矢量控制實現(xiàn)的基本原理是通過測量和控�異步電動�定子電流矢量,根�磁場定向原理分別對異�電動�的勵磁電流和轉矩電流進行控制,從而達到控制異步電動機轉矩的目�。具體是將異步電動機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流分� (勵磁電流) 和產生轉矩的電流分量 (轉矩電流) 分別加以控制,并同時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�
矢量控制與直接轉矩控制技� 矢量控制實現(xiàn)的基本原理是通過測量和控制異步電動機定子電流矢量,根據磁場定向原理分別對異步電動機的勵磁電流和轉矩電流進行控制,從而達到控制異步電動機轉矩的目�.具體是將異步電動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) 分別加以控制,并同時控制兩分量間的幅值和相位,即控制定子電流矢�,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差頻率控制的矢量控制方式、無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��
基于轉差頻率控制的矢量控制方式同樣是在進行U / f =恒定控制的基礎上,通過檢測異步電動機的實際速度n,并得到對應的控制頻率f,然后根據希望得到的轉�,分別控制定子電流矢量及兩個分量間的相�,對通用變頻器的輸出頻率f進行控制�?;谵D差頻率控制的矢量控制方式的特點是,可以消除動態(tài)過程中轉矩電流的波動,從而提高了通用變頻器的動態(tài)性能.早期的矢量控制通用變頻器基本上都是采用的基于轉差頻率控制的矢量控制方式�
無速度傳感器的矢量控制方式是基于磁場定向控制理論發(fā)展而來�.實現(xiàn)精確的磁場定向矢量控制需要在異步電動機內安裝磁通檢測裝�,要在異步電動機內安裝磁通檢測裝置是很困難的,但人們發(fā)�(xiàn),即使不在異步電動機中直接安裝磁通檢測裝�,也可以在通用變頻器內部得到與磁通相應的�,并由此得到了所謂的無速度傳感器的矢量控制方式.它的基本控制思想是根據輸入的電動機的銘牌參數(shù),按照轉矩計算公式分別對作為基本控制量的勵磁電�(或者磁�)和轉矩電流進行檢測,并通過控制電動機定子繞組上的電壓的頻率使勵磁電�(或者磁�)和轉矩電流的指令值和檢測值達到一�,并輸出轉�,從而實�(xiàn)矢量控制�
采用矢量控制方式的通用變頻器不僅可在調速范圍上與直流電動機相匹�,而且可以控制異步電動機產生的轉矩.由于矢量控制方式所依據的是準確的被控異步電動機的參�(shù),有的通用變頻器在使用時需要準確地輸入異步電動機的參數(shù),有的通用變頻器需要使用速度傳感器和編碼�,并需使用廠商指定的變頻器專用電動機進行控制,否則難以達到理想的控制效�.目前新型矢量控制通用變頻器中已經具備異步電動機參�(shù)自動檢測、自動辨識、自適應功能,帶有這種功能的通用變頻器在驅動異步電動機進行正常運轉之前可以自動地對異步電動機的參數(shù)進行辨識,并根據辨識結果調整控制算法中的有關參�(shù),從而對普通的異步電動機進行有效的矢量控�.除了上述的無傳感器矢量控制和轉矩矢量控制�,可提高異步電動機轉矩控制性能的技術外,目前的新技術還包括異步電動機控制常�(shù)的調節(jié)及與機械系統(tǒng)匹配的適應性控制等,以提高異步電動機應用性能的技��
為了防止異步電動機轉速偏差以及在低速區(qū)域獲得較理想的平滑轉�,應用大規(guī)模集成電路并采用專用�(shù)字式自動電壓調整(AVR)控制技術的控制方式,已實用化并取得良好的效果.直接轉矩控制也稱之為"直接自控�",這種"直接自控�"的思想是以轉矩為中心來進行磁鏈、轉矩的綜合控制。和矢量控制不同,直接轉矩控制不采用解耦的方式,從而在算法上不存在旋轉坐標變換,簡單地通過檢測電機定子電壓和電�,借助瞬時空間矢量理論計算電機的磁鏈和轉矩,并根據與給定值比較所得差�,實現(xiàn)磁鏈和轉矩的直接控制�
直接轉矩控制技�,是利用空間矢�、定子磁場定向的分析方法,直接在定子坐標系下分析異步電動機的數(shù)學模�,計算與控制異步電動機的磁鏈和轉矩,采用離散的兩點式調節(jié)�(Band-Band控制),把轉矩檢測值與轉矩給定值作比較,使轉矩波動限制在一定的容差范圍�,容差的大小由頻率調節(jié)器來控制,并產生PWM脈寬調制信號,直接對逆變器的開關狀�(tài)進行控制,以獲得高動態(tài)性能的轉矩輸�.它的控制效果不取決于異步電動機的�(shù)學模型是否能夠簡�,而是取決于轉矩的實際狀�,它不需要將交流電動機與直流電動機作比較、等�、轉�,即不需要模仿直流電動機的控�,由于它省掉了矢量變換方式的坐標變換與計算和為解耦而簡化異步電動機�(shù)學模�,沒有通常的PWM脈寬調制信號�(fā)生器,所以它的控制結構簡�、控制信號處理的物理概念明確、系�(tǒng)的轉矩響應迅速且無超�,是一種具有高�、動�(tài)性能的交流調速控制方�.與矢量控制方式比�,直接轉矩控制磁場定向所用的是定子磁�,它采用離散的電壓狀�(tài)和六邊形磁鏈軌跡或近似圓形磁鏈軌跡的概念。只要知道定子電阻就可以把它觀測出�。而矢量控制磁場定向所用的是轉子磁�,觀測轉子磁鏈需要知道電動機轉子電阻和電感�
因此直接轉矩控制大大減少了矢量控制技術中控制性能易受參數(shù)變化影響的問�,直接轉矩控制強調的是轉矩的直接控制與效�,與矢量控制方法不同,它不是通過控制電流、磁鏈等量來間接控制轉矩,而是把轉矩直接作為被控量,對轉矩的直接控制或直接控制轉�,既直接又簡化�
矢量控制VectorControl是從AC電機的端電壓和電流計算激磁電流和產生力矩部分的電�,得到與DC電機相同的轉矩特性的控制方式。由于可進行轉矩控制,所以與傳統(tǒng)的通用變頻器有很大不同。正逐步運用于機床、鐵�、造紙、薄膜等生產線上。早期的矢量控制需要有速度檢測用解析器或者脈沖發(fā)生器,現(xiàn)在已有了不用這些的開�(huán)矢量控制。MM440有速度檢測器的和沒有的二種方式�
電流矢量:是直接控制產生電機磁場和轉矩的激磁電流和轉矩電流的方��
具體說就是同時控制定子電流I1和相位�。轉矩響應很�,精度也高。勵磁電流Im=I1cosφ,力矩電流I2=I1sinφ,電機力�=KImI2。電壓矢量:通過控制電機磁場和轉矩的電壓的方�。如�100%了解電機的定子回�,可與電流矢量有同等效果。綜上所述矢量控制比以往的V/F控制要進步得多.特別加上編碼器進行速度反饋,它可以完成力矩控�,且低速性能也大大改觀�
矢量控制無非就四個知�:等效電路、磁鏈方程、轉矩方�、坐標變�(包括靜止和旋�)
矢量控制方法的提出具有劃時代的意�.然而在實際應用�,由于轉子磁鏈難以準確觀�,系統(tǒng)特性受電動機參�(shù)的影響較�,且在等效直流電動機控制過程中所用矢量旋轉變換較復雜,使得實際的控制效果難以達到理想分析的結果�
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