一. 矢量控制理論簡介:
70年代西門子工程師F.Blaschke首先提出異步電機矢量控制理論來解決交流電機轉矩控制問題。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(jù)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等。這樣就可以將一臺三相異步電機等效為直流電機來控制,因而獲得與直流調(diào)速系統(tǒng)同樣的靜、動態(tài)性能。矢量控制算法已被廣泛地應用在siemens,AB,GE,Fuji等國際化大公司變頻器上。
采用矢量控制方式的通用變頻器不僅可在調(diào)速范圍上與直流電動機相匹配,而且可以控制異步電動機產(chǎn)生的轉矩。由于矢量控制方式所依據(jù)的是準確的被控異步電動機的參數(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器。目前新型矢量控制通用變頻器中已經(jīng)具備異步電動機參數(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(jù)辨識結果調(diào)整控制算法中的有關參數(shù),從而對普通的異步電動機進行有效的矢量控制 二. 直接轉矩控制簡介:
在80年代中期,德國學者Depenbrock教授于1985年提出直接轉矩控制,其思路是把電機和逆變器看成一個整體,采用空間電壓矢量分析方法在定子坐標系進行磁通、轉矩計算,通過跟蹤型PWM逆變器的開關狀態(tài)直接控制轉矩。因此,無需對定子電流進行解耦,免去矢量變換的復雜計算,控制結構簡單?!?/span> 直接轉矩控制技術,是利用空間矢量、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)學模型,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(diào)節(jié)器(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內(nèi),容差的大小由頻率調(diào)節(jié)器來控制,并產(chǎn)生PWM脈寬調(diào)制信號,直接對逆變器的開關狀態(tài)進行控制,以獲得高動態(tài)性能的轉矩輸出。它的控制效果不取決于異步電動機的數(shù)學模型是否能夠簡化,而是取決于轉矩而是取決于轉矩的實際狀況,它不需要將交流電動機與直流電動機作比較、等效、轉化,即不需要模仿直流電動機的控制,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數(shù)學模型,沒有通常的PWM脈寬調(diào)制信號發(fā)生器,所以它的控制結構簡單、控制信號處理的物理概念明確、系統(tǒng)的轉矩響應迅速且無超調(diào),是一種具有高靜、動態(tài)性能的交流調(diào)速控制方式。
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