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VF控制与矢量控制的原理与区别,最言简意赅的解读,没有之一! ...

2018-9-13 18:53| 发布者: gk-auto| 查看: 268| 评论: 0

摘要: 一、什么是VF控制针对异步电机,为了保证电机磁通和出力不变(转矩不变) ,电机改变频率时,需维持电压V 和频率F 的比率近似不变,所以这种方式称为恒压频比( VF)控制。VF 控制-控制简单,通用性强,经济性好,用于 ...

一、什么是VF控制

针对异步电机,为了保证电机磁通和出力不变(转矩不变) ,电机改变频率时,需维持

电压V 和频率F 的比率近似不变,所以这种方式称为恒压频比( VF)控制。VF 控制-控制

简单,通用性强,经济性好,用于速度精度要求不十分严格或负载变动较小的场合。从本质上讲,

VF 控制实际上控制的是三相交流电的电压大小和频率大小,然而交流电有三要素,就是除

了电压大小和频率之外,还存在相位。VF 控制没有对电压的相位进行控制,这就导致在瞬

态变化过程中, 例如突加负载的时候, 电机转速受冲击会变慢, 但是电机供电频率也就是同

步速还是保持不变, 这样异步电机会产生瞬时失步, 从而引起转矩和转速振荡, 经过一段时

间后在一个更大转差下保持平衡。这个瞬时过程中没有对相位进行控制, 所以恢复过程较慢,

而且电机转速会随负载变化,这就是所谓VF 控制精度不高和响应较慢的原因。

二、什么是矢量控制

矢量控制国外也叫磁场定向控制,其实质是在三相交流电的电压大小和频率大小控制

的基础上, 还加上了相位控制,这个相位在具体操作中体现为一个角度, 简单的讲就是电机

定子电流相对于转子的位置角。

三、VF与矢量控制横屏

综上,我觉得矢量控制和VF控制的最本质的区别就是加入了电压相位控制上。从操作

层面上看, 矢量控制一般把电流分解成转矩电流和励磁电流, 这里转矩电流和励磁电流的比

例就是由转子位置角度(也就是定子电压相位) 决定的, 这时转矩电流和励磁电流共同产生

的转矩是最佳。宏观上看, 矢量控制和VF 控制的电压,电流,频率在电机稳定运行时相差

不大,都是三相对称交流,基本上都满足压频比关系,只是在瞬态过程如突加、突减负载

的情况下,矢量控制会随着速度的变化自动调整所加电压、频率的大小和相位,使这个瞬

时过程更快恢复平衡。

变频器采用V/F 控制方式时,对电机参数依赖不大,一般强调“空载电流”的大小。变

频器作矢量控制时,对电机参数的依赖很大,所以必须对电机作旋转自整定(自学习) ,参

数自整定前,必须设置正确的电机机型参数,完全脱开电机负载。

矢量控制, 把输出电流分励磁和转矩电流并分别控制, 转矩可控, 系统是一个以转矩做

内环,转速做外环的双闭环控制系统。它既可以控制电机的转速,也可以控制电机的扭矩。

矢量控制原理是模仿直流电动机的控制原理,根据异步电动机的动态数学模型,利用一

系列坐标变换把定子电流矢量分解为励磁分量和转矩分量, 对电机的转矩电流分量和励磁分

量分别进行控制,在转子磁场定向后实现磁场和转矩的解耦,从而达到控制异步电动机转矩

的目的,使异步电机得到接近他励直流电机的控制性能。

具体做法是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产

生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制,并同时控制两分量间的幅值和相位,即控制定

子电流矢量, 所以称这种控制方式称为矢量控制方式。矢量控制分有速度传感器矢量控制和

无速度传感器矢量控制两种,前者精度高后者精度低。矢量控制系统的无速度传感器运行方

式,首先必须解决电机转速和转子磁链位置角的在线辨识问题。常用的方法有基于检测定子

电流信号的辨识方法, 有同时使用电流检测信号和电压检测信号的辨识方法, 还有根据电流

检测信号和逆变器的开关控制信号重构电压信号的方法。


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