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三菱變頻器的五種控制方式有哪些?

點擊:12865 日期:2019-12-09 選擇字號:
三菱變頻器的五種控制方式有哪些?很多三菱變頻器方法,但每次都不一樣,都能給您帶來不一樣控制方式,下面小編為你介紹三菱變頻器的五種控制方式有哪些?
對于如(ru)矢(shi)量控制(zhi)變(bian)(bian)頻器這種(zhong)需(xu)要(yao)大(da)量運算的(de)(de)變(bian)(bian)頻器來說,有時還需(xu)要(yao)一個進行轉(zhuan)矩計算的(de)(de)CPU以及一些(xie)相應的(de)(de)電路。變(bian)(bian)頻調速是通過改變(bian)(bian)電機(ji)定子繞組(zu)供電的(de)(de)頻率(lv)來達(da)到調速的(de)(de)目的(de)(de)。
一、變頻器的分(fen)類
變頻(pin)器的分類方法(fa)有多種:
按(an)照主電(dian)路工作(zuo)方式(shi)分(fen)(fen)類(lei),可(ke)以分(fen)(fen)為電(dian)壓型變(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)和電(dian)流型變(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi);按(an)照開(kai)關方式(shi)分(fen)(fen)類(lei),可(ke)以分(fen)(fen)為PAM控制(zhi)變(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)、PWM控制(zhi)變(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)和高載頻(pin)(pin)(pin)PWM控制(zhi)變(bian)頻(pin)(pin)(pin)器(qi);
按照工作原理(li)分類,可以分為V/f控制(zhi)變(bian)頻(pin)(pin)器、轉差頻(pin)(pin)率控制(zhi)變(bian)頻(pin)(pin)器和矢量控制(zhi)變(bian)頻(pin)(pin)器等(deng);
按(an)照(zhao)用途分(fen)類,可以分(fen)為通用變(bian)(bian)(bian)頻器、高(gao)性(xing)能(neng)專用變(bian)(bian)(bian)頻器、高(gao)頻變(bian)(bian)(bian)頻器、單相變(bian)(bian)(bian)頻器和三相變(bian)(bian)(bian)頻器等。
二、變頻器的工作原理(li):
我們知(zhi)道(dao),交流電動機的(de)同步(bu)轉(zhuan)速表達式位:
n=60 f(1-s)/p (1)
式中n———異(yi)步(bu)電(dian)動機(ji)的(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)速(su);f———異(yi)步(bu)電(dian)動機(ji)的(de)(de)(de)頻率(lv);s———電(dian)動機(ji)轉(zhuan)(zhuan)差率(lv);p———電(dian)動機(ji)極對數。由式(1)可知,轉(zhuan)(zhuan)速(su)n與頻率(lv)f成正比,只要改變(bian)(bian)頻率(lv)f即可改變(bian)(bian)電(dian)動機(ji)的(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)速(su),當頻率(lv)f在(zai)0~50Hz的(de)(de)(de)范圍內變(bian)(bian)化時,電(dian)動機(ji)轉(zhuan)(zhuan)速(su)調節(jie)范圍非(fei)常(chang)寬。變(bian)(bian)頻器(qi)就是通過(guo)改變(bian)(bian)電(dian)動機(ji)電(dian)源頻率(lv)實現速(su)度調節(jie)的(de)(de)(de),是一種理想的(de)(de)(de)高效率(lv)、高性能(neng)的(de)(de)(de)調速(su)手(shou)段。
三、變頻器接線圖
四、變頻(pin)器控制方式(shi)
低壓通用(yong)變頻輸出電壓為380~650V,輸出功率為0.75~400kW,工(gong)作(zuo)頻率為0~400Hz,它的主電路都采用(yong)交—直—交電路。其控制方(fang)式經(jing)歷了(le)以下四代。
1U/f=C的正弦脈(mo)寬(kuan)調(diao)制(SPWM)控制方式

其特點(dian)是控(kong)制電路結構簡單、成(cheng)本較(jiao)低,機械特性硬度也較(jiao)好,能(neng)夠滿足(zu)一(yi)般(ban)傳動的平滑調速(su)要求(qiu),已(yi)在產業的各個領域得到廣泛應用。但是,這種控(kong)制方式在低頻時(shi),由于輸出電壓較(jiao)低,轉(zhuan)矩受定子電阻(zu)壓降的影響比較(jiao)顯著(zhu),使輸出最大轉(zhuan)矩減小。

三菱變頻器的五種控制方式有哪些?

三菱變頻器的五種控制方式有哪些?

