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无感应设施变频技艺 和其他变频技艺的对比

无感应设施变频技艺 和其他变频技艺的对比

点击数:7201 次   录入时间:03-04 11:48:07   整理:http://www.55dianzi.com   变频器基础

 不同的技术对这些分量(励磁电流、转矩电流以及它们之间的矢量角)的控制能力亦不相同,有的仅可以控制一个分量,有的却可以控制两个甚至全部分量,控制技术对各分量的不同控制能力使得应用该技术的设备对外表现出各种等级的矢量性能或非矢量性能。对变频器而言,若能提高其对各分量的控制能力,便可提高AC电动机的起动转矩、低频转矩、抗干扰能力、速度/转矩比值调节能力以及参数测量能力。

  技术性能1)V/H变频器不控制矢量定义中的任何分量,因此这类变频器经常在简单的开环控制应用中使用。

  V/H变频器只通过调节对电动机的输出频率从而达到系统期望的速度,这类变频器不具备将励磁电流与转矩电流分离的能力,它所处理的是电动机定子的总电流,其控制方法为:以实验所得到的电流/频率对照表为依据,当频率增加时,通过已知的频率寻找相应的输出电流值。它采用所谓“电压突跳法”

  增加起动转矩,即通过增加电动机起动电压的方法增加电动机的起动转矩。

  但由于其内部的电流/频率对照表的值是有限的,因此这种方法在改善电动机起动转矩方面也就有其局限性。尽管各大公司想尽各种方法改善这种无传感器变频技术及与其他变频技术的比较自动化王玉凯随着无传感器矢量技术的向前发展,无传感器矢量技术变频器的性能也会持续得到改善。300∶1的调速范围、在低速或零速时产生更大的力矩、更大的带宽值以及其他改善措施都会最大的受益于那些苛刻条件的应用。

  表V/H变频器无速度矢量变频器磁场定向变频器速度控制频率控制有滑差补偿频率控制有滑差补偿;或编码器反馈速度控制;或编码器反馈速度调节精度1%滑差补偿0.5%;编码器反馈0.1%开环0.5%;闭环0.001%转矩调节无2%~5%调速范围40∶1 120∶1开环120∶1;闭环>1000∶1起动转矩150%250%最小150%;最大400%快速加速转矩150%最小150%;最大400%峰值运行转矩250%260%最小150%;最大400%电气时代|59 www.eage.com.cn电气传动产品与技术PRODUCTTECHNOLOGY变频的起动及加减速性能,而且有些性能在某种程度上看起来确实像矢量变频,但通过操作比较起来,它仍表现出非矢量技术变频器的性能,这不仅体现在起动、加减速、低频及转矩控制方面,而且在电动机抗干扰能力及响应速度等方面也与矢量变频相差得很多。

  2)磁通矢量变频器使用电流调节器的输出作为频率控制器的给定量,这种控制方法虽然改善了变频器的动态响应速度,但在转矩和速度控制方面与V/H变频比较起来并没有根本的变化,只做了很小程度的提高。

  3)磁场定向控制变频器能够对速度和转矩实现精确调节,这是因为采用该技术的变频器不但可以控制转矩电流、励磁电流分量,而且还控制矢量和与各分量的夹角。磁场定向矢量变频器可以提供优秀的转矩控制特性以及精确的速度调节能力,速度调节范围大,动态响应带宽值高。被解耦的磁通及转矩自适应控制器使得磁通电流及转矩电流互无影响,从而使电动机的速度及转矩实现连续调节。

  4)无传感器矢量技术变频器提供的性能介于V/H变频器与磁场定向矢量变频器之间,关于三种变频器控制技术的量化对比请看上文表格。无传感器或开环矢量控制可以产生较好的起动、加速及抗干扰性能,在较宽速度范围内可以提供恒转矩特性,其低速性能相对V/H变频器也得到了明显改善,但这种变频器并不是转矩控制的变频器,不具有调节电动机转矩的性能,而且其在动态响应、速度精确调节及调速范围等方面均不如磁场定向矢量变频器。

  发展无传感器矢量变频器的宗旨是:通过该变频器使电动机提供尽可能高的转矩/安培比值,即电流每增加1A有最大转矩增加。而且无传感器矢量变频器通过建立定子磁通饱和监控模型避免了磁通过饱和现象的发生,它可以在零速起动点、加减速阶段、干扰冲击、低频段甚至基频以上使得电动机能够给出其固有的最大转矩值。

  控制方法讨论变频器的硬件对变频器的性能具有一定影响,但除此以外,还有许多因素可对变频器的性能造成影响,其中的一个主要因素就是控制方法。测试表明,无传感器矢量控制方法为变频器带来的性能要好于其他方法。

  越复杂越好的观点导致在实际应用中降低了变频器的性能,这种观点所研制出的控制方法试图使用一种相对复杂的多电流环方案,而每个环有多个增益系数。能实现电流调节的变频器其调节的根本就是依赖电流环外部的速度环,当速度偏差产生时,该偏差作用于电流环从而产生系统期望的结果。因为有两个环,两套增益值,所以如何使系统稳定就变得困难起来,这时就要求做滑差估算并且得到电动机的详细模型,该模型对参数要求的很精确,即使在实际控制中对变频器性能无影响的一些参数,也需在模型中体现出来,例如转子时间常数,是很难辨识的,因为许多电动机参数是时间变量。这种控制方法要求一个高性能的磁通辨识器,该辨识器包含两个或三个积分器,每个积分器都有自己的时间常数,这不但使系统模型处理时间增加,而且使得防止系统振动,获取低频时电动机精确参数值变得更加困难,并且增加了调节程序的复杂性。为了克服多环、多积分器给系统带来的时滞,拥有烦琐电动机参数的系统模型及额外的调节是很必要的。

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