您现在的位置是:首页 > 变频技术 > 变频技术

变频调速控制方案比较

来源:艾特贸易2017-06-04

简介根据生产工艺的要求,变频器的型式和电动机的种类,会出现多种多样的变频调速控制方案。这里艾特贸易网只介绍采用交 - 直 - 交 (AC-DC-AC) 变频器构成调速系统的四种控制方案。 (1

    根据生产工艺的要求,变频器的型式和电动机的种类,会出现多种多样的变频调速控制方案。这里艾特贸易网只介绍采用交--(AC-DC-AC)变频器构成调速系统的四种控制方案。    (1)通用变频器开环控制的异步电动机调速系统。通用变频器开环控制的异步电动机调速系统控制框图如图9-2所示。该控制方案具有结构简单、可靠性高的特点。但是,由于是开环控制方式,其调速精度和动态响应特性并不是十分理想。尤其是在低速区域电压调整比较困难,不可能得到较大的调速范围和较高的调速精度。异步电动机的转差率,转速随负荷力矩变化而变动,即使目前有些变频器具有转差补偿功能及转矩提升功能,转速精度也难以达到0.5%,所以这种通用变频器异步电动机开环调速系统适用于一般要求不高的调速场合,例如风机、水泵等机械。    (2)无速度传感器的矢量控制异步电动机变频调速系统。无速度传感器的矢量控制异步电动机变频调速系统控制框图如图9-3所示。对比图9-2和图9-3控制框图,两者的差别仅在使用的变频器不同。由于使用无速度传感器矢量控制的变频器,可以分别对异步电动机的磁通和转矩电流进行检测、控制,自动改变电压和频率,使电动机转速的指令值和检测实际值达到一致,从而实现了矢量控制。虽说它是开环控制系统,但是大大提升了静态精度和动态品质。转速精度约等于0.5%,转速响应也较快。    如果在生产工艺设备对调速要求不是十分高的情形下,采用无传感器矢量控制的异步电动机变频调速是非常合适的,可以达到控制结构简单、可靠性高的效果。    (3)带速度传感器矢量控制异步电动机闭环变频调速系统。带速度传感器矢量控制的异步电动机闭环变频调速系统控制框图如图9-4所示。矢量控制异步电动机闭环变频调速是一种理想的控制方式。它有以下优点:
开环异步电动机变频调速
    9-2    开环异步电动机变频调速    WVF-通用变频器;IM-异步电动机
矢量控制变频器的异步电动机变频调速
    9-3    矢量控制变频器的异步电动机变频调速    VVVF-通用变频器;IM-异步电动机
异步电动机闭环控制变频调速
    9-4    异步电动机闭环控制变频调速    WVF-通用变频器;IM-异步电动机;    PG-速度脉冲发生器    1)可以从零转速起进行速度控制,在低速运行时也能有较好的特性,因此调速范围很宽,可达100110001    2)可以对转矩实行精确控制。    3)系统的动态响应速度快。    4)电动机的加速度特性好。    带速度传感器矢量控制的异步电动机闭环变频调速技术性能虽好,但是毕竟它需要在异步电动机轴上安装速度传感器,严格地讲,已经降低了异步电动机结构坚固、可靠性高的特点。况且,在某些情况下,由于电动机本身或环境的因素无法安装速度传感器。再者,多了反馈电路和环节,也增加了整个系统发生故障的机率。    因此,对于调速范围、转速精度和动态品质要求都特别高的生产工艺设备,才采用带速度传感器矢量控制的异步电动机闭环变频调速系统。    (4)永磁同步电动机开环控制的变频调速系统。永磁同步电动机开环控制的变频调速系统控制框图如图9-5所示。该控制方案具有控制电路简单、可靠性高的特点。由于是同步电动机,它转速始终等于同步转速n0= 60f/P,转速只取决于电动机供电频率f,而与负载大小无关(除非负载力矩大于或等于失步转矩,同步电动机会失步,转速迅速停止),永磁同步电动机开环控制的变频调速系统的机械特性为硬特性,曲线为一根平行横轴直线。
永磁同步电动机开环控频调速
    9-5    永磁同步电动机开环控频调速    WVF-通用变频器;SM-同步电动机    如果采用高精度的变频器(数字设定频率精度可达0. 01%),在开环控制下,同步电动机的转速精度为0.01%。因为同步电动机转速精度与变频器频率精度相一致(在开环控制方式时),所以特别适合多电动机同步传动,静态转速精度要求高(0.5%~ 0.01%)的纺织机械设备。    至于同步电机变频调速系统的动态品质问题,若采用通用变频器U/f控制,响应速度较慢;若采用矢量控制变频器,响应速度很快。