另外,其機(ji)械特性終究(jiu)沒有直流電動機(ji)硬,動態轉(zhuan)矩(ju)(ju)能(neng)(neng)力和(he)靜態調(diao)速性能(neng)(neng)都還不盡(jin)如人(ren)意(yi),且系(xi)統性能(neng)(neng)不高(gao)、控(kong)制曲線會(hui)隨負載的變(bian)(bian)化而變(bian)(bian)化,轉(zhuan)矩(ju)(ju)響應慢、電機(ji)轉(zhuan)矩(ju)(ju)利用(yong)率不高(gao),低速時因定(ding)子電阻和(he)逆變(bian)(bian)器死區效應的存在而性能(neng)(neng)下降(jiang),穩定(ding)性變(bian)(bian)差等。因此(ci)人(ren)們又研究(jiu)出矢(shi)量控(kong)制變(bian)(bian)頻(pin)調(diao)速。
電壓空間矢量(SVPWM)控(kong)制方(fang)式
它是以三(san)相波形整體生(sheng)(sheng)成(cheng)效果(guo)為前提(ti),以逼近(jin)電機(ji)氣隙的理想圓形旋轉磁場軌跡為目(mu)的,一次生(sheng)(sheng)成(cheng)三(san)相調制波形,以內切多(duo)邊形逼近(jin)圓的方式進行控(kong)制的。
經實(shi)踐使用后(hou)又有(you)(you)所(suo)改(gai)進,即引入頻率補償,能(neng)(neng)消除(chu)速度(du)控制的誤差;通(tong)過反饋(kui)估(gu)算磁鏈幅值,消除(chu)低(di)速時定子電阻的影(ying)響;將輸(shu)出電壓、電流閉環,以(yi)提(ti)高動(dong)態(tai)的精(jing)度(du)和(he)穩定度(du)。但控制電路(lu)環節(jie)較(jiao)多,且沒有(you)(you)引入轉(zhuan)矩的調節(jie),所(suo)以(yi)系(xi)統性(xing)能(neng)(neng)沒有(you)(you)得到根(gen)本改(gai)善。
矢量控制(VC)方式
矢量控(kong)制(zhi)變頻調速的(de)(de)(de)(de)(de)做法(fa)是將(jiang)異步(bu)電(dian)動機(ji)在三相坐(zuo)(zuo)標系下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)定(ding)子電(dian)流(liu)Ia、Ib、Ic、通過三相-二相變換(huan)(huan),等效(xiao)成(cheng)兩相靜(jing)止坐(zuo)(zuo)標系下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)交(jiao)流(liu)電(dian)流(liu)Ia1Ib1,再(zai)通過按(an)轉子磁場定(ding)向旋轉變換(huan)(huan),等效(xiao)成(cheng)同(tong)步(bu)旋轉坐(zuo)(zuo)標系下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)電(dian)流(liu)Im1、It1(Im1相當于直(zhi)流(liu)電(dian)動機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)勵(li)磁電(dian)流(liu);It1相當于與轉矩成(cheng)正比的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)樞電(dian)流(liu)),然后模仿直(zhi)流(liu)電(dian)動機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)方法(fa),求得直(zhi)流(liu)電(dian)動機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)量,經(jing)過相應的(de)(de)(de)(de)(de)坐(zuo)(zuo)標反變換(huan)(huan),實現對(dui)異步(bu)電(dian)動機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)。
其(qi)實質是將(jiang)交流(liu)電(dian)動(dong)機(ji)等(deng)效(xiao)為直流(liu)電(dian)動(dong)機(ji),分(fen)別(bie)對速度(du),磁場兩個(ge)分(fen)量(liang)進行獨立控(kong)制。通過控(kong)制轉子(zi)磁鏈,然(ran)后分(fen)解定(ding)子(zi)電(dian)流(liu)而(er)獲得(de)轉矩和(he)磁場兩個(ge)分(fen)量(liang),經坐標變(bian)換,實現正交或解耦控(kong)制。矢(shi)量(liang)控(kong)制方法的(de)(de)提出具(ju)有劃時代的(de)(de)意義。然(ran)而(er)在(zai)實際應用(yong)中,由于轉子(zi)磁鏈難以準確觀測,系(xi)統特(te)性受電(dian)動(dong)機(ji)參數的(de)(de)影響較(jiao)大(da),且在(zai)等(deng)效(xiao)直流(liu)電(dian)動(dong)機(ji)控(kong)制過程中所(suo)用(yong)矢(shi)量(liang)旋轉變(bian)換較(jiao)復雜,使得(de)實際的(de)(de)控(kong)制效(xiao)果難以達到(dao)理想分(fen)析的(de)(de)結果。
