您的位置:控制工程论坛网论坛 » 现场总线 » VF控制和矢量控制的一些区别

jijun

jijun   |   当前状态:在线

总积分:5844  2024年可用积分:2

注册时间: 2007-09-24

最后登录时间: 2023-08-18

空间 发短消息加为好友

VF控制和矢量控制的一些区别

jijun  发表于 2011/6/27 10:18:44      2879 查看 5 回复  [上一主题]  [下一主题]

手机阅读

针对异步电机,为了保证电机磁通和出力不变 ,电机改变频率时,需维持电压V和频率F的比率近似不变,所以这种方式称为恒压频比(VF)控制。VF控制-控制简单,通用性强,经济性好,用于速度精度要求不十分严格或负载变动较小的场合。从本质上讲,VF控制实际上控制的是三相交流电的电压大小和频率大小,然而交流电有三要素,就是除了电压大小和频率之外,还存在相位。VF控制没有对电压的相位进行控制,这就导致在瞬态变化过程中,例如突加负载的时候,电机转速受冲击会变慢,但是电机供电频率也就是同步速还是保持不变,这样异步电机会产生瞬时失步,从而引起转矩和转速振荡,经过一段时间后在一个更大转差下保持平衡。这个瞬时过程中没有对相位进行控制,所以恢复过程较慢,而且电机转速会随负载变化,这就是所谓VF控制精度不高和响应较慢的原因。
矢量控制国外也叫磁场定向控制,其实质是在三相交流电的电压大小和频率大小控制的基础上,还加上了相位控制,这个相位在具体操作中体现为一个角度,简单的讲就是电机定子电流相对于转子的位置角。我们知道,电机定子三相对称交流电的综合效果是一个旋转磁铁,通电后这个旋转磁场通过感应在转子上生成三相交流电流,这个电流也等效成一个磁铁,这样就相当于定子磁铁拖着转子磁铁旋转了,这个是电机旋转的基本原理。这里有个问题,就是只有定子磁铁和转子磁铁的相对位置靠得最近,产生的力矩才最大,所以如何在电机三相定子绕组上通电获得最大转矩,实际上还和转子位置有关的。矢量控制会通过实测回来的电流结合电机参数,实时计算出转子位置,这个过程就是所谓的“磁场定向”,然后实时决定三相定子绕组上电压的相位,这样理论上可以做到同样的电流下产生的转矩最优,从而减小电机负载变化时的瞬态过程。此外,矢量控制顺便还会根据转子位置求出转速,利用电机参数对转速进行瞬时补偿,进一步优化了控制性能。
综上,我觉得矢量控制和VF控制的最本质的区别就是加入了电压相位控制上。从操作层面上看,矢量控制一般把电流分解成转矩电流和励磁电流,这里转矩电流和励磁电流的比例就是由转子位置角度(也就是定子电压相位)决定的,这时转矩电流和励磁电流共同产生的转矩是最佳。具体实现可以参考陈老先生的书和其他任何一本讲矢量控制的书。宏观上看,矢量控制和VF控制的电压,电流,频率在电机稳定运行时相差不大,都是三相对称交流,基本上都满足压频比关系,只是在瞬态过程如突加、突减负载的情况下,矢量控制会随着速度的变化自动调整所加电压、频率的大小和相位,使这个瞬时过程更快恢复平衡。至于矢量控制里面那些坐标变换,是一种便于理解和描述的手段,不是本质问题。从电机理论来看,在dq同步旋转坐标系里,三相正弦交流量可以转换成两相直流量,这样可以简化运算,便于数字处理,实际上真实系统里并不存在转矩电流和励磁电流的,这些是一种数学抽象,算完了控制完成后最终还是要体现在实际三相交流电上。好比我们数学里的拉普拉斯变化,可以把微分方程变成代数方程简化运算,运算完了后再反变换回去是一个道理。
1楼 0 0 回复
  • lyc19730508

    lyc19730508   |   当前状态:在线

    总积分:21344  2024年可用积分:2

    注册时间: 2008-03-20

    最后登录时间: 2021-05-27

    空间 发短消息加为好友

    lyc19730508   发表于 2011/6/27 15:19:56

    变频器原理基础知识。不错!
    2楼 回复本楼

    引用 lyc19730508 2011/6/27 15:19:56 发表于2楼的内容

  • aaing

    aaing   |   当前状态:在线

    总积分:27966  2024年可用积分:0

    注册时间: 2007-04-27

    最后登录时间: 2023-08-21

    空间 发短消息加为好友

    aaing   发表于 2011/6/28 8:36:45

    “VF控制-控制简单,通用性强,经济性好,用于速度精度要求不十分严格或负载变动较小的场合。”

    3楼 回复本楼

    引用 aaing 2011/6/28 8:36:45 发表于3楼的内容

  • atmupkeep

    atmupkeep   |   当前状态:在线

    总积分:5759  2024年可用积分:0

    注册时间: 2011-05-08

    最后登录时间: 2023-08-15

    空间 发短消息加为好友

    atmupkeep   发表于 2011/6/28 15:31:58

    “从本质上讲,VF控制实际上控制的是三相交流电的电压大小和频率大小,然而交流电有三要素,就是除了电压大小和频率之外,还存在相位。VF控制没有对电压的相位进行控制,这就导致在瞬态变化过程中,例如突加负载的时候,电机转速受冲击会变慢,但是电机供电频率也就是同步速还是保持不变,这样异步电机会产生瞬时失步,从而引起转矩和转速振荡,经过一段时间后在一个更大转差下保持平衡。这个瞬时过程中没有对相位进行控制,所以恢复过程较慢,而且电机转速会随负载变化,这就是所谓VF控制精度不高和响应较慢的原因。”

    4楼 回复本楼

    引用 atmupkeep 2011/6/28 15:31:58 发表于4楼的内容

  • fung

    fung   |   当前状态:在线

    总积分:7505  2024年可用积分:0

    注册时间: 2006-11-24

    最后登录时间: 2023-08-16

    空间 发短消息加为好友

    fung   发表于 2011/6/28 20:55:49

    经验参数这个说法, 我觉得似乎不是很严谨!
    5楼 回复本楼

    引用 fung 2011/6/28 20:55:49 发表于5楼的内容

  • hypermill9

    hypermill9   |   当前状态:在线

    总积分:7709  2024年可用积分:0

    注册时间: 2007-02-07

    最后登录时间: 2023-08-18

    空间 发短消息加为好友

    hypermill9   发表于 2011/7/7 14:30:19

    很好的原理基础知识

    难题不会,基础不清

    提倡论坛多一些基础和现场案例

    6楼 回复本楼

    引用 hypermill9 2011/7/7 14:30:19 发表于6楼的内容

总共 , 当前 /