方法,它可以根据负载的力矩需求来调整电机输出的转矩。
通过测量负载的力矩大小,并根据力矩与转速的关系进行计算和控制,可以实现对电机输出的力矩进行精确的控制。
综上所述,变频器的控制方法有简单开关控制、转矩控制、PI控制、矢量控制和力矩控制等多种方式。
不同的控制方法适用于不同的应用场合,可以根据实际需求选择最合适的控制方式。
随着技术的不断进步和应用领域的扩大,变频器的控制方法也在不断发展和创新,为工业生产提供更加高效和可靠的电机控制解决方案。
变频器操作方法有几种
变频器操作方法有几种
变频器是一种调节电力频率的设备,可用于控制交流电动机的转速、提供稳定的电源频率等。
根据操作方法的不同,变频器的操作可以分为以下几种方式:
1. 手动操作:通过手动控制开关、旋钮、按钮等来调节变频器的输出频率和其他参数。
这种操作方式主要适用于较简单的应用场景,对变频器的参数进行简单的调整。
2. 自动操作:通过自动化控制系统,实时监测相关参数,自动调节变频器的输出频率和相关参数,以实现对电机或设备的精确控制。
这种操作方式主要适用于需要精确控制和自动化管理的场景。
3. 远程操作:通过远程控制设备,通过网络或无线信号等方式,远程操作调节变频器的输出频率和相关参数。
这种操作方式主要适用于需要从远程地点对设备进行控制和管理的场景。
总的来说,变频器的操作方法可以根据具体应用场景的要求选择合适的方式,手动操作适用于简单的场景,自动操作适用于需要精确控制和自动化管理的场景,远程操作适用于需要远程控制和管理的场景。
变频器控制电机转速的方法
变频器控制电机转速的方法变频器是一种能够实现电机转速控制的设备,它通过改变电机的输入电压和频率来调整电机的转速。
在工业领域中,变频器广泛应用于电机的转速控制,能够提高电机的运行效率和稳定性。
下面将详细介绍变频器控制电机转速的方法。
1.基本原理变频器是一种电力变换设备,它能够将电网络提供的固定频率的交流电转换为可调频率的交流电,并通过改变输入电压的幅值和频率来调整电机的转速。
其基本原理是通过控制变频器中的功率电子元器件开关管的通断来改变交流电的电压和频率。
通过调整开关管的通断频率和占空比来实现输出电压和频率的可调范围,从而控制电机的转速。
2.控制方式(1)开环控制:开环控制是指变频器通过设置一定的输出电压和频率来控制电机的转速,但无法实时检测电机的转速。
在开环控制下,变频器根据预设的电压和频率输出设定的电信号,控制电机的转速。
这种控制方式适用于转速要求相对不高的应用。
(2)闭环控制:闭环控制是指变频器通过搭载转速传感器来实时检测电机的转速,并根据检测到的转速信号与预设的设定值进行比较,从而调整变频器的输出信号来实现精确的转速控制。
闭环控制能够准确掌握电机的真实转速,适用于对转速要求较高的应用。
3.控制策略(1)V/F控制:V/F控制是一种基本的变频器控制策略,它通过改变变频器的输出电压和频率来控制电机的转速。
V/F控制通常是在开环控制下进行的,变频器根据预设的电压和频率输出相应的电信号,控制电机的转速。
V/F控制适用于一些负载特性要求不高的应用。
(2)矢量控制:矢量控制是一种高级的变频器控制策略,它通过在开环或闭环控制下,综合考虑电压、频率和电流等因素,实现对电机转速的精确控制。
矢量控制能够从电机转矩和力矩平衡的角度来控制电机的转速和转矩,适用于对转速和转矩精度要求较高的应用。
(3)无传感器控制:无传感器控制是一种不需要安装转速传感器的控制策略,它通过变频器内部的算法实现对电机转速的检测和控制。
无传感器控制可以减少设备的安装和维护成本,适用于一些对转速要求较高但无法安装传感器的特殊应用。
变频器的控制方式及合理选用
变频器的控制方式及合理选用1.变频器的控制方式低压通用变频器输出电压在380~650V,输出功率在0.75~400KW,工作频率在0~400HZ,它的主电路都采用交-直-交电路。
其控制方式经历以下四代。
(1)第一代以U/f=C,正弦脉宽调制(SPWM)控制方式。
其特点是:控制电路结构简单、成本较低,但系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等。
