5种成都变频器的控制方式，电工你都知道吗？

来源：http://www.hz-delixi.cn/news719708.html 发布时间：2021-11-15 15:19:00

简介:变频器是将工频电源(50Hz或60Hz)转换成各种频率的交流电源，实现电机变速运行的装置。控制电路控制主电路，整流电路将交流电源转换为DC电源，DC中间电路平滑整流电路的输出，逆变电路将DC电源逆变为交流电源。

对于矢量控制变频器等需要大量运算的变频器来说，有时需要一个CPU进行转矩计算和一些相应的电路。变频调速是通过改变电机定子绕组的供电频率来达到调速的目的。

一、变频器的分类

电工，你知道变频器的五种控制方式吗？

变频器有许多分类方法:

根据主电路工作方式的分类，可分为电压型逆变器和电流型逆变器。按照开关方式分类，可分为PAM控制逆变器、PWM控制逆变器和高载波频率PWM控制逆变器。

根据工作原理，可分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器。

按用途分类，可分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。

二、变频器的工作原理:

我们知道，交流电机的同步速度表示位:

n=60 f(1-s)/p (1)

其中n为异步电动机的转速；F——异步电动机的频率；S——电动机的转差率；电机的p极对。从公式(1)可以看出，转速n与频率f成正比，只有改变频率f才能改变电机的转速，当频率f在0 ~ 50 Hz范围内变化时，电机转速的调节范围很宽。变频器是通过改变电机供电频率来实现调速的理想高效、高性能调速手段。

三.逆变器接线图

电工，你知道变频器的五种控制方式吗？

四.逆变器控制模式

低压通用变频输出电压380 ~ 650 V，输出功率0.75 ~ 400 kW，工作频率0 ~ 400 Hz。其主电路采用交流-DC-交流电路。其控制模式经历了以下四代。

正弦脉宽调制控制模式

它具有控制电路结构简单、成本低、机械硬度好的特点，能够满足一般变速器平稳调速的要求，已广泛应用于工业的各个领域。但在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降影响较大，使最大输出转矩降低。

此外，其机械特性毕竟不如DC电机硬，动态扭矩能力和静态调速性能也不尽如人意。而且系统性能不高，控制曲线会随着负载的变化而变化，转矩响应慢，电机转矩利用率不高。低速时，由于定子电阻和逆变器死区效应的存在，性能和稳定性变差。因此，人们开发了矢量控制变频调速。

空间矢量控制模式

它基于三相波形的整体生成效果，以逼近电机气隙理想圆形旋转磁场轨迹为目标，一次生成三相调制波形，并以内多边形逼近圆的方式进行控制。

经过实际使用，得到了改进，即频率补偿可以消除速度控制的误差；通过磁链幅值的反馈估计，消除了低速时定子电阻的影响。闭环输出电压和电流，提高动态精度和稳定性。但控制回路环节多，没有引入转矩调节，系统性能没有得到根本改善。

矢量控制模式

矢量控制变频调速的方法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic，通过三相到两相的变换，转换成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再根据转子磁场通过定向旋转变换，转换成同步旋转坐标系下的DC电流Im1、IT1(Im1相当于DC电机的励磁电流；1相当于电枢电流与转矩成正比)，然后模仿DC电机的控制方法得到DC电机的控制量，通过相应的坐标逆变换实现对异步电机的控制。

交流电机本质上相当于DC电机，速度和磁场两个分量是独立控制的。通过控制转子磁链，然后分解定子电流，得到转矩和磁场两个分量。通过坐标变换，实现正交或解耦控制。矢量控制方法具有划时代的意义。但在实际应用中，由于转子磁链难以精确观测，系统特性受电机参数影响较大，等效DC电机控制过程中采用的矢量旋转变换复杂，使得实际控制效果难以达到理想的分析结果。

直接转矩控制模式

1985年，德国鲁尔大学德彭布罗克教授首次提出直接转矩控制变频技术。该技术很大程度上解决了矢量控制的上述不足，并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构和优异的动静态性能得到了快速发展。

目前，该技术已成功应用于电力机车牵引的大功率交流传动。直接转矩控制直接分析交流电机在定子坐标系下的数学模型，控制电机的磁链和转矩。不需要将交流电机等同于DC电机，省去了矢量旋转变换中许多复杂的计算。它不需要模仿DC电机的控制或简化交流电机的数学模型进行解耦。

矩阵交-交控制模式

VVVF变频、矢量控制变频和直接转矩控制变频都是交流-DC-交流变频的一种。常见的缺点是输入功率因数低，谐波电流大，DC电路储能电容大，不能向电网反馈再生能量，即不能四象限运行。

于是，矩阵式交-交变频应运而生。矩阵式交-交变频省去了中间的DC环节，从而省去了体积大、价格高的电解电容。它可以实现功率因数为L，输入电流为正弦，可以工作在四象限，系统功率密度高。虽然这项技术还不成熟，但它仍然吸引了许多学者对其进行深入研究。本质上不是间接控制电流和磁链等值，而是直接实现转矩作为被控量。