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變頻器的V/F控制與矢量控制（2）
三、矢量控制的實現(xiàn)
矢量控制基本理念旋轉(zhuǎn)地只留繞組磁場無論是在繞組的結(jié)構(gòu)上，還是在控制的方式上，都和直流電動機最相似。設(shè)想，有兩個相互垂直的支流繞組同處于一個旋轉(zhuǎn)體中，通入的是直流電流，它們都由變頻器給定信號分解而來的。經(jīng)過直交變換將兩個直流信號變?yōu)閮上嘟涣餍盘?在經(jīng)二相、三相變換得到三相交流控制信號;結(jié)論只要控制直流信號中的任意一個，就可以控制三相交流控制信號，也就控制了交流變頻器的交流輸出。通過上述變換，將交流電機控制近似為直流電機控制。
矢量控制的給定：1、在矢量控制的功能中，選擇“用”或“不用”。
2、在選擇矢量控制后，還需要輸入電動機的容量、極數(shù)、額定電流、額定電壓、額定功率等。
矢量控制是一電動機的基本運行數(shù)據(jù)為依據(jù)，因此，電動機的運行數(shù)據(jù)就顯得很重要，如果使用的電動機符合變頻器的要求，且變頻器容量和電動機容量相吻合，變頻器就自動搜尋電動機的參數(shù)，否則就需要重新測定。很多類型的變頻器為了方便測量電動機的參數(shù)都設(shè)計安排了電動機參數(shù)的自動測定功能。通過該功能可準確測定電動機的參數(shù)，且提供給變頻器的記憶單元，以便在矢量控制中使用。
矢量控制的要求：
1、一臺變頻器只能帶一臺電動機;
2、電動機的極數(shù)要按說明書的要求，一般以4極為佳;
3、電動機容量與變頻器的容量相當，最多差一個等級;
4、變頻器與電動機件的連線不能過長，一般應(yīng)在30m以內(nèi)，如果超過30m，則需要在連接好電纜后，進行離線自動調(diào)整，以重新測定電動機的相關(guān)參數(shù)。
矢量控制的優(yōu)點：
1、動態(tài)的高速響應(yīng);
2、低頻轉(zhuǎn)矩增大;
3、控制靈活;
矢量控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍：
1、要求高速運轉(zhuǎn)的工作機械;
2、適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境;
3、高精度的電力拖動;
4、四象限運轉(zhuǎn);
上面各位講的都是矢量控制的原理和優(yōu)點，我想對于初學的也許不能理解較深，簡單一點講，矢量控制就是，電機運行于一定速度時，如負載增減，變頻器可以很快調(diào)整電機的輸出力矩而保持速度的恒定，即動態(tài)的高速響應(yīng)，高精度的電力拖動，而V/F控制時如負載增減時速度會有較大變化后才能運行于原設(shè)定速度，對于啟動過程為快速響應(yīng)設(shè)定頻率輸出，會有較高的啟動轉(zhuǎn)矩。
目前國內(nèi)使用變頻器的主要目的就是節(jié)能和調(diào)速，所以針對不同的使用要求，也就出現(xiàn)了控制功能不同的變頻器：常規(guī)V/F控制變頻器和矢量控制變頻器。
常規(guī)V/F控制，電機的電壓降會隨著電機速度的降低而相對增加，這就導致由于勵磁不足而使電機不能獲得足夠的轉(zhuǎn)矩(特別是在低頻率時)。也就是說常規(guī)V /F控制變頻器在低頻率時無法滿足電機額定轉(zhuǎn)矩的輸出。另外，在V/F控制中，用戶根據(jù)負載情況預(yù)先設(shè)定一種u/f曲線，變頻器在工作時就根據(jù)輸出頻率的變化，按照曲線特性調(diào)整其輸出電壓，也就是說V/F控制是使變頻器按照事先安排好的補償程度工作，不能隨負載的變化而改變。但是在以節(jié)能為目的和對速度控制精度要求不高的場合V/F控制變頻器以其優(yōu)越的性價比而得到廣泛的應(yīng)用。
矢量控制變頻器的基本原理是，通過測量和控制異步電動機定子電流矢量，根據(jù)磁場定向原理分別對異步電動機的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進行控制，從而達到控制異步電動機轉(zhuǎn)矩的目的。具體是將異步電動機的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場的電流分量(勵磁電流)和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量(轉(zhuǎn)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。由于矢量控制可以使得變頻器根據(jù)頻率和負載情況實時的改變輸出頻率和電壓，因此其動態(tài)性能相對完善?？梢詫D(zhuǎn)矩進行精確控制;系統(tǒng)響應(yīng)快;調(diào)速范圍廣;加減速性能好等特點。在對轉(zhuǎn)矩控制要求高的場合，以其優(yōu)越的控制性能受到用戶的贊賞。
現(xiàn)在許多新型的通用型變頻器也具備了矢量控制功能，只是在參數(shù)設(shè)定時要求輸入完整的電機參數(shù)。因為矢量控制是以電機的參數(shù)為依據(jù)，因此完整的電機參數(shù)就顯得尤其重要，以便變頻器能有效的識別電機，很好的對電機進行控制矢量控制就是矢量控制，V/F控制就是V/F控制，二者有本質(zhì)的區(qū)別，控制性能差異很大”。
1、矢量控制、V/F控制，二者都是電機變頻調(diào)速時，對電機磁場的控制;
2、V/F控制：
1)是一種粗略的簡單的控制方式，即V/F=定值控制模式;
2)它忽略了定子繞組電阻壓降IoR對磁場的影響，V/F=定值控制模式，雖然阻止了頻率下降、磁場增大的主要問題，但是磁場不是恒定的，而是隨著頻率在下降，造成低頻時磁場弱、電機轉(zhuǎn)矩不足;