(2)第二代以电压空间矢量(磁通轨迹法),又称SPWM控制方式。
他是以三相波形整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次生成三相调制波形。
以内切多边形逼近圆的方式而进行控制的。
经实践使用后又有所改进:引入频率补偿,能消除速度控制的误差;通过反馈估算磁链幅值,消除低速时定子电阻的影响;将输出电压、电流成闭环,以提高动态的精度和稳定度。
但控制电路环节较多,且没有引入转矩的调节,所以系统性能没有得到根本改善。
(3)第三代以矢量控制(磁场定向法)又称VC控制。
其实质是将交流电动机等效直流电动机,分别对速度、磁场两个分量进行独立控制。
通过控制转子磁链,以转子磁通定向,然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控制。
然而转子磁链难以准确观测,以及矢量变换的复杂性,实际效果不如理想的好。
(4)第四代以直接转矩控制,又称DTC控制。
其实质不是间接的控制电流、磁链等量,而是把转矩直接作为被控制量来实现的。
具体方法是:a.控制定子磁链——引入定子磁链观测器,实现无速度传感器方式;b.自动识别(ID)——依靠精确的电机数学模型,对电机参数自动识别;c.算出实际值——对定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制;d.实现Band-Band 控制——按磁链和转矩的Band-Band 控制产生PWM信号,对逆变器开关状态进行控制;e.具有快速的转矩响应(〈2ms),很高的速度精度(±2%,无PG反馈),高转矩精度(〈±3%);f.具有较高的起动转矩及高转矩精度,尤其在低速时(包括0速度时),可输出150% ~200%转矩。
变频器控制方式
变频器控制方式变频器作为一种调节电机转速的电气设备,具有广泛的应用领域和多种不同的控制方式。
本文将介绍几种常见的变频器控制方式,包括开环控制、闭环控制和矢量控制。
开环控制是变频器最基本的控制方式之一。
在开环控制方式下,变频器根据用户设定的频率输出电压,调节电机的转速。
开环控制的优点是结构简单、成本低廉,但缺点是无法对电机的负载变化进行实时调节,导致转速精度较低,稳定性较差。
闭环控制是一种更为高级的控制方式。
它在开环控制的基础上引入了反馈回路,通过实时监测电机的转速和负载情况来动态调整输出频率和电压。
闭环控制相比于开环控制具有更高的转速控制精度和稳定性,能够适应不同负载条件下的变化,但同时也增加了系统的复杂性和成本。
矢量控制是一种最为先进的变频器控制方式。
它在闭环控制的基础上引入了矢量控制算法,通过实时计算电机的电流、电压和转速之间的关系,实现更准确的转速控制和更高的响应速度。
矢量控制具有较高的控制精度、稳定性和动态性能,能够使电机在低速和高负载情况下得到更好的性能表现。
除了以上介绍的几种常见的变频器控制方式外,还有一些其他的控制方式,例如磁场定向控制、直接转矩控制等。
这些控制方式在特定的应用场景下具有独特的优势,可以实现更精确、更高效的电机控制。
总结起来,变频器控制方式包括开环控制、闭环控制和矢量控制等。
开环控制简单、成本低,但控制精度和稳定性较差;闭环控制在开环控制的基础上引入反馈回路,提高了控制精度和稳定性,但复杂性和成本增加;矢量控制通过引入矢量控制算法,实现了更高的控制精度和响应速度。
根据不同的应用需求和预算限制,选择适合的变频器控制方式可以达到最佳的控制效果。
变频器的运行控制方式
变频器的运转指令方式变频器的运转指令方式是指如何控制变频器的基本运行功能,这些功能包括启动、停止、正转与反转、正向电动与反向点动、复位等。
与变频器的频率给定方式一样,变频器的运转指令方式也有操作器键盘控制、端子控制和通讯控制三种。
这些运转指令方式必须按照实际的需要进行选择设置,同时也可以根据功能进行相互之间的方式切换。
1 操作器键盘控制操作器键盘控制是变频器最简单的运转指令方式,用户可以通过变频器的操作器键盘上的运行键、停止键、点动键和复位键来直接控制变频器的运转。
