變頻器的作用是什么
變頻器集成了高壓大功率晶體管技術和電子控制技術,得到廣泛應用。變頻器的作用是改變交流電機供電的頻率和幅值,因而改變其運動磁場的周期,達到平滑控制電動機轉速的目的。
通用變頻器矢量控制的基本原理是測量和控制異步電機定子電流矢量,根據磁場定向原理控制異步電機的勵磁電流和扭矩電流,達到控制異步電機扭矩的目的。
具體來說,將異步電機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流分量(勵磁電流)和產生轉矩的電流分量(轉矩電流),同時控制兩個分量之間的振幅和相位,即控制定子電流矢量,因此稱為矢量控制模式。矢量控制模式包括基于轉差頻率控制的矢量控制模式、無速度傳感器矢量控制模式和有速度傳感器矢量控制模式。
基于轉差頻率控制的矢量控制模式也在進行中U/f=在恒定控制的基礎上,檢測異步電機的實際速度n,并獲得相應的控制頻率f,然后根據預期的扭矩控制定子電流矢量和兩個分量之間的相位,控制通用變頻器的輸出頻率f。
基于轉差頻率控制的矢量控制模式的最大特點是可以消除動態過程中轉矩電流的波動,從而提高通用變頻器的動態性能。早期矢量控制通用變頻器基本上是基于轉差頻率控制的矢量控制模式。
無速度傳感器的矢量控制模式是基于磁場定向控制理論發展起來的。要實現精確的磁場定向矢量控制,需要在異步電機中安裝磁通檢測裝置。在異步電機中安裝磁通檢測裝置非常困難,但人們發現,即使磁通檢測裝置不直接安裝在異步電機中,也可以在通用變頻器中獲得與磁通相對應的量,從而獲得所謂的無速度傳感器矢量控制模式。
其基本控制思想是根據輸入電機的銘牌參數和一定的相關性,分別檢測勵磁電流(或磁通)和扭矩電流作為基本控制量,控制電機定子繞組上的電壓頻率,使勵磁電流(或磁通)和扭矩電流的指令值和檢測值一致,輸出扭矩,實現矢量控制。
矢量控制的通用變頻器不僅可以在調速范圍內匹配DC電機,還可以控制異步電機產生的轉矩。由于矢量控制模式是基于準確控制的異步電機參數,一些通用變頻器需要準確輸入異步電機參數,一些通用變頻器需要使用速度傳感器和編碼器,需要使用制造指定的變頻器專用電機控制,否則難以達到理想的控制效果。
目前,新型矢量控制通用變頻器具有異步電機參數自動識別和自適應功能。具有此功能的通用變頻器可以在驅動異步電機正常運行前自動識別異步電機參數,并根據識別結果調整控制算法中的相關參數,從而對普通異步電機進行有效的矢量控制。
除了上述提高異步電機轉矩控制性能的技術外,目前的新技術還包括調整異步電機控制常數和與機械系統匹配的適應性控制,以提高異步電機的應用性能。
為防止異步電機轉速偏差,在低速區域獲得理想的平滑轉速,采用大型集成電路,采用專用數字自動電壓調整(AVR)控制技術的控制方法已經實用化,取得了良好的效果。