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變頻器的V/F控制與矢量控制（3）
3、矢量控制：
1)矢量控制，不忽略定子繞組電阻壓降IoR對磁場的影響，采用(V-IoR)/F=定值控制模式，或者是勵磁電流Io=定值控制模式;
2)它不忽略定子繞組電阻壓降IoR對磁場的影響，(V-IoR)/F=控制模式，或者是勵磁電流Io=定值控制模式，磁場是恒定的，而不是隨著頻率在下降，低頻時不存在磁場弱、電機(jī)轉(zhuǎn)矩不足的問題;
3)如果磁場能控制在電機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)上，變頻調(diào)速時的運(yùn)行參數(shù)與工頻運(yùn)行參數(shù)的關(guān)系明確，可精確計(jì)算轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)無速度傳感器的速度閉環(huán)控制;
4、矢量控制、V/F控制，由于都是磁場控制，這兩種控制方式在接近工頻運(yùn)行時，磁場趨于一致，性能趨于一致，所以這兩種控制的差別主要在低頻端;
“‘當(dāng)負(fù)載增大時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降時，轉(zhuǎn)差增大，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢、電流增大，轉(zhuǎn)矩增大，’補(bǔ)充一下，電流完全是開環(huán)失控狀態(tài)，接下來的后果就是IGBT--咚--的一聲巨響，整臺變頻器燈滅灰飛(極端說法)。”
1、‘當(dāng)負(fù)載增大時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降時，轉(zhuǎn)差增大，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢、電流增大，轉(zhuǎn)矩增大’是異步電機(jī)的工作轉(zhuǎn)矩原理，有了這一條，異步電機(jī)才有可能在工頻運(yùn)行了幾個世紀(jì)!
2、如果負(fù)載嚴(yán)重過載，異步電機(jī)可能進(jìn)入堵轉(zhuǎn)區(qū)，如不及時停電停車，就會燒電機(jī);
3、變頻人都懂這個道理，所以變頻調(diào)速控制電路，設(shè)有電流失速保護(hù)電路;
4、誰也沒有把‘當(dāng)負(fù)載增大時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降時，轉(zhuǎn)差增大，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢、電流增大，轉(zhuǎn)矩增大’與失速保護(hù)看成矛盾的，而看成是相輔相成的!
常規(guī)V/F控制，電機(jī)的電壓降會隨著電機(jī)速度的降低而相對增加，這就導(dǎo)致由于勵磁不足而使電機(jī)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(jī)額定轉(zhuǎn)矩的輸出。另外，在V/F控制中，用戶根據(jù)負(fù)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(bǔ)償程度工作，不能隨負(fù)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(jī)定子電流矢量，根據(jù)磁場定向原理分別對異步電動機(jī)的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行控制，從而達(dá)到控制異步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。具體是將異步電動機(jī)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(fù)載情況實(shí)時的改變輸出頻率和電壓，因此其動態(tài)性能相對完善。可以對轉(zhuǎn)矩進(jìn)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(diǎn)。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(jī)參數(shù)。因?yàn)槭噶靠刂剖且噪姍C(jī)的參數(shù)為依據(jù)，因此完整的電機(jī)參數(shù)就顯得尤其重要，以便變頻器能有效的識別電機(jī)，很好的對電機(jī)進(jìn)行控制變頻器節(jié)能主要是因?yàn)楣に嚿洗嬖诠?jié)能空間，在不存在節(jié)能空間的電機(jī)上使用變頻器，反而會增加電耗，因?yàn)樽冾l器也要消耗部分電能。
從本質(zhì)上說只要它做功，就要消耗電能，轉(zhuǎn)化成其他的能量，因此肯定要遵守能量守恒定律，而變頻器本身有整流中間直流電路逆變等，這就要消耗電能，從這方面講它只是增加了能耗，而并非節(jié)能。至于變頻器的節(jié)能關(guān)鍵還是看你怎樣利用。
變頻器在工頻下運(yùn)行，具有節(jié)電功能，是事實(shí)。但是他的前提條件是：第一,大功率并且為風(fēng)機(jī)/泵類負(fù)載;第二，裝置本身具有節(jié)電功能(軟件支持);第三，長期連續(xù)運(yùn)行。這是體現(xiàn)節(jié)電效果的三個條件。除此之外，無所謂節(jié)不節(jié)電，沒有什么意義。一般交流電動機(jī)的機(jī)械特性曲線是一定的，理論和實(shí)際都已證明，當(dāng)負(fù)載功率小于電動機(jī)的額定功率時，其效率隨著負(fù)載轉(zhuǎn)矩的減少而降低，也就是說，電動機(jī)輕載時會相對費(fèi)電。而變頻器會根據(jù)負(fù)載的大小自動調(diào)整V/f值(其中V 為電動機(jī)定子繞組的電壓，f為定子繞組的電壓變化頻率)，改變電動機(jī)的機(jī)械特性曲線，使其與負(fù)載相適應(yīng)，從而使效率得到提高，達(dá)到節(jié)能之目的.