操作器键盘控制的最大特点就是方便实用,同时又能起到报警故障功能,即能够将变频器是否运行或故障或报警都能告知给用户,因此用户无须配线就能真正了解到变频器是否确实在运行中、是否在报警(过载、超温、堵转等)以及通过led 数码和lcd 液晶显示故障类型。
按照前面一节的内容,变频器的操作器键盘通常可以通过延长线放置在用户容易操作的5m 以内的空间里。
同理,距离较远时则必须使用远程操作器键盘。
在操作器键盘控制下,变频器的正转和反转可以通过正反转键切换和选择。
如果键盘定义的正转方向与实际电动机的正转方向(或设备的前行方向)相反时,可以通过修改相关的参数来更正,如有些变频器参数定义是“正转有效”或“反转有效”,有些变频器参数定义则是“与命令方向相同”或“与命令方向相反”。
对于某些生产设备是不允许反转的,如泵类负载,变频器则专门设置了禁止电动机反转的功能参数。
该功能对端子控制、通讯控制都有效。
2 端子控制2.1 基本概念端子控制是变频器的运转指令通过其外接输入端子从外部输入开关信号(或电平信号)来进行控制的方式。
这时这些由按钮、选择开关、继电器、plc 或dcs 的继电器模块就替代了操作器键盘上的运行键、停止键、点动键和复位键,可以在远距离来控制变频器的运转。
图1 端子控制原理在图1 中,正转fwd、反转rev、点动jog、复位reset、使能enable 在实际变频器的端子中有三种具体表现形式:(1)上述几个功能都是由专用的端子组成,即每个端子固定为一种功能。
变频器的控制方式
(3)输出功率。电动机的输出功率就是轴上的机械功率,计算公式
如下:
P2
TM(nM4-4) 9550
式中:P2——电动机的输出功率kW; TM——电动机轴上的电磁转矩N•m; nM——电动机的转速r/min。
4.1 恒压频比U/f的控制方式——变频调速出现的问题
能力目标: 1、会使用变频器中的恒压频比控制方式。 2、会使用变频器中的矢量控制方式。 3、会绘制频率给定曲线。
4.1 恒压频比Uຫໍສະໝຸດ f的控制方式由第一章的学习可知,变频调速的理论依据是: n (1 s)60 f p(4-1)
从式(4-1)可以看出,只要改变频率就可以实现调速的目的。 但是在实际的应用中是否如此简单就可以实现调速呢? 4.1.1 变频调速出现的问题 1、从能量的角度讨论问题 (1)输入功率。三相交流异步电动机的输入功率就是从电源吸收的 电功率,用P1表示,计算公式如下:
4.1 恒压频比U/f的控制方式——变频调速出现的问题
(3)电磁功率。由图4-1可以看 出,当输入功率P1不变而输出功率 P2减小时,传递能量的电磁功率 PM必将增大。这意味着主磁通Φ1 也必将增大,并导致磁路饱和。磁 通出现饱和后将会造成电机中流过 很大的励磁电流,增加电机的铜损 耗和铁损耗,造成电机铁芯严重过 热,不仅会使电机输出效益大大降 低,而且由于电机过热,造成电机 绕组绝缘降低,严重时,有烧毁电 机的危险。
图4-1 异步电动机的能量传递过程
所以,在进行变频调速时,有一个十分重要的要求,就是主磁通Φ1必须保持基
本不变:
Φ1 ≈ const
(4-5)
4.1 恒压频比U/f的控制方式——变频调速出现的问题
变频器常用的10种控制方式
变频器常用的10种控制方式
变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向,而作为变频调速系统的核心—变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素。
除了变频器本身制造工艺的“先天”条件外,对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的。
本文从工业实际出发,综述了近年来各种变频器控制方式的特点,并展望了今后的发展方向。
一、变频器的分类
变频器的分类方法有多种。
按照主电路工作滤波方式分类,可以分为电压型变频器和电流型变频器。
按照开关方式分类,可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器。
按照工作原理分类,可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等。
