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作者(zhě):admin 日期:2018-05-23 點(diǎn)擊數:662
1.U/f=C的正弦脈寬(kuān)調製(SPWM)控製方式
其特點是控製(zhì)電路(lù)結構簡(jiǎn)單、成本較低,機械特性硬度也較好,能夠滿足一般(bān)傳動的平滑調速要求,已在產業的各個領域得到廣(guǎng)泛(fàn)應用。但是,這種控製方式在低頻時,由於輸出電壓較低(dī),轉矩(jǔ)受定(dìng)子電阻壓降的影響比較顯著,使輸(shū)出最大轉矩減小。另外(wài),其機械特性終究沒有直流電動機(jī)硬,動態轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調速性能都還不盡如人意,且係統性能不(bú)高、控製(zhì)曲(qǔ)線會隨負載(zǎi)的變化而變化,轉矩響應(yīng)慢、電機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率不高,低速(sù)時因(yīn)定子電阻和逆變器死區(qū)效應的存在而性(xìng)能(néng)下降,穩(wěn)定(dìng)性變差等。因此人們(men)又研(yán)究出(chū)矢量控製變(biàn)頻調速(sù)。
2. 電(diàn)壓空(kōng)間矢量(SVPWM)控製方式
它是以三(sān)相波形整體生成效果為(wéi)前(qián)提,以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉(zhuǎn)磁場軌跡為(wéi)目的(de),一次生(shēng)成三相調製波形,以內切(qiē)多邊形逼近圓的(de)方式進行(háng)控製(zhì)的。經實踐使用後又有所(suǒ)改進,即引入頻(pín)率補償,能消除速度控(kòng)製的誤差;通過反饋(kuì)估算磁鏈幅值,消除低速時定子電阻的影響;將輸出電壓、電(diàn)流閉環,以提(tí)高動態的精度和穩定(dìng)度(dù)。但控製電路環(huán)節較多,且沒有引入轉矩的調節,所以係統(tǒng)性能沒有得到根本改善(shàn)。
3. 矢量控(kòng)製(VC)方式
矢量控製變(biàn)頻調(diào)速的做法是將異步電動機在三(sān)相坐(zuò)標係(xì)下(xià)的定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相-二相變換,等效成兩相靜止坐標係下(xià)的交流電流Ia1Ib1,再通過按轉子磁場定向旋轉變(biàn)換(huàn),等效成同步旋轉坐(zuò)標係(xì)下的(de)直流電流(liú)Im1、It1(Im1相當於直流(liú)電動(dòng)機(jī)的勵磁電流;It1相當於(yú)與轉矩成正比的電樞電(diàn)流),然後模仿直流電動機的控製方法,求(qiú)得直(zhí)流(liú)電動機的控製量,經過相應(yīng)的坐標反變(biàn)換,實現對異步電動機的控製。其實質是將(jiāng)交流電(diàn)動機等(děng)效為直流電動機,分(fèn)別對速度(dù),磁場(chǎng)兩個分量進行獨立控製。通過控製轉子磁鏈,然(rán)後分解(jiě)定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場兩(liǎng)個(gè)分(fèn)量,經坐(zuò)標(biāo)變換,實現正交或解耦(ǒu)控製。矢量控製方法的提出具(jù)有劃時代(dài)的意義。然而(ér)在實際應用中,由(yóu)於轉子磁(cí)鏈難(nán)以(yǐ)準確觀測,係統(tǒng)特性受(shòu)電動機參數(shù)的影響較大,且在等效直流電動(dòng)機控製過程中所(suǒ)用矢量旋轉變換較(jiào)複雜,使得實際的控製效果難以達(dá)到理想分析的結果。
4 .直接轉矩控製(DTC)方(fāng)式(shì)
1985年,德國魯(lǔ)爾(ěr)大學的DePenbrock教授(shòu)首次提出(chū)了直接轉(zhuǎn)矩控製變頻(pín)技術。該(gāi)技(jì)術在很大程(chéng)度(dù)上解決(jué)了(le)上述矢量控製的不足(zú),並以(yǐ)新穎的(de)控製思(sī)想、簡潔明了的係(xì)統結(jié)構、優良的動靜態性能得到(dào)了迅速發展。目(mù)前,該技術已成功地應用在電力機車牽引的(de)大功率(lǜ)交流(liú)傳動上。
直接轉矩控製直接在定子(zǐ)坐標(biāo)係下分析交流電(diàn)動機的數學模型,控製電(diàn)動機的磁(cí)鏈和轉矩(jǔ)。它不需要(yào)將交(jiāo)流電動機等效為直流電動機,因而省(shěng)去了矢量旋轉變換中的許(xǔ)多(duō)複(fù)雜計算;它不需要模仿(fǎng)直(zhí)流(liú)電(diàn)動機的(de)控製,也不需要為解耦而(ér)簡(jiǎn)化(huà)交流電動機的數學模型(xíng)。
5. 矩陣式交—交控製方式
VVVF變頻、矢量控製變頻、直接轉矩控製變頻都是交-直-交(jiāo)變頻中(zhōng)的一種。其共同(tóng)缺點是輸入功(gōng)率因(yīn)數低,諧(xié)波(bō)電流(liú)大,直流電路(lù)需(xū)要大的(de)儲能電容,再生(shēng)能量又不能反饋(kuì)回電網,即不能進行四象限運行。為此,矩(jǔ)陣式交-交變頻(pín)應運而生。由於矩陣式(shì)交-交變頻(pín)省去了中間直(zhí)流環節,從而(ér)省去了(le)體(tǐ)積大、價(jià)格貴的電(diàn)解(jiě)電容。它能實(shí)現功率因數為l,輸(shū)入(rù)電流為正弦且能(néng)四象限運行,係統的功率密(mì)度大。該技術目前雖尚未(wèi)成(chéng)熟,但仍吸引著(zhe)眾(zhòng)多的學者深入研究。其實質不(bú)是間接的控製電流、磁鏈等量,而是把轉矩(jǔ)直接作為被控(kòng)製量來實現的。具體方法是:
——控製(zhì)定子磁鏈引(yǐn)入定子磁(cí)鏈觀測器(qì),實現無(wú)速度傳(chuán)感器方式;
——自(zì)動識別(ID)依靠精確的電(diàn)機數學模(mó)型,對(duì)電機參數(shù)自動(dòng)識別;
——算出實際(jì)值對應定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算(suàn)出(chū)實際的轉矩、定子磁鏈(liàn)、轉(zhuǎn)子速度(dù)進行實時控製;
——實現BandBand控製按磁鏈和轉矩的Band-Band控(kòng)製產(chǎn)生PWM信號,對逆(nì)變器(qì)開關狀態進行控(kòng)製。
矩(jǔ)陣(zhèn)式交(jiāo)-交變頻具有快速的轉矩響應(<2ms),很高的(de)速度(dù)精(jīng)度(dù)(±2%,無(wú)PG反饋(kuì)),高轉矩精度(dù)(<+3%);同時還(hái)具有較高的起(qǐ)動轉矩及(jí)高轉矩精度,尤其在(zài)低速時(包(bāo)括0速(sù)度時(shí)),可輸出150%~200%轉矩(jǔ)。