矢量控制通用变频器实际装置举例

    6SE35/36(GTR)、6SC36/37(GTO)是西门子公司生产的两种型号矢量控制通用变频器。这类变频器，由于软件功能的灵活性，可以实现变结构控制。有速度传感器和无速度传感器两种控制方式的变换，不必改变硬件电路。速度传感器可以采用脉冲式速度传感器。这种矢量控制调速装置，可以精确地设定和调节电动机的转矩，亦可实现对转矩的限幅控制，因而性能较高，受电动机参数变化的影响较小。当调速范围不大，在1：10的速度范围内时，常采用无速度传感器方式；当调速范围较大，即在极低的转速下也要求具有高动态性能和高转速精度时，才需要有速度传感器方式。    1) 无速度传感器的矢量控制    这种控制方式下的原理框图（由软件功能选定）如图5.13所示。这是对异步电动机进行单电动机传动的典型模式。主要性能为：在1：10的速度范围内，速度精度小于0.5%，转速上升时间小于100ms;在额定频率的10%的范围内，采用带电流闭环控制的转速开环控制。
    图5.13    无速度传感器的矢量控制原理框图    工作模式可以用软件功能选择。    如图5.13所示，当工作频率高于10%额定频率时，软件开关S1、S2置于图中所示的位置，进入矢量控制状态。转速的实际值可以利用由微型机支持的对异步电动机进行模拟的仿真模型来计算。    对于低速范围，频率在0～10%额定频率的范围内，开关S1、S2换到与图示相反的位置。这种情况下，斜坡函数发生器被切换到直接控制频率的通道。电流的闭环控制或者说电流的施加将同时完成。两种电流设定值可根据需要设定：稳态值必须设定得适合于有效负载转矩；附加设定值只在加、减速过程中有效，可以设定得与加速或制动转矩相适应。    2) 有速度传感器的转速或转矩闭环矢量控制    这种控制方式的主要特性是：在速度设定值的全范围内，转矩上升时间大约为15ms;速度设定范围大于1：100;对闭环控制而言，转速上升时间不大于60ms。    这种矢量控制原理框图如图5.14所示。有功电流调节器仅在10%额定频率以上时才运行，在10%以下则不起作用。
    图5.14    有速度传感器的矢量控制原理框图    直流速度传感器或者脉冲速度传感器（脉冲频率为500～2500个脉冲的）均可采用。此种控制方式也可以通过软件来设定。