按照用途分类,可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。
二、变频器中常用的控制方式
1、非智能控制方式
在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。
(1) V/f控制
V/f就是加在电机定子上的电压和电源频率的比值。
如下图,V/F符合直线AB,则是直线型;符合折线段ABC,则是多点型;符合曲线AB,则是平方型。
变频器的控制方式
变化不是很大,所以稳定
工作区的机械特性基本是
平行的,且机械特性较硬,
图8-1 变频调速机械特性
《变频器原理与应用 第2版 》第8章
8.1.3 对额定频率fN以下变频调速特性的修正
1. TKx减小的原因分析
k f (k u k f) U U x xU E x x M T K x
机磁通保持一定,在较宽的调速范围内,电动机的 转矩、效率、功率因数不下降,
《变频器原理与应用 第2版 》第8章
8.1.2 恒U/f控制方式的机械特性
1. 调频比和调压比
调频时,通常都是相对于其额定频率
频频率fx就可以用下式表示:
fN来进行调节的,那么调
8-1
fx=kffN
式中 kf——频率调节比 也叫调频比 ,
然而,这种控制要依赖于精确的电动机数学模型和对 电动机参数的自动识别 ID ,
《变频器原理与应用 第2版 》第8章
8.5 单片机控制
8.5.1 概述 随着微电子工艺水平的提高,微型计算机的性能价格
比显著提高,全数字化变频调速系统大都是以高性能单 片机和数字信号处理器 DSP 等为控制核心来构成整个系 统,专用于电机控制的单片机的出现,使得系统的体积 减小,可靠性大大提高,它们大部分是在16位单片机或 DSP的基础上增加部分特殊的控制功能构成专用的集成 电路,如87C196MC,
各种参数,如I1、r2等经过计算得到的一个转速的实在值,
由这个计算出的转速实在值和给定值之间的差异来调整
iM*和iT*,改变变频器的输出频率和电压,
《变频器原理与应用 第2版 》第8章
8.3.5 使用矢量控制的要求
选择矢量控制模式,对变频器和电动机有如下要求: 1 一台变频器只能带一台电动机, 2 电动机的极数要按说明书的要求,一般以4极电动机为最
变频器的控制方式及参数对应调节
变频器的控制方式及参数对应调节为了更好地控制电机转速和电机功率,变频器是不可缺少的控制设备之一。
通过改变电机供电频率和电压来控制电机的运行状态,变频器可实现流量、压力和温度等各种工业自动化领域的控制。
本文将介绍变频器的控制方式及变频器参数的调节方法。
一、变频器的控制方式1. 软启动控制方式在启动时,变频器可以平滑地控制电机的加速度,从而有效地减少了电网辐射和机械冲击。
软启动控制方式可以作为一种常规的设计方式,以保护电机设备和相关的配套设备。
2. 闭环控制方式闭环控制方式可以依靠编码器、传感器、控制器等设备,实现对电机的精确控制。
此方式的精度比较高,可以满足更高精度、更高质量、更高安全性的要求,适用于各种高精度控制的领域。
3. 开环控制方式开环控制方式是指变频器直接控制电机,没有反馈控制,因此无法直接获得电机的实际运行状态。
但是,由于采取的是数字控制,所以控制精度较高。
这种方式适用于低速和中速转速控制,如风门控制、输送机架空控制等。
二、变频器参数的调节1. 调节输出频率变频器控制的关键是输出频率的控制,变频器可以缓慢而平稳地调整输出频率,来实现对电机的精确控制。
在操作中,需要根据实际需要来设置输出频率的大小,以满足不同的工作需求。
2. 调节电压在对电机速度进行控制时,可以通过调节变频器输出电压的大小来实现。
变频器的输出电压需要根据电机负载特性渐进式变化,从而达到更加精确的控制效果。
3. 调节尺寸变频器的尺寸也会影响到变频器的使用效果,一般来说,尺寸越大的变频器可以提供更大的输出功率和反应速度,但是对于实际应用来说,需要根据实际情况进行选择。
4. 调节电流电机的正常运行需要一定的电流,因此需要根据电机的电流特性来精确调节输出电流的大小。
