VF控制和矢量控制的區(qū)別之歐陽(yáng)與創(chuàng)編

歐陽(yáng)與創(chuàng)編 歐陽(yáng)與創(chuàng)編 2021.03.08歐陽(yáng)與創(chuàng)編 歐陽(yáng)與創(chuàng)編 2021.03.08VF控制和矢量控制的—些時(shí)間：2021.03.08創(chuàng)作：歐陽(yáng)與我是黴變頻貉開(kāi)發(fā)的?線(xiàn)人靈，有遼完整的針對(duì)三相舁步電機(jī)和永磁同步電機(jī)變頻器開(kāi)發(fā)經(jīng)歷，產(chǎn)品也在市場(chǎng)上賣(mài)，學(xué)歷方面，在國(guó)內(nèi)正規(guī)學(xué)校拿彩了電機(jī)工程的博士學(xué)辰C無(wú)炫燿M意，冗是說(shuō)明在這個(gè)領(lǐng)域坨較熟恐丿，陳伯實(shí)奎先生的書(shū)基本翻淫蔥，也和陳奎先主同桌吃R艮?？吹接慪侖坨較熱釈，也來(lái)發(fā)個(gè)肓，談?wù)剬?duì)變頻器VF控制.矢量控制的認(rèn)識(shí)。針對(duì)舁步電機(jī)，為T(mén)保證電機(jī)磁通和曲力不變,電機(jī)改變頻率時(shí)，霜維持電壓V和頻率F的比率近倣不變,所嘆這種方天稱(chēng)為惶壓頻兀CVFJ控制。VF控制-控制筒單，逋用性強(qiáng),經(jīng)濟(jì)性好，用于速度精度要禾不十分嚴(yán)裕茨負(fù)載變動(dòng)較小的場(chǎng)合。從茶質(zhì)上講，VF控制實(shí)際上控制的是三相交流電的電壓大小和頻率大小，然而交流電有三要素，就是除了電壓大小和頻率宅外，還存在相T迂。VF控制坎有對(duì)電壓的相辰進(jìn)行控制，達(dá)就尋致在瞬走變丫匕過(guò)程中，例如突加負(fù)載的時(shí)候，電機(jī)祥速受沖去會(huì)變慢，但是電機(jī)供電頻率也就是同步速還是保持不變，這樣舁步電機(jī)會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)失步，從而引起特矩和轉(zhuǎn)速振蕩，經(jīng)過(guò)?段時(shí)間后在?個(gè)更大轉(zhuǎn)差下保持平衡。這個(gè)瞬時(shí)過(guò)程中坎有對(duì)相辰迸行控制，所嘆恢夏過(guò)程較慢，而且電機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)甌負(fù)載變T匕，達(dá)就是所謂VF控制精度不高和響應(yīng)較慢的原因。矢量控制國(guó)外邇叫磁場(chǎng)定向控制，其實(shí)質(zhì)是在三相交流電的電壓大小和頻率大小控制的基砒上，還加上T相伍控制，達(dá)個(gè)相辰在具體操乍中體現(xiàn)為?個(gè)角皮,筒單的講就是電機(jī)定子電流相對(duì)于轉(zhuǎn)子的辰置角。我切知道，電機(jī)定子三相對(duì)稱(chēng)交流電的綜合玫果是?個(gè)淀轉(zhuǎn)磁鐵,通電后達(dá)個(gè)陡轉(zhuǎn)磁場(chǎng)通辺翅應(yīng)在轉(zhuǎn)子上生慶三相交流電流，達(dá)個(gè)電流也等玫慶?個(gè)磁鉄，達(dá)樣就相當(dāng)于定孑磁鐵無(wú)看轉(zhuǎn)子磁鐵淀轉(zhuǎn)了，這個(gè)是電機(jī)癥轉(zhuǎn)的基本原理。這里有個(gè)問(wèn)題，就是只有定子磁扶和轉(zhuǎn)子磁鐵的相對(duì)辰置靠得最近，產(chǎn)生的力矩才最大，所嘆如阿在電機(jī)三相定子統(tǒng)組上通電獲得最大轉(zhuǎn)矩，實(shí)際上還和轉(zhuǎn)子辰置有關(guān)的。