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台達變頻器(qì)電壓空間矢量(SVPWM)控制(zhì)方式

2014-6-13 14:57:56      點擊:
電壓空間矢量(SVPWM)控制(zhì)方式:
它是以三相(xiàng)波形整體生成效果爲前提,以逼近電機氣隙的(de)理(lǐ)想圓形旋轉磁場(chǎng)軌迹爲目的(de),一次生成三相(xiàng)調制(zhì)波形,以内切多邊形逼近圓的(de)方式進行(xíng)控制(zhì)的(de)。經實踐使用(yòng)後又(yòu)有(yǒu)所改進,即引入頻率補償,能(néng)消除速度控制(zhì)的(de)誤差;通過反饋估算磁鏈幅值,消除低速時定子電阻的(de)影響;将輸出電壓、電流閉環,以提高(gāo)動态的(de)精度和(hé)穩定度。但(dàn)控制(zhì)電路(lù)環節較多,且沒有(yǒu)引入轉矩的(de)調節,所以系統性能(néng)沒有(yǒu)得到(dào)根本改善。矢
量控制(zhì)(VC)方式:
矢量控制(zhì)變頻調速的(de)做法是将異步電動機在三相(xiàng)坐标系下的(de)定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相(xiàng)-二相(xiàng)變換,等效成兩相(xiàng)靜止坐标系下的(de)交流電流Ia1Ib1,再通過按轉子磁場(chǎng)定向旋轉變換,等效成同步旋轉坐标系下的(de)直流電流Im1、It1(Im1相(xiàng)當于直流電動機的(de)勵磁電流;It1相(xiàng)當于與轉矩成正比的(de)電樞電流),然後模仿直流電動機的(de)控制(zhì)方法,求得直流電動機的(de)控制(zhì)量,經過相(xiàng)應的(de)坐标反變換,實現對異步電動機的(de)控制(zhì)。其實質是将交流電動機等效爲直流電動機,分(fēn)别對速度,磁場(chǎng)兩個(gè)分(fēn)量進行(xíng)獨立控制(zhì)。通過控制(zhì)轉子磁鏈,然後分(fēn)解定子電流而獲得轉矩和(hé)磁場(chǎng)兩個(gè)分(fēn)量,經坐标變換,實現正交或解耦控制(zhì)。矢量控制(zhì)方法的(de)提出具有(yǒu)劃時代的(de)意義。然而在實際應用(yòng)中,由于轉子磁鏈難以準确觀測,系統特性受電動機參數的(de)影響較大(dà),且在等效直流電動機控制(zhì)過程中所用(yòng)矢量旋轉變換較複雜,使得實際的(de)控制(zhì)效果難以達到(dào)理(lǐ)想分(fēn)析的(de)結果。
直接轉矩控制(zhì)(DTC)方式:
1985年,德國魯爾大(dà)學的(de)DePenbrock教授首次提出了直接轉矩控制(zhì)變頻技術(shù)。該技術(shù)在很大(dà)程度上(shàng)解決了上(shàng)述矢量控制(zhì)的(de)不足,并以新穎的(de)控制(zhì)思想、簡潔明(míng)了的(de)系統結構、優良的(de)動靜态性能(néng)得到(dào)了迅速發展。目前,該技術(shù)已成功地(dì)應用(yòng)在電力機車(chē)牽引的(de)大(dà)功率交流傳動上(shàng)。 直接轉矩控制(zhì)直接在定子坐标系下分(fēn)析交流電動機的(de)數學模型,控制(zhì)電動機的(de)磁鏈和(hé)轉矩。它不需要将交流電動機等效爲直流電動機,因而省去了矢量旋轉變換中的(de)許多複雜計(jì)算;它不需要模仿直流電動機的(de)控制(zhì),也(yě)不需要爲解耦而簡化交流電動機的(de)數學模型。
矩陣式交—交控制(zhì)方式:
VVVF變頻、矢量控制(zhì)變頻、直接轉矩控制(zhì)變頻都(dōu)是交—直—交變頻中的(de)一種。其共同缺點是輸入功率因數低,諧波電流大(dà),直流電路(lù)需要大(dà)的(de)儲能(néng)電容,再生能(néng)量又(yòu)不能(néng)反饋回電網,即不能(néng)進行(xíng)四象限運行(xíng)。爲此,矩陣式交—交變頻應運而生。由于矩陣式交—交變頻省去了中間直流環節,從而省去了體積大(dà)、價格貴的(de)電解電容。它能(néng)實現功率因數爲l,輸入電流爲正弦且能(néng)四象限運行(xíng),系統的(de)功率密度大(dà)。該技術(shù)目前雖尚未成熟,但(dàn)仍吸引著(zhe)衆多的(de)學者深入研究。其實質不是間接的(de)控制(zhì)電流、磁鏈等量,而是把轉矩直接作爲被控制(zhì)量來實現的(de)。具體方法是:
1、控制(zhì)定子磁鏈引入定子磁鏈觀測器(qì),實現無速度傳感器(qì)方式;
2、自動識别(ID)依靠精确的(de)電機數學模型,對電機參數自動識别;
3、算出實際值對應定子阻抗、互感、磁飽和(hé)因素、慣量等算出實際的(de)轉矩、定子磁鏈、轉子速度進行(xíng)實時控制(zhì);
4、實現Band—Band控制(zhì)按磁鏈和(hé)轉矩的(de)Band—Band控制(zhì)産生PWM信号,對逆變器(qì)開(kāi)關狀态進行(xíng)控制(zhì)。
矩陣式交—交變頻具有(yǒu)快速的(de)轉矩響應(<2ms),很高(gāo)的(de)速度精度(±2%,無PG反饋),高(gāo)轉矩精度(<+3%);同時還具有(yǒu)較高(gāo)的(de)起動轉矩及高(gāo)轉矩精度,尤其在低速時(包括0速度時),可(kě)輸出150%~200%轉矩。
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