图2.1扶梯工作流程
2.1.2控制方式的比较与选择
⑴V/F控制优缺点
V/F控制方式是最早实现的调速方式,属于转速开环控制,其优点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。缺点是该控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。另外,其机械特性终究没有直流电动机硬,动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意,且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,不能恰当地调整电动机的转矩补偿和适应负载的转矩变化,无法准确地控制电动机的实际转速,转速极低时,由于转矩不足而无法克服较大的静摩擦力时,因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等。尤其是在低速区域由于定子电阻的压降不容忽视而使电压调整比较困难,不能得到较大的调速范围和较高的调速精度。异步电动机存在转差率,转速随负荷力矩变化而变动,即使目前有些变频器具有转差补偿功能及转矩提升功能,也难以实现很高的控制精度,所以采用这种控制的通用变频器的变频调速只适用于一般要求不高的场合。所以它的运用将逐渐被矢量控制所取代。
浅谈一年级班主任工作 ⑵矢量控制
矢量控制的出现,使异步电动机变频调速后的机械特性及动态性能达到了足以和直流电动机调压的调速性能相媲美的程度,从而使异步电动机变频调速在电机的调速领域里全方位的处于优势地位。
矢量控制实现的基本思想:交流电机的转子能够产生旋转的原因,是因为交流电机的定子能产生旋转磁动势。而旋转磁动势是交流电机三相对称的静止绕组通过三相对称的交流电所产生的。但是旋转磁动势一定要三相,在空间位置上相互垂直的,在时间上相位互差90°的两相通于平衡电流也能产生旋转磁动势。
具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量 (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、无速度传感器矢量控制方式和有速度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。
将测得变频器实际输出电流按空间矢量的方式进行分解,形成转矩电流分量与磁通电流分量两个电流闭环,同时又可借助编码器或内置观测器模型来构成速度闭环,这种双闭环控制方式可以改善变频器的动态响应能力,减小滑差,保证系统速度稳定,确保低频时的转矩输出。
采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配,而且可以控制异步电动机产生的转矩。由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数,有的通用变频器在使用时需要准确地输入异步电动机的参数,有的通用变频器需要使用速度传感器和编码器。鉴于电机参数有可能发生变化,会影响变频器对电机的控制性能,目前新型矢量控制通用变频器中已经具备异步电动机参数自动检测、自动辨识、自适应功能,带有这种功能的通用变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对异步电动机的参数进行辨识,并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数,从而对普通的异步电动机进行有效的矢量控制。
以异步电动机的矢量控制为例:
它首先通过电机的等效电路来得出一些磁链方程,包括定子磁链,气隙磁链,转子磁链,其中气息磁链是连接定子和转子的.一般的感应电机转子电流不易测量,所以通过气息来中转,把它变成定子电流.然后,有一些坐标变换,首先通过3/2变换,变成静止的d-q坐标,然后通过前面的磁链方程产生的单位矢量来得到旋转坐标下的类似于直流机的转矩电流分量和磁场电流分量,这样就实现了解耦控制,加快了系统的响应速度.最后再经过2/3变换,产生三相交流电去控制电机,这样就获得了良好的性能。
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