矢量控制會(huì)通遼實(shí)測(cè)回來(lái)的電流結(jié)合電機(jī)參數(shù)，實(shí)時(shí)計(jì)算凹轉(zhuǎn)子辰置，這個(gè)過(guò)程就是所謂的“磁場(chǎng)定向"，然后實(shí)時(shí)決定三相定子統(tǒng)組上電壓的相辰，達(dá)樣理丫侖上可嘆做到同樣的電流下產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩最優(yōu)，從而喊小電機(jī)負(fù)載變7匕時(shí)的瞬廢過(guò)程。此外，矢量控制順便還會(huì)根據(jù)轉(zhuǎn)子佞置乖曲轉(zhuǎn)速，利用電機(jī)參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)速迸行瞬時(shí)補(bǔ)償，進(jìn)?步憂(yōu)化T控制性能。綜上，我覺(jué)得矢量控制和VF控制的最茶質(zhì)的區(qū)列就是加入了電壓相伍控制上。從操年層面上看，矢量控制_股把電流分解慶轉(zhuǎn)矩電流和勵(lì)磁電流，達(dá)里鈴矩電流和勵(lì)磁電流的坨例就是由轉(zhuǎn)子辰置角度Ctt就是定子電壓相佞）決定的，這時(shí)轉(zhuǎn)矩電流和勵(lì)磁電流柴同產(chǎn)圭的轉(zhuǎn)矩是最住。具體實(shí)現(xiàn)可嘆參考陳老先圭的書(shū)和其他任阿一茶講矢量控制的夯。宏觀上看，矢量控制和VF控制的電壓，電流，頻率在電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)相差不大，都是三相對(duì)秫交流，基卒上都滿(mǎn)足壓頻比靈系:，只是在瞬走遼程如突力口.突痢負(fù)載的情況下，矢量控制會(huì)陵著速度的變T匕自動(dòng)調(diào)整所加電壓.頻率的大小和相T迂，便達(dá)個(gè)瞬時(shí)過(guò)程更快恢夏平衡。至于矢量控制里面那些坐標(biāo)變換,是?種便于理解和描述的手段，不是本質(zhì)問(wèn)題。從電機(jī)理絶來(lái)看，在dq同步癥轉(zhuǎn)坐標(biāo)菜里，三相正弦交流量可嘆轉(zhuǎn)換慶兩相直流量，這樣可嘆筒丫匕運(yùn)算，便于數(shù)字處理，實(shí)際上真實(shí)菜統(tǒng)里莽不存在轉(zhuǎn)矩電流和勵(lì)磁電流的，這些是?種數(shù)學(xué)抽象，第完了控制完慶后最終還是要體現(xiàn)在實(shí)際三相交流電上。好尤我芮數(shù)學(xué)里的扌丘普拉斯變7匕，刁嘆把激分方程變慶代數(shù)方程簡(jiǎn)7匕運(yùn)算，運(yùn)算完T后再反變換回去是?個(gè)道理。対志斌奎師刁能對(duì)矢量控制理解有疾，茨者可能苗上坎把榜理本質(zhì)說(shuō)得很清楚。劉志斌老師的弟—點(diǎn)“1.電虧的電流落后電壓90度，你能控制達(dá)個(gè)負(fù)陵嗎2“這與話(huà)是非常正確，電翅的電流落后電壓90度，對(duì)純電塑而茗達(dá)個(gè)90角度是不可能控制的，但是不能推岀“9?所謂對(duì)定子電流解耦，對(duì)有功電流“無(wú)功電流分列控制是司說(shuō)言，繭肴是無(wú)知的笑話(huà)！"。對(duì)電機(jī)而言，我想達(dá)個(gè)他壇里很多人應(yīng)該學(xué)遼電機(jī)學(xué)，知道三相舁步電機(jī)的等玫電路，三相舁步電機(jī)電塑可嘆認(rèn)為是不變的，便是轉(zhuǎn)子的等效電阻刁嘆看慶兩部分，?部分是轉(zhuǎn)子本身的實(shí)際電阻「2,不考虔溫度什么的這個(gè)可汰認(rèn)為不變，另一個(gè)是負(fù)載等玫電阻flsjr2/sCs是轉(zhuǎn)差率丿，這個(gè)實(shí)際上和轉(zhuǎn)差有耒，邇就是說(shuō)跟電機(jī)的同步速.