通过设置输出电流限制值来防止电机过载、短路等异常情况的发生。
总之,变频器的控制方式和参数设置是影响机器性能和控制效果的关键因素。
必须准确调节变频器参数,以确保设备的正常运行和更好的控制效果。
变频器的控制常用模式介绍
变频器的控制常用模式介绍随着现代工业的快速发展,电机在工业生产中的应用越来越广泛。
而作为电机控制的重要组成部分,变频器的出现使得电机的控制更加灵活和高效。
在变频器中,控制模式是影响电机运行的关键因素之一。
本文将介绍变频器的控制常用模式。
1. 开环控制模式开环控制模式是最简单和最基础的控制模式之一。
在开环控制模式下,变频器根据给定的频率和电压信号直接控制电机的转速和负载。
然而,这种控制模式并不能对电机的运行状态进行反馈和监控,因此无法实现对电机的精确控制。
2. 闭环控制模式闭环控制模式是一种通过对电机输出信号与实际运行情况进行反馈,从而实现对电机转速和负载的精确控制的模式。
在闭环控制模式下,变频器通过反馈装置(如编码器)获取电机的实际运行状态,并根据差异调整输出信号,实现对电机的反馈控制。
3. 矢量控制模式矢量控制模式是一种较为先进和高级的控制模式,其基本原理是通过分析电机的转子磁通和转速,实现对电机的精确控制。
在矢量控制模式下,变频器能够对电机的电流、转速和转矩进行精确控制,从而实现更高的控制精度和响应速度。
4. 脉宽调制(PWM)控制模式脉宽调制控制模式是一种通过改变脉冲宽度的方式来控制电机转速的模式。
在脉宽调制控制模式下,变频器通过改变电压的脉冲宽度来控制电机的转速。
脉宽调制模式具有控制精度高、响应速度快等优点,在工业生产中得到了广泛的应用。
5. 多点抑制(MPC)控制模式多点抑制控制模式是一种通过对电机的多个参量进行调整和抑制来实现对电机的控制的模式。
多点抑制控制模式具有较高的控制精度和稳定性,能够有效抑制电机在运行过程中的不稳定因素,提高电机的运行效率。
总结:变频器的控制模式包括开环控制、闭环控制、矢量控制、脉宽调制控制和多点抑制控制等多种模式。
不同的控制模式适用于不同的电机应用场景,可以根据具体需求选择合适的控制模式来实现对电机的精确控制和高效运行。
随着科技的不断进步,相信变频器的控制模式将会不断发展和创新,为工业生产带来更多的便利和高效。
控制变频器的方法
控制变频器的方法
控制变频器的方法包括以下几种:
1. 使用控制面板: 变频器通常配备有一个控制面板,通过面板上的按钮和显示屏可以设定变频器的参数和运行模式。
2. 通过外部信号控制: 变频器通常支持通过外部信号输入进行控制,可以通过接入外部传感器或PLC等设备,以实现自动控制。
3. 通过通信接口控制: 变频器通常配备有通信接口,如RS485、Modbus等,可以通过与上位机或监控系统进行通信来远程控制和监测变频器的运行状态。
4. 使用编程方式控制: 对于一些高级变频器,可以通过编程方式进行控制,使用编程语言或专门的软件对变频器进行编程,实现更复杂的控制逻辑。
需要根据具体的变频器型号和应用需求选择合适的控制方法,并按照变频器的说明手册进行设置和操作。
通用变频器控制方式的分析
通用变频器控制方式的分析1. 变频器控制方式简介变频器是一种电力电子设备,可以将交流电源转换成直流电,然后再将直流电转换成带有可控频率和电压的交流电,实现对电机的调速和控制。
变频器控制方式主要有以下几种:1.V/F控制方式:V/F控制方式是最常见的变频器控制方式之一,通过控制输出的电压和频率大小来实现对电机的调速控制。
在V/F控制方式下,变频器会将输入的直流电转换成输出的交流电,输出的电压和频率与输入的电压和频率成正比例关系。
2.电流矢量控制方式:电流矢量控制方式是一种更先进的变频器控制方式,通过控制输出的电压、频率和相位来实现对电机的精确调速控制。
在电流矢量控制方式下,变频器会对电机进行精细的电流控制,从而实现更加准确的调速效果。
3.磁场定向控制方式:磁场定向控制方式是电流矢量控制方式的一种改进,主要用于控制异步电机、同步电机和永磁同步电机。
在磁场定向控制方式下,变频器通过控制输出的电流和电压来实现对电机的精确调速控制,同时还可以控制电机的转矩和位置。
