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ABB变频器不同控制方式下机型选择

供稿:北京紫荆捷控科技有限公司 2014/4/16 11:00:48

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     说到变频器,就不能不说交流电动机,因为变频器必须配合电动机使用,被称为“工业的骡马”,支撑着工业的发展。
U/F控制方式(压频比控制)—ABB变频器对应的机型为ACS510系列
     上世纪70年代,最初的变频器出现,即U/F控制的变频器是通过改变同步转速的方式进行调速。分为基频以下和基频以上两种情况。
1.基频以下调速
      为充分利用电动机铁心,发挥电动机产生转矩的能力,在基频下采用恒磁通的控制方式,要保持磁通不变,当频率从额定值向下调节时必须同时降低感应电动势,然而绕组中的感应电动势是难以直接控制的,当电动势值较高时,可以忽略定子电阻和漏磁感抗压降,用定子相电压来替代,即则得定子相电压/频率=常值。
       低频时定子相电压和感应电动势都较小,定子电阻和漏磁感抗压降所占的分量相对较大,电机的转矩变小,可以人为的抬高定子相电压以补偿定子压降,称作低频补偿或转矩提升。
2.基频以上调速
      在基频以上调速时,频率升高,而定子电压却不可能超过额定电压,只能保持进线电压,这将使磁通与频率成反比的下降,使电动机工作在弱磁状态,基本上属于“恒功率调速”
缺点:在低频时,启动转矩不足
应用:一般用于风机,泵等平方转矩负载
 

矢量控制(仿真控制)—ABB变频器对应的机型为ACS550系列
      上世纪80年代,由于U/F控制的局限性,发展出了矢量控制模式的变频器
矢量控制早在上世纪60年代就已出现,并由Siemens在1972年提出,但真正应用还是在微电子技术发展的80年代。
      控制原理是通过对电机控制参数的实时解耦,实现电机的转矩和磁通控制,达到和直流电机一样的调速特性。
      众所周知,异步电动机是一个高阶,非线性,强耦合的复杂系统,矢量控制就是通过坐标系的变换,实现定子侧控制量的解耦,把定子电流中的励磁电流分量和转矩电流分量变成标量独立开来,分别进行控制。这样通过坐标系变换重建的电动机模型就可以等效为一台直流电动机,从而可象直流电动机那样进行快速的转矩和磁通控制。
缺点:处理速度受中央处理器的运算决定,一般为20~30ms
应用:一般用于对可靠性要求不高的恒转矩负载
 

DTC控制(直接转矩控制)—ABB变频器对应的机型为ACS800系列
      上世纪90年代,由ABB公司出了DTC控制模式的变频器DTC控制技术于上世纪80年代中期提出,产品成形于90年代中期。最早出现的产品型号是ACS600,经过近10年的发展,现已被ACS800替代。
      和矢量控制不同,DTC控制摒弃了解耦得思想,取消了旋转坐标系变换,简单地通过检测电机定子电压和电流,借助瞬间空间矢量理论计算电机的磁链和转矩,并根据与给定值比较所得的差值,实现磁链与转矩的直接控制。这种控制模式和其他控制模式在相同处理器的条件下,DTC模式下的运算处理更快,这意味着在负载转矩变化时,可以更加快速的响应负载转矩的变化。
缺点:由于是对电流的控制,所以不能应用在高低高的场合
应用:工程型变频器可以应用在任何交流电机的场合

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