電機V/F控制,開環向量控制(SVC),閉環向量控制(FVC)三者區別

變頻小楊發表於2020-09-28

V/F控制模式:

       V/f控制就是保證輸出電壓跟頻率成正比的控制這樣可以使電動機的磁通保持一定,避免弱磁和磁飽和現象的產生,多用於風機、泵類節能型變頻器用壓控振盪器實現 。

       V-F控制的原理是產生一個震盪頻率的電路叫做壓控震盪器,是一個壓敏電容,當受到一個變化的電壓時候它的容量會變化,變化的電容引起震盪頻率的變化,產生變頻。把這個受控的頻率用於控制輸出電壓的頻率,使得受控的電機的轉速變化。

        非同步電動機的轉矩是電機的磁通與轉子內流過電流之間相互作用而產生的,在額定頻率下,如果電壓一定而只降低頻率,那麼磁通就過大,磁迴路飽和,嚴重時將燒燬電機。因此,頻率與電壓要成比例地改變,即改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓,使電動機的磁通保持一定,避免弱磁和磁飽和現象的產生。這種控制方式多用於風機、泵類節能型變頻器。

       那什麼時向量控制呢,向量控制變頻調速的做法是將非同步電動機在三相座標系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相-二相變換,等效成兩相靜止座標系下的交流電流Ia1Ib1,再通過按轉子磁場定向旋轉變換,等效成同步旋轉座標系下的直流電流Im1、It1(Im1相當於直流電動機的勵磁電流;It1相當於與轉矩成正比的電樞電流),然後模仿直流電動機的控制方法,求得直流電動機的控制量,經過相應的座標反變換,實現對非同步電動機的控制。

  其實質是將交流電動機等效為直流電動機,分別對速度,磁場兩個分量進行獨立控制。通過控制轉子磁鏈,然後分解定子電流而獲得轉矩和磁場兩個分量,經座標變換,實現正交或解耦控制。

 

開環向量控制模式(SVC):

       雖說它叫開環向量控制,但它其實不是真正意義上的開環,因為這種控制方式下,其轉速外環還是存在的,只不過這個時候,轉速反饋值不是電機的真正轉速反饋值,而是變頻器根據電機模型算出來的轉速值作為反饋訊號。電機不帶轉速反饋裝置,變頻器依靠自身內部軟體中的轉速觀測器,來計算出電機轉速。從而達到對電機轉速的控制。它本質上是一種“不帶轉速反饋的閉環控制”。

閉環向量控制模式(FVC):

       如果調速系統對電機轉速的控制精度要求非常高,且需要進行位置或者轉矩控制,並對轉矩的穩定性、精度也有要求,那就需要進行閉環向量控制,這時你的電機一定要配編碼器(PG),而帶編碼器的向量控制方式下,轉速反饋值是編碼器測出的實際轉速值,是真正的電機轉速,不是變頻器自己算出來的。

  開環向量控制最終和閉環一樣,也是改變變頻器的脈衝電壓波形,只是因為沒有編碼器的速度反饋,是通過電流環的電流感測器反饋一個電流訊號到微處理器,來參與向量運算,從而實現電機的向量控制。

  要說調速系統的開環控制的話,其實V/F(變頻變壓)控制是才可以說是真正的開環控制,這時變頻器對電機轉速完全不能控制,它只輸出一個固定頻率、固定幅值的電壓,而不管電機此時轉速為多少。

  轉速閉環調速系統中控制器預設的是PID控制,不過一般都把微分控制功能關閉,採用比例積分PI調節器控制。而且PID控制器是變頻器內建的,速度環PID控制器是不需要我們使用者外配的。

 

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