变频器的控制方式.ppt

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1、第8章变频器的控制方式8.1U／f控制8.1.1U／f控制原理在进行电机调速时，通常是希望保持电机中每极磁通量为额定值，并保持不变。如果磁通太弱就等于没有充分利用电机的铁心，是一种浪费；如果过分增大磁通，又会使铁心饱和，过大的励磁电流使绕组过热损坏电机。V／f控制是使变频器的输出在改变频率的同时也改变电压，通常是使V／f为常数，这样可使电动机磁通保持一定，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

2、其额定频率fN来进行调节的，那么调频频率fx就可以用下式表示：fx=kffN(8-1)式中kf——频率调节比(也叫调频比)。根据变频也要变压的原则，在变压时也存在着调压比，电压Ux可用下式表示：Ux=kuUN(8-2)式中ku——调压比；UN——电动机的额定电压。《变频器原理与应用（第2版）》第8章2.变频后电动机的机械特性机械特性曲线的特征如下：①从fN向下调频时，n0x下移，TKx逐渐减小。②fx在fN附近下调时：kf=ku→1，TKx减小很少，可近似认为TKx≈TKN，fx调的很低时：kf=ku→0，TKx减小很快

3、。③fx不同时，临界转差ΔnKx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2．解决的办法适当提高调压比ku，使ku＞kf，即提高Ux的值，使得Ex的值增加。从而保证Ex/fx＝常数。这样就能保证主磁通ΦM基本不变。最终使电动机的临界转矩得到补偿。fx＞fN时，电动机近似具有恒功率的调速特性图8-2U/f采用电压补偿后机械特性《变频器原理与应用（第2版）》第8章8.1.

4、4U／f控制的功能1.转矩提升转矩提升是指通过提高U／f比来补偿fx下调时引起的TKx下降。但并不是U／f比取大些就好。补偿过分，电动机铁心饱和厉害，励磁电流I0的峰值增大，严重时可能会引起变频器因过电流而跳闸。2.U／f控制功能的选择为了方便用户选择U／f比，变频器通常都是以U／f控制曲线的方式提供给用户，让用户选择的，如图8-3所示。图8-3变频器的U／f控制曲线《变频器原理与应用（第2版）》第8章3.选择U／f控制曲线时常用的操作方法1)将拖动系统连接好，带以最重的负载。2)根据所带的负载的性质，选择一个较小的U／

5、f曲线，在低速时观察电动机的运行情况，如果此时电动机的带负载能力达不到要求，需将U／f曲线提高一档。依此类推，直到电动机在低速时的带负载能力达到拖动系统的要求。3)如果负载经常变化，在2)中选择的U／f曲线，还需要在轻载和空载状态下进行检验。方法是：将拖动系统带以最轻的负载或空载，在低速下运行，观察定子电流I1的大小，如果I1过大，或者变频器跳闸，说明原来选择的U／f曲线过大，补偿过分，需要适当调低U／f曲线。《变频器原理与应用（第2版）》第8章8.2转差频率控制（SF控制）8.2.1转差频率控制原理转差频率与转矩的关系

6、为图7-6所示的特性，在电动机允许的过载转矩以下，大体可以认为产生的转矩与转差频率成比例。另外，电流随转差频率的增加而单调增加。所以，如果我们给出的转差频率不超过允许过载时的转差频率，那么就可以具有限制电流的功能。图8-6转差频率与转矩的关系为了控制转差频率虽然需要检出电动机的速度。但系统的加减速特性和稳定性比开环的U／f控制获得了提高，过电流的限制效果也变好。《变频器原理与应用（第2版）》第8章8.2.2转差频率控制的系统构成图7-7为转差频率控制系统构成图。速度调节器通常采用PI控制。它的输入为速度设定信号ω2*和检

7、测的电机实际速度ω2之间的误差信号。速度调节器的输出为转差频率设定信号ωs*。变频器的设定频率即电动机的定子电源频率ω1*为转差频率设定值ωs*与实际转子转速ω2的和。当电动机负载运行时，定子频率设定将会自动补偿由负载所产生的转差，保持电动机的速度为设定速度。速度调节器的限幅值决定了系统的最大转差频率。图7-7异步电动机的转差频率控制系统框图《变频器原理与应用（第2版）》第8章8.3矢量控制(VC控制)8.3.1直流电动机与异步电动机调速上的差异1．直流电动机的调速特征直流电动机具有两套绕组，即励磁绕组和电枢绕组，它们的

8、磁场在空间上互差π/2电角度，两套绕组在电路上是互相独立的。2．异步电动机的调速特征异步电动机也有定子绕组和转子绕组，但只有定子绕组和外部电源相接，定子电流I1是从电源吸取电流，转子电流I2是通过电磁感应产生的感应电流。因此异步电动机的定子电流应包括两个分量，即励磁分量和负载分量。励磁分量用于建立磁场；负载分量用于平