直(zhi)接(jie)轉(zhuan)矩控制(DTC)方(fang)式
1985年,德國魯(lu)爾大(da)學的(de)(de)DePenbrock教授首(shou)次提出了直接轉矩控(kong)制(zhi)變頻技術。該技術在很(hen)大(da)程度上解(jie)決了上述(shu)矢(shi)量控(kong)制(zhi)的(de)(de)不足,并以新穎(ying)的(de)(de)控(kong)制(zhi)思(si)想、簡潔明了的(de)(de)系統結構、優良的(de)(de)動靜態性能得到(dao)了迅速發展。
目(mu)前,該技術已成功地應用在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)力機(ji)車牽引的(de)(de)(de)大功率交流(liu)(liu)傳動(dong)(dong)上。 直(zhi)接轉矩控制直(zhi)接在(zai)(zai)定子坐標系下分析(xi)交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)的(de)(de)(de)數學模(mo)型,控制電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)的(de)(de)(de)磁(ci)鏈(lian)和轉矩。它(ta)不(bu)需要將交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)等效(xiao)為(wei)直(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji),因(yin)而(er)省(sheng)去(qu)了(le)矢(shi)量(liang)旋轉變(bian)換中的(de)(de)(de)許(xu)多(duo)復雜計算;它(ta)不(bu)需要模(mo)仿直(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)的(de)(de)(de)控制,也(ye)不(bu)需要為(wei)解耦而(er)簡(jian)化交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)的(de)(de)(de)數學模(mo)型。
矩陣式(shi)交—交控制方(fang)式(shi)
VVVF變頻(pin)、矢量控制(zhi)變頻(pin)、直(zhi)接轉(zhuan)矩(ju)控制(zhi)變頻(pin)都是(shi)交(jiao)(jiao)—直(zhi)—交(jiao)(jiao)變頻(pin)中的(de)一種。其(qi)共同(tong)缺點是(shi)輸入(ru)功率因數(shu)低,諧(xie)波(bo)電(dian)(dian)流大(da),直(zhi)流電(dian)(dian)路需要(yao)大(da)的(de)儲(chu)能電(dian)(dian)容,再生能量又不(bu)(bu)能反饋回(hui)電(dian)(dian)網,即不(bu)(bu)能進行(xing)四象限運行(xing)。
為(wei)此,矩(ju)陣式交—交變(bian)頻(pin)應(ying)運而生。由于矩(ju)陣式交—交變(bian)頻(pin)省去了中間(jian)直流環節,從而省去了體積大、價格(ge)貴的(de)(de)電解(jie)電容。它(ta)能實(shi)現功(gong)率因數為(wei)l,輸入(ru)電流為(wei)正弦且能四(si)象限運行,系統的(de)(de)功(gong)率密度(du)大。該技術目前(qian)雖尚未成(cheng)熟(shu),但仍(reng)吸引著眾多的(de)(de)學者深入(ru)研(yan)究。其實(shi)質不是(shi)間(jian)接的(de)(de)控制電流、磁鏈等量,而是(shi)把轉矩(ju)直接作為(wei)被控制量來實(shi)現的(de)(de)。
具(ju)體方法是:
· 控制定(ding)子(zi)磁(ci)鏈引入定(ding)子(zi)磁(ci)鏈觀測器,實(shi)現無速度傳感器方式;
· 自(zi)動識別(bie)(ID)依(yi)靠精確的電(dian)機(ji)數學模型(xing),對(dui)電(dian)機(ji)參數自(zi)動識別(bie);
· 算出實(shi)際(ji)值對應定子(zi)(zi)阻抗、互感、磁飽和(he)因素、慣量等算出實(shi)際(ji)的轉(zhuan)矩、定子(zi)(zi)磁鏈、轉(zhuan)子(zi)(zi)速度進行實(shi)時控(kong)制;
· 實(shi)現Band—Band控(kong)制(zhi)按磁(ci)鏈和轉矩的Band—Band控(kong)制(zhi)產(chan)生PWM信(xin)號,對逆變器開關狀態進行控(kong)制(zhi)。
矩(ju)陣式交—交變頻具(ju)有快速的轉矩(ju)響應(<2ms),很高的速度精度(±2%,無PG反饋),高轉矩(ju)精度(<+3%);同時還具(ju)有較高的起動轉矩(ju)及高轉矩(ju)精度,尤其在低速時(包括(kuo)0速度時),可(ke)輸出150%~200%轉矩(ju)。

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