一. 矢量控制理論簡(jiǎn)介:
70年代西門子工程師F.Blaschke首先提出異步電機(jī)矢量控制理論來(lái)解決交流電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制問(wèn)題。矢量控制實(shí)現(xiàn)的基本原理是通過(guò)測(cè)量和控制異步電動(dòng)機(jī)定子電流矢量,根據(jù)磁場(chǎng)定向原理分別對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行控制,從而達(dá)到控制異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。具體是將異步電動(dòng)機(jī)的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流分量 (勵(lì)磁電流) 和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量 (轉(zhuǎn)矩電流) 分別加以控制,并同時(shí)控制兩分量間的幅值和相位,即控制定子電流矢量,所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。矢量控制方式又有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式、無(wú)速度傳感器矢量控制方式和有速度傳感器的矢量控制方式等。這樣就可以將一臺(tái)三相異步電機(jī)等效為直流電機(jī)來(lái)控制,因而獲得與直流調(diào)速系統(tǒng)同樣的靜、動(dòng)態(tài)性能。矢量控制算法已被廣泛地應(yīng)用在siemens,AB,GE,Fuji等國(guó)際化大公司變頻器上。
采用矢量控制方式的通用變頻器不僅可在調(diào)速范圍上與直流電動(dòng)機(jī)相匹配,而且可以控制異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。由于矢量控制方式所依據(jù)的是準(zhǔn)確的被控異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù),有的通用變頻器在使用時(shí)需要準(zhǔn)確地輸入異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù),有的通用變頻器需要使用速度傳感器和編碼器。目前新型矢量控制通用變頻器中已經(jīng)具備異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)辨識(shí)、自適應(yīng)功能,帶有這種功能的通用變頻器在驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)之前可以自動(dòng)地對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)進(jìn)行辨識(shí),并根據(jù)辨識(shí)結(jié)果調(diào)整控制算法中的有關(guān)參數(shù),從而對(duì)普通的異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行有效的矢量控制 二. 直接轉(zhuǎn)矩控制簡(jiǎn)介:
在80年代中期,德國(guó)學(xué)者Depenbrock教授于1985年提出直接轉(zhuǎn)矩控制,其思路是把電機(jī)和逆變器看成一個(gè)整體,采用空間電壓矢量分析方法在定子坐標(biāo)系進(jìn)行磁通、轉(zhuǎn)矩計(jì)算,通過(guò)跟蹤型PWM逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)直接控制轉(zhuǎn)矩。因此,無(wú)需對(duì)定子電流進(jìn)行解耦,免去矢量變換的復(fù)雜計(jì)算,控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單?!?/span> 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù),是利用空間矢量、定子磁場(chǎng)定向的分析方法,直接在定子坐標(biāo)系下分析異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型,計(jì)算與控制異步電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩,采用離散的兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)器(Band—Band控制),把轉(zhuǎn)矩檢測(cè)值與轉(zhuǎn)矩給定值作比較,使轉(zhuǎn)矩波動(dòng)限制在一定的容差范圍內(nèi),容差的大小由頻率調(diào)節(jié)器來(lái)控制,并產(chǎn)生PWM脈寬調(diào)制信號(hào),直接對(duì)逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制,以獲得高動(dòng)態(tài)性能的轉(zhuǎn)矩輸出。它的控制效果不取決于異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型是否能夠簡(jiǎn)化,而是取決于轉(zhuǎn)矩而是取決于轉(zhuǎn)矩的實(shí)際狀況,它不需要將交流電動(dòng)機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)作比較、等效、轉(zhuǎn)化,即不需要模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制,由于它省掉了矢量變換方式的坐標(biāo)變換與計(jì)算和為解耦而簡(jiǎn)化異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型,沒(méi)有通常的PWM脈寬調(diào)制信號(hào)發(fā)生器,所以它的控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制信號(hào)處理的物理概念明確、系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)迅速且無(wú)超調(diào),是一種具有高靜、動(dòng)態(tài)性能的交流調(diào)速控制方式。
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