負(fù)載等因素有關(guān)了，達(dá)樣轉(zhuǎn)子的等玫電阻實(shí)際上是可變的，電機(jī)電翅和電阻的坨例耒系:養(yǎng)不是闔定的，那么通過(guò)改變同步速和相應(yīng)的電壓-相辰，對(duì)有功電流.無(wú)功電流的分列控制是刁行的，而矢量控制就是提供了這么?種耄圧。達(dá)里我契澄清一下，“對(duì)有功電流、無(wú)功電流的分列控制"，養(yǎng)不是疣你能把有功電流、充功電流控制到任怠值，想怎么控制就惹么控制，對(duì)舁步電機(jī)而言，無(wú)功電流來(lái)運(yùn)是翅性，這是原理決定的，你不可能把它控制慶容牲無(wú)功，而且有功電流.無(wú)功電流的組合產(chǎn)生的韓矩決須和負(fù)載平衡，這個(gè)是約東條件。矢量控制的目標(biāo)，實(shí)際上是“逋過(guò)對(duì)有功電流“無(wú)功電流的分列控制實(shí)現(xiàn)憂(yōu)Y匕組合：迄彩瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩最優(yōu)，動(dòng)態(tài)過(guò)程最短的目的。而VF控制少T達(dá)么?個(gè)對(duì)電流瞬時(shí)控制的過(guò)程，是粗線(xiàn)條的控制，理7侖上就要差些。好兀你讓?個(gè)小第干話(huà)，VF控制就是“小第，你把達(dá)個(gè)東西做曲來(lái)：給曲—個(gè)要乖就行T；矢量控制就是你不只是告訴小弟把達(dá)個(gè)東西黴岀來(lái)，而且還要告訴他，第?步怎么搞，弟二步惹么蕩，細(xì)節(jié)怎么處理,這樣顯然后看得對(duì)的結(jié)慕要精細(xì)些。上面是—些理丫侖分析，從實(shí)際來(lái)看，VF控制是目前變頻器主流控制方法，輔嘆適為的補(bǔ)償方法刁嘆提宮具性能。目前趕高VF控制牲能的壬要方法有：低頻力矩補(bǔ)償、死區(qū)補(bǔ)償"動(dòng)愆磁通控制、踉蹤自啟動(dòng)等，可嘆適用于80%嘆上的工況。在某些對(duì)動(dòng)愆要來(lái)很高的場(chǎng)合，則需要T更用矢量控制，如伺服印耐<o矢量控制是根據(jù)測(cè)量彩的電流、電壓和磁通等數(shù)據(jù)，結(jié)合電機(jī)內(nèi)邰的電阻電翅茅參數(shù)計(jì)第岀為前的轉(zhuǎn)速和佞置，養(yǎng)進(jìn)行決要的修正，從而在不同頻率下運(yùn)行時(shí)，得對(duì)更好的控制模武:。田于計(jì)算量較大，且霜要知道電機(jī)內(nèi)邰參數(shù)，所需數(shù)據(jù)中的相為部分，—股用尸是很難得彩的。這給矢量控制的應(yīng)用帶來(lái)T困難。對(duì)此，變頻器都決須配置自動(dòng)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)參數(shù)的功能。慈體而言，矢量控制可嘆得彩更好的牲能，低頻轉(zhuǎn)矩大，動(dòng)走響應(yīng)好，但應(yīng)用比較不方便，如棗參數(shù)不合適可能還不能穩(wěn)定運(yùn)行，廢用純圍受對(duì)—些阻制。實(shí)際中推薦用尸能用VF控制就盡量不用矢量控制。事實(shí)上大多數(shù)情況增加了轉(zhuǎn)矩提升、死區(qū)補(bǔ)償、滑差補(bǔ)償?shù)母呱艿腣F能滿(mǎn)足絶大郃分要來(lái)，而且穩(wěn)定牲更好。目前矢量控制的至要問(wèn)題是適用牲不如VF強(qiáng),VF基本上什么舁步電機(jī)都能上，便是矢量控制在專(zhuān)用電機(jī)能迄彩的最高水平itVFM塵莫及。我彩西門(mén)子參觀的時(shí)候，他切對(duì)電機(jī)的控制彩了令人震驚的程度，那就尾用三合電機(jī)分列駆動(dòng)一合時(shí)鐘的秒針、分針和時(shí)針！想想是什么概念：12小時(shí)鈴?圏啊，達(dá)種超低速控制是