關(guān)鍵字：技術(shù)發(fā)展應(yīng)用原理參數(shù)性能分析特點(diǎn)近年來(lái),隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及大規(guī)模集成電路的發(fā)展,生產(chǎn)工藝的改進(jìn)及功率半導(dǎo)體器件價(jià)格的降低,變頻調(diào)速越來(lái)越被工業(yè)上所采用。如何選擇性能好的變頻其應(yīng)用到工業(yè)控制中,是我們專業(yè)技術(shù)人員共同追求的目標(biāo)。下面結(jié)合作者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)談?wù)勛冾l器的工作原理和控制方式：1變頻器的工作原理我們知道,交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速表達(dá)式位：n＝60f(1－s)/p(1)式中n———異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速;f—
關(guān)鍵字： 技術(shù) 發(fā)展 應(yīng)用 原理 參數(shù) 性能 分析 特點(diǎn)
近年來(lái),隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及大規(guī)模集成電路的發(fā)展,生產(chǎn)工藝的改進(jìn)及
功率半導(dǎo)體器件價(jià)格的降低,變頻調(diào)速越來(lái)越被工業(yè)上所采用。如何選擇性能好的變頻其應(yīng)用到工業(yè)控制中,是我們專業(yè)技術(shù)人員共同追求的目標(biāo)。下面結(jié)合作者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)談?wù)?b>變頻器的工作原理和控制方式：
1 變頻器的工作原理
我們知道,交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速表達(dá)式位：
n＝60 f(1－s)/p (1)
式中 n———異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速;
f———異步電動(dòng)機(jī)的頻率;
s———電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率;
p———電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)。
由式(1)可知,轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比,只要改變頻率f即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,當(dāng)頻率f在0～50Hz的范圍內(nèi)變化時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)
電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的,是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。
2變頻器控制方式
低壓通用變頻輸出電壓為
380～650V,輸出功率為0.75～
400kW,工作頻率為0～400Hz,它的主電路都采用交—直—交電路。其控制方式經(jīng)歷了以下四代。
2.1U/f=C的正弦脈寬調(diào)制（SPWM）控制方式
其特點(diǎn)是控制電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低,機(jī)械特性硬度也較好,能夠滿足一般傳動(dòng)的平滑調(diào)速要求,已在產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是,這種控制方式在低頻時(shí),由于輸出電壓較低,轉(zhuǎn)矩受定子
電阻壓降的影響比較顯著,使輸出最大轉(zhuǎn)矩減小。另外,其機(jī)械特性終究沒(méi)有直流電動(dòng)機(jī)硬,動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意,且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會(huì)隨負(fù)載的變化而變化,轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、電機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率不高,低速時(shí)因定子電阻和
逆變器死區(qū)效應(yīng)的存在而性能下降,穩(wěn)定性變差等。因此人們又研究出矢量控制變頻調(diào)速。
2.2電壓空間矢量（SVPWM）控制方式
它是以三相波形整體生成效果為前提,以逼近電機(jī)氣隙的理想圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)軌跡為目的,一次生成三相調(diào)制波形,以內(nèi)切多邊形逼近圓的方式進(jìn)行控制的。經(jīng)實(shí)踐使用后又有所改進(jìn),即引入頻率補(bǔ)償,能消除速度控制的誤差;通過(guò)反饋估算磁鏈幅值,消除低速時(shí)定子電阻的影響;將輸出電壓、
電流閉環(huán),以提高動(dòng)態(tài)的精度和穩(wěn)定度。但控制電路環(huán)節(jié)較多,且沒(méi)有引入轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié),所以系統(tǒng)性能沒(méi)有得到根本改善。
2.3矢量控制（VC）方式
矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動(dòng)機(jī)在三相坐標(biāo)系下的定子電流Ia、Ib、
Ic、通過(guò)三相－二相變換,等效成兩相靜止坐標(biāo)系下的交流電流Ia1Ib1,再通過(guò)按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向旋轉(zhuǎn)變換,等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流Im1、It1（Im1相當(dāng)于直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流;It1相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流）,然后模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制方法,求得直流電動(dòng)機(jī)的控制量,經(jīng)過(guò)相應(yīng)的坐標(biāo)反變換,實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的控制。其實(shí)質(zhì)是將交流電動(dòng)機(jī)等效為直流電動(dòng)機(jī),分別對(duì)速度,磁場(chǎng)兩個(gè)分量進(jìn)行獨(dú)立控制。通過(guò)控制轉(zhuǎn)子磁鏈,然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場(chǎng)兩個(gè)分量,經(jīng)坐標(biāo)變換,實(shí)現(xiàn)正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有劃時(shí)代的意義。然而在實(shí)際應(yīng)用中,由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準(zhǔn)確觀測(cè),系統(tǒng)特性受電動(dòng)機(jī)參數(shù)的影響較大,且在等效直流電動(dòng)機(jī)控制過(guò)程中
