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你知道矢量控制的基本原理是什么吗?

矢量控制的基本原理是通过对异步电动机定子电流矢量的测量和控制,根据磁场定向原理控制异步电动机的励磁电流和转矩电流,从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体来说,就是将异步电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),分别控制两个分量之间的幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以这种控制方式称为矢量控制方式。矢量控制模式包括基于转差频率控制的矢量控制模式、无速度传感器的矢量控制模式和有速度传感器的矢量控制模式。

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基于转差频率控制的矢量控制方法也是基于U/f=的恒定控制,通过检测异步电机的实际转速N,得到相应的控制频率F,然后根据期望转矩控制定子电流矢量和两个分量之间的相位,从而控制通用型变频器(Variable-frequency Drive,VFD)的输出频率F。基于转差频率控制的矢量控制方法的最大特点是可以消除动态过程中转矩和电流的波动,从而提高通用型的动态性能。早期的矢量控制通用型基本采用了基于转差频率控制的矢量控制方式。

无速度传感器矢量控制基于磁场定向控制理论。为了实现磁场定向的精确矢量控制,有必要在异步电动机中安装磁通探测器。很难在异步电动机中安装磁通量检测器。但是,已经发现,即使磁通量检测器不直接安装在异步电动机中,也可以在通用型中获得与磁通量相对应的量,从而获得所谓的没有速度传感器的矢量控制模式。其基本控制思想是根据输入的电机铭牌参数,按照一定的关系检测励磁电流(或磁通)和转矩电流作为基本控制变量。通过控制电机定子绕组上电压的频率,使励磁电流(或磁通)和转矩电流的指令值和检测值一致,输出转矩,从而实现矢量控制。

通用型带矢量控制模式,不仅能在速度范围内匹配DC电机,还能控制异步电机产生的转矩。由于矢量控制方式是基于被控异步电机的精确参数,有些通用电机VFD在使用时需要精确输入异步电机的参数,有些通用电机VFD需要使用速度传感器和编码器,并使用变频器厂商指定的VFD专用电机进行控制,否则很难达到理想的控制效果。目前新型矢量控制通用型具有异步电机参数自动识别和自适应功能。具有该功能的VFD可以在驱动异步电机正常运行前自动识别其参数,并根据识别结果调整控制算法中的相关参数,从而对普通异步电机进行有效的矢量控制。除了上述可以提高异步电机转矩控制性能的无传感器矢量控制和转矩矢量控制外,目前的新技术还包括异步电机控制常数的调整和与机械系统匹配的自适应控制等。,从而提高异步电动机的应用性能。为了防止异步电动机的速度偏差,在低速区获得理想的平滑速度,大规模集成电路和专用数字自动电压调节(AVR)控制技术的应用已经付诸实践,并取得了良好的效果。

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