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這里的核心是各個IGBT何時開通、何時關斷,相應的控制策略比較多也比較復雜,涉及到的東西比較多,如SPWM、SVPWM、矢量控制、直接轉矩控制等等。
以上每一個都可以展開大篇幅討論,這里就不展開只是簡單說明一下矢量控制的思想。三相感應電機或三相永磁同步電機是一個強耦合的東西,不像它勵自流電機那樣容易控制。
所以矢量控制的思想就是通過一堆復雜的坐標變換將三相電機等效為直流電機,以達到穩定的控制性能。
上面是一個變頻器矢量控制框圖,根據上圖所示來簡單地說一下,什么是變頻器的矢量控制方式。 簡單地說,矢量控制就是仿照直流電動機的調速特點,使三相異步交流電動機的轉速也能夠控制兩個垂直⊥的直流磁場來進行調節。
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①對給定號的處理;變頻器在控制電路中,將給定號模擬地分解成旋轉的兩個垂直的直流磁場號,分別稱為磁場分量it和轉矩分量im,以模擬直流電動機的兩個磁場。
②進行等效變換;根據電動機的基本參數,將互相垂直的旋轉的直流磁場號進行一系列的等效變換,把它們變換為控制的三相逆變橋式的控制號iA*、iB*和iC*,如上圖所示。 當給定號改變時,它使直流磁場中的轉矩分量得到調整,從而獲得與仿真的調速特性。 其中轉速的反饋作用,是使變頻器所驅動的電動機的轉速嚴格地按照變頻器設定轉速值保持相對一致,因此電動機的機械特性是比較硬的,并且它具有很高的動態響應能力。
③無速度矢量控制; 由于矢量控制技術的核心是等效變換,而轉速反饋號并不是等效的必要條件。因此就出現了無反饋號的矢量控制方式。所謂無反饋矢量控制,只是使用者不需要安裝編碼器或傳感器等,而并不是說在變頻器內部也是開環運行狀態的。
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2)電機的轉矩輸出能力不夠,不同品牌的變頻器出廠參數設置不同,在相同的條件下,帶載能力不同,也可能因變頻器控制方法不同,造成電機的帶載能力不同;或因系統的輸出效率不同,造成帶載能力會有所差異。對于這種情況,可以增加轉矩量的值。如果達不到,可用手動轉矩功能,不要設定過大,電機這時的溫升會增加。如果仍然不行,應改用新的控制方法,比如日立變頻器采用V/f比值恒定的方法,啟動達不到要求時,改用無速度傳感器空間矢量控制方法,它具有更大的轉矩輸出能力。對于風機和泵類負載,應減少降轉矩的曲線值。
四、變頻器與上位機相連進行系統調試
變頻器的組成
1、組成變頻器的電子元器件
變頻器內部包含著非常大量的電子元器件,每一個電子元器件都起著至關重要的作用。
這些元器件包括:電阻、電容、電感、二極管、三極管、場效應管、IGBT等。連接起這些器件的重要原件就是IC芯片,變頻器內有著大量的運算放大器。使用范圍包括CPU、驅動電路等均需要IC芯片。
2、變頻器內部組成
按功能分,分為主電路,輔助開關電源,控制板以及驅動板。
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