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刘志斌

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V/F控制和矢量控制的区别?

刘志斌  发表于 2008/10/13 13:58:09      11843 查看 114 回复  [上一主题]  [下一主题]

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 变频器控制中的 V/F 控制 和矢量控制  有些什么区别???
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    刘志斌   发表于 2008/10/6 22:24:21

    1、变频器变频变压,第一个遇到的问题是,如何生成正弦波交流电;


    2、如果生成正弦波交流电,那么电机气隙就是理想圆形旋转磁场轨迹;


    3、用PWM调宽调制波代替正弦波,尽管具体操作方式不同,但本质都是一样的;


    4、为了保持定子气隙磁场的稳定采取U/F为定值的输出方式;


    5、这样变频器首先实现了输出电压、频率的自动控制,即同步转速n1的闭环控制;


    6、由于电动机在其稳定运行区,依靠转子转速n2的微小变化控制电磁转矩的大小跟随负载变化,具有机械的硬特性,可认为转子转速n2基本不变为恒速电机;


    7、这种只控制输出频率、控制同步转速n1,即同步转速n1的闭环控制,依靠异步电机的机械硬特性实现异步电机转子的异步控制,已经能够满足众多负载的调速要求;

    2楼 回复本楼

    引用 刘志斌 2008/10/6 22:24:21 发表于2楼的内容

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    刘志斌   发表于 2008/10/6 22:27:00

    1、但是与直流电机转子转速的闭环控制相比,机械特性还不很硬,即异步电机变频控制,还不是转子转速n2的精确闭环控制!


    2、如何实现变频器的转子转速n2的精确闭环控制?首先要解决的是转子电磁转矩的控制!


    3、变频器的能力是变频、变压,即控制同步转速n1;


    4、而异步转子电磁转矩的大小,与电压U、转差及转差率S有直接关系;


    5、而同步转速n1与转差、转差率S有关;


    6、如果检测转子转速n2的变化,给定转子转速n2,比较控制同步转速n1就实现了转子电磁转矩的跟随负载大小的控制,从而实现转子转速n2的闭环控制,达到直流电机的硬特性!


    7、这就是所谓矢量控制的物理本质!


    8、如果检测转子转速n2的变化,给定转子转速n2,比较控制U,也就实现了转子电磁转矩的跟随负载大小的控制,从而实现转子转速n2的闭环控制,达到直流电机的硬特性!


    9、这就是所谓直接转矩控制的物理本质!



     

    3楼 回复本楼

    引用 刘志斌 2008/10/6 22:27:00 发表于3楼的内容

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    刘志斌   发表于 2008/10/6 22:29:25


    1、实际上U/F控制的本质就是n1的闭环控制,转矩控制的本质就是n2的闭环控制;
    2、不管那种控制都是通过PWM调宽调制的包络实现的,只是闭环控制参数的不同,而电机的机械特性硬度不同,适应不同负载的需要而已;
    3、这就是所谓矢量控制的物理本质!也是矢量控制的真实操作过程!
    4、变频器控制异步电动机,它是根据电动机的机械特性操作的,这才是问题的本质!
    4楼 回复本楼

    引用 刘志斌 2008/10/6 22:29:25 发表于4楼的内容

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    刘志斌   发表于 2008/10/6 22:30:18


     
    支持国产变频 14楼 回复时间:2007-12-10 15:17:00

     

    不同意刘工的很多观点,
    简单的根据转速,转差变化,调节定子频率,相应的调节电压来达到调速的目的,这是简单的vvvf控制,包括滑差