2. V/F控制方式的原理与特点V/F控制方式是最常用的变频器控制方式之一,其原理是通过控制输出的电压和频率大小来实现对电机的调速控制。
通常情况下,变频器会将输入的直流电转换成输出的交流电,输出的电压和频率与输入的电压和频率成正比例关系。
V/F控制方式具有以下特点:1.结构简单: V/F控制方式的结构相对较简单,控制器的配置较为简单,易于维护和操作。
2.成本低廉: V/F控制方式的成本相对较低,适用于很多普通电机的调速控制。
3.精度较低: V/F控制方式的调速精度较低,难以实现对电机的精确控制。
4.低速性能不佳: V/F控制方式在低速下的性能不佳,容易出现转速抖动等问题。
3. 电流矢量控制方式的原理与特点电流矢量控制方式是一种更为精确的变频器控制方式,通过控制输出的电压、频率和相位来实现对电机的精确调速控制。
在电流矢量控制方式下,变频器会对电机进行精细的电流控制,从而实现更加准确的调速效果。
变频器的控制方法
变频器的控制方法变频器是一种用于控制电动机转速的设备,它通过改变电源的频率来实现对电动机的精确控制。
变频器的控制方法有多种,下面将逐一介绍。
1. 开关控制:开关控制是变频器最基本的控制方式之一。
通过手动或自动操作,将变频器的开关打开或关闭,从而控制电动机的启停。
这种控制方法简单直接,适用于一些简单的应用场景,但无法实现精确的转速调节。
2. 脉宽调制(PWM)控制:脉宽调制是一种常见的变频器控制方法。
它通过改变电源信号的脉冲宽度来控制电动机的转速。
脉宽调制技术可以实现高效的能量转换,使得电动机在不同负载下都能保持稳定的转速。
同时,脉宽调制还可以实现电动机的正反转和制动功能。
3. 矢量控制:矢量控制是一种较为高级的变频器控制方法。
它通过对电动机的转子位置和速度进行准确测量,并根据测量结果计算出合适的电流矢量,从而实现对电动机的精确控制。
矢量控制可以实现电动机的高速响应和精确的转速调节,适用于一些对转速要求较高的场合。
4. 感应电动机矢量控制:感应电动机矢量控制是一种应用广泛的变频器控制方法。
它通过对感应电动机的转子位置和转速进行测量,并根据测量结果调整电动机的电流矢量,从而实现对电动机的精确控制。
感应电动机矢量控制具有响应速度快、转速范围广等优点,适用于各种工业领域。
5. 闭环控制:闭环控制是一种基于反馈的变频器控制方法。
它通过测量电动机的转速,并将转速信号与设定值进行比较,然后根据比较结果调整电动机的控制参数,从而实现对电动机转速的闭环控制。
闭环控制可以有效消除外界干扰和负载变化对电动机转速的影响,实现更加精确的转速控制。
以上是几种常见的变频器控制方法,每种方法都有自己的特点和适用场景。
在实际应用中,可以根据具体需求选择合适的控制方法,并结合其他控制策略进行综合控制,以实现更好的控制效果。
变频器的控制方法不断创新和发展,为电动机控制提供了更多的选择和可能性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
变频器对电动机进行控制是根据电动机的特性参数及电动机运转要求,进行对电动机提供电压、电流、频率进行控制达到负载的要求。
因此就是变频器的主电路一样,逆变器件也相同,单片机位数也一样,只是控制方式不一样,其控制效果是不一样的。
所以控制方式是很重要的。
它代表变频器的水平。
目前变频器对电动机的控制方式大体可分为U/f恒定控制,转差频率控制,矢量控制,直接转矩控制,非线性控制。
U/f恒定控制
U/f控制是在改变电动机电源频率的同时改变电动机电源的电压,使电动机磁通保持一定,在较宽的调速范围内,电动机的效率,功率因数不下降。
因为是控制电压(Voltage)与频率(Frequency)之比,称为U/f控制。
恒定U/f控制存在的主要问题是低速性能较差,转速极低时,电磁转矩无法克服较大的静摩擦力,不能恰当的调整电动机的转矩补偿和适应负载转矩的变化; 其次是无法准确的控制电动机的实际转速。
由于恒U/f变频器是转速开环控制,由异步电动机的机械特性图可知,设定值为定子频率也就是理想空载转速,而电动机的实际转速由转差率所决定,所以U/f恒定控制方式存在的稳定误差不能控制,故无法准确控制电动机的实际转速。
