當前位置:首頁檢測中心基礎知識 │ 變頻器的v/f控制

變頻器的v/f控制

  • 瀏覽次數:27642次
  • 發(fā)布時間:2014/12/2 9:54:46
  • 作者:銀河電氣

  變頻器的v/f控制是通過調整變頻器的輸出電壓和輸出頻率之比,來改變電機在調速過程中機械特性的控制方式,是變頻器最基本的控制方式。
  異步電機在負載轉矩不變的情況下,降低頻率使電機轉速下降,將導致輸出功率下降;而電機的輸入功率并不因為頻率下降而自動下降。因此,頻率下降時將導致輸入功率與輸出功率之間的嚴重失衡,使傳遞能量的電磁功率和磁通相對大幅增加,電機的磁路嚴重飽和,勵磁電流的波形嚴重畸變,產生很大的尖峰電流。因此,變頻器必須在降低頻率的同時,相應地降低輸出電壓,才能維持輸入功率與輸出功率之間的平衡。
  既要在低頻運行時同時降低輸出電壓,又要保證此時電機能輸出足夠的轉矩以拖動負載,這就要求我們根據不同的負載特性適當地調整v/f比,以得到需要的電機機械特性。

1 變頻器正比型v/f曲線控制


  變頻器的v/f控制的基本思想是u/f=c,定義在頻率為fx、電壓為ux時的表達式為ux/fx=c,其中c為常數,就是“壓頻比系數”。圖1中所示就是變頻器正比型運行v/f曲線。

 變頻器正比型運行v/f曲線
圖1變頻器正比型運行v/f曲線

  由圖1可以看出,變頻器v/f控制調整電壓和頻率之比,輸出電壓隨頻率上升而上升,保持恒定轉矩輸出;當電動機的運行頻率高于一定值時,變頻器的輸出電壓不再隨頻率的上升而上升,將該特定值稱為基本運行頻率,用fb表示。在通常情況下,基本運行頻率是電動機的額定頻率,如電動機銘牌上標識的50hz或60hz。同時與基本運行頻率對應的變頻器輸出電壓稱之為最大輸出電壓,用vmax表示。
  當電動機的運行頻率超過基本運行頻率fb后,u/f不再是一個常數,而是隨著輸出頻率的上升而減少,電動機磁通也因此減少,變成“弱磁調速”狀態(tài)?;具\行頻率是決定變頻器的逆變波形占空比的一個設置參數,當設定該值后,變頻器cpu將基本運行頻率值和運行頻率進行運算后,調整變頻器輸出波形的占空比來達到調整輸出電壓的目的。因此,在一般情況下,不要隨意改變基本運行頻率的參數設置,如確有必要,一定要根據電動機的參數特性來適當設值,否則,容易造成變頻器過熱、過流等現象。

2變頻器補償起動轉矩型v/f曲線控制


  變頻器在啟動或極低速運行時,根據v/f曲線,電動機此時對應輸出的電壓較低,轉矩受定子電阻壓降的影響比較顯著,這就導致勵磁不足而使電動機不能獲得足夠的旋轉力,因此需要對轉矩進行補償,這稱為轉矩補償。通常的做法是對輸出電壓做一些提升補償,以補償定子電阻上電壓降引起的輸出轉矩損失,從而改善電動機的輸出轉矩。如圖2變頻器轉矩補償運行曲線,將輸出電壓v0相對于恒定轉矩v/f曲線作適當提高,以補償定子在低頻時定子電阻引起的壓降,提高電機的轉矩,適應大起動轉矩需求的調速對象。

 變頻器轉矩補償型運行v/f曲線
圖2變頻器轉矩補償型運行v/f曲線

v0—手動轉矩提升電壓、vmax—最大輸出電壓、f0—轉矩提升的截止頻率、fb—基本運行頻率

 

3變頻器遞減型v/f曲線控制


  對于風機、水泵類負載,當管網特性不變時其軸功率N近似地與轉速n的3次方成正比,即N∝n3,其轉矩M近似地與轉速n平方成正比,即M∝n2。當工作轉速降低時,轉矩以平方關系降低。對于這種負載,如果變頻器的v/f特性是正比關系,則低速時電機的提供轉矩遠大于負載轉矩,從而造成功率因數和效率的嚴重下降。為了適應這種負載的需要,使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關系減小,從而減小電機的磁通Φ和勵磁電流,使功率因數保持在適當的范圍內。遞減的v/f(如圖3中,變頻器遞減型運行v/f曲線)曲線適用于風機、水泵類負載。

 變頻器遞減型運行v/f曲線
圖3變頻器遞減型運行v/f曲線

  相對于其他變頻器的控制方式,v/f控制使用簡單,沒有復雜的算法流程、坐標變換及電機模型辨識過程。用戶使用起來相對容易很多。而且,由于它屬于開環(huán)控制,不管負載如何擾動,它都不受影響,輸出固定值,所以在某些時候,它反而更加穩(wěn)定一些,不易受外界環(huán)境干擾。但是,也正是因為它本質上屬于開環(huán)控制,所以它的控制精度是比較低的,不可能做到像矢量控制那樣的無偏差控制。


Copyright 2010-2017 myyfit.com, All Rights Reserved 湖南銀河電氣有限公司 版權所有 湘ICP備09002592號-5