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闭环矢量控制VS开环矢量控制

时间:2018-07-28 16:03:03  作者:admin  来源:abb直流调速  浏览:127  评论:0
内容摘要:  诚邀电源测试工程师们参与小调研,让泰克新5系混合信号示波器(MSO)更好的帮助您解决电源测试难题。【详情】  具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制,并同时控制两分量间的幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以...

  诚邀电源测试工程师们参与小调研,让泰克新5系混合信号示波器(MSO)更好的帮助您解决电源测试难题。【详情】

  具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生的电流分量 (励磁电流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制,并同时控制两分量间的幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以称这种控制方式称为矢量控制方式。简单的说,矢量控制就是将磁链与转矩解耦,有利于分别设计两者的调节器,以实现对交流电机的高性能调速。

  具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生的电流分量 (励磁电流) 和产生转矩的电流分量 (转矩电流) 分别加以控制,并同时控制两分量间的幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以称这种控制方式称为矢量控制方式。简单的说,矢量控制就是将磁链与转矩解耦,有利于分别设计两者的调节器,以实现对交流电机的高性能调速。

  矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无传感器矢量控制方式和有传感器的矢量控制方式等。这样就可以将一台三相异步电机等效为直流电机来控制,因而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。矢量控制算法已被广泛地应用在siemens,ABB,Allen-Bradley,GE,Fuji,SAJ等国际化大公司变频器上。

  矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1,再通过按转子定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流),然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。

  其实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对速度,两个分量进行控制。通过控制转子磁链,然后分解定子电流而获得转矩和两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控制。综合以上:矢量控制无非就四个知识:等效电、磁链方程、转矩方程、坐标变换(包括静止和旋转)。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中,由于转子磁链难以准确观测,系统特性受电动机参数的影响较大,且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂,使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。

  了解了矢量控制的定义和矢量控制的方式,接下来我们一起来了解一下关于闭环矢量控制与开环矢量控制之间到底有何不同。

  SLVC 我们也把它称为开环矢量控制,但它其实不是真正意义上的开环,因为这种控制方式下,其转速外环还是存在的,只不过这个时候,转速反馈值不是电机的真正转速反馈值,而是变频器根据电机模型算出来的转速值作为反馈信号。电机不带转速反馈装置,变频器依靠自身内部软件中的转速观测器,来计算出电机转速。从而达到对电机转速的控制。它本质上是一种“不带转速反馈的闭环控制”,

  如果调速系统对电机转速的控制精度要求非常高,且需要进行或者转矩控制,并对转矩的稳定性、精度也有要求,那就需要进行闭环矢量控制,这时你的电机一定要配编码器,而带编码器的矢量控制即VC控制方式下,转速反馈值是编码器测出的实际转速值,是真正的电机转速,不是变频器自己算出来的。

  开环矢量控制最终和闭环一样,也是改变变频器的脉冲电压波形,只是因为没有编码器的速度反馈,是通过电流环的电流传感器反馈一个电流信号到微处理器,来参与矢量运算,从而实现电机的矢量控制。

  要说调速系统的开环控制的话,其实V/F(变频变压)控制是才可以说是真正的开环控制,这时变频器对电机转速完全不能控制,它只输出一个固定频率、固定幅值的电压,而不管电机此时转速为多少。

  转速闭环调速系统中控制器默认的是PID控制,不过一般都把微分控制功能关闭,采用比例积分PI调节器控制。(如西门子MM440变频器。 )而且PID控制器是变频器内置的,速度环PID控制器是不需要我们用户外配的。

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  ·为了方便电机矢量控制问题的研究,能否由仪器直接得到D-Q变换的结果呢?

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