转差频率控制
转差频率是施加于电动机的交流电源频率与电动机速度的差频率。
根据异步电动机稳定数学模型可知,当频率一定时,异步电动机的电磁转矩正比于转差率,机械特性为直线。
转差频率控制就是通过控制转差频率来控制转矩和电流。
转差频率控制需要检出电动机的转速,构成速度闭环,速度调节器的输出为转差频率,然后以电动机速度与转差频率之和作为变频器的给定频率。
与U/f 控制相比,其加减速特性和限制过电流的能力得到提高。
另外,它有速度调节器,利用速度反馈构成闭环控制,速度的静态误差小。
然而要达到自动控制系统稳态控制,还达不到良好的动态性能。
矢量控制
矢量控制,也称磁场定向控制。
它是70年代初由西德F.Blasschke等人首先提出,以直流电机和交流电机比较的方法阐述了这一原理。
由此开创了交流电动机和等效直流电动机的先河。
矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic。
通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1、Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流,It1相当于直流电动机的电枢电流),然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的
坐标反变换实现对异步电动机的控制。
矢量控制方法的出现,使异步电动机变频调速在电动机的调速领域里全方位的处于优势地位。
但是,矢量控制技术需要对电动机参数进行正确估算,如何提高参数的准确性是一直研究的话题。
直接转矩控制
1985年,德国鲁尔大学的DePenbrock教授首次提出了直接转矩控制理论,该技术在很大程度上解决了矢量控制的不足,它不是通过控制电流,磁链等量间接控制转矩,而是把转矩直接作为被控量来控制。
转矩控制的优越性在于,转矩控制是控制定子磁链,在本质上并不需要转速信息,控制上对除定子电阻外的所有电机参数变化鲁棒性良好,所引入的定子磁链观测器能很容易估算出同步速度信息,因而能方便的实现无速度传感器,这种控制被称为无速度传感器直接转矩控制。
变频器的选择
风机和泵类负载
在过载能力方面要求较低,由于负载转矩与速度的平方成反比,所以低速运行时负载较轻(罗茨风机除外),又因为这类负载对转速精度没有什么要求,故选型时通常以价廉为主要原则,选择普通功能型变频器。
恒转矩负载
多数负载具有恒转矩特性,但在转速精度及动态性能等方面要求一般不高,例如挤压机,搅拌机,传送带,厂内运输电车,吊车的平移机构,吊车的提升机构和提升机等。
选型时可选V/f控制方式的变频器,但是最好采用具有恒转矩控制功能的变频器。
要求响应快的系统
所谓响应快是指实际转速对于转速指令的变化跟踪得快,从负载变动等急剧外界干扰引起的过渡性速度变化中恢复得快。
要求响应快的典型负载有轧钢机、生产线设备、机床主轴、六角孔冲床等。
要使变频器主电路能力充分发挥加减速特性,最好选用转差频率控制的变频器。
动态,静态指标要求不高系统
这类负载一般要求低速时有较硬的机械特性,才能满足生产工艺对控制系统的动态、静态指标要求,如果控制系统采用开环控制,可选用具有无速度反馈的矢量控制功能的变频器。
动态静态指标要求较高的系统
对于调速精度和动态性能指标都有较高要求,以及要求高精度同步运行等场合,可选用带速度反馈的矢量控制方式的变频器。
如果控制系统采用闭环控制,可选用能够四象限运行,U/f控制方式,具有恒转矩功能型变频器。
例如轧钢,造纸,塑料薄膜加工生产线。
这一类对动态性能要求较高的生产机械,采用矢量控制的高性能变频器。
要求控制系统具有良好的动态,静态性能
例如电力机车,交流伺服系统,电梯,起重机等领域,可选用具有直接转矩控制功能的专用变频器。
结论
由于被控对象的千差万别,性能指标要求的各不相同,变频器的选择及配置远不如上述所列几种。
要做到熟练应用还应在工程实践中认真探索。
变频器的控制方式代表着变频器的性能和水平,在工程应用中根据不同的负载及不同控制要求,合理选择变频器以达到资源的最佳配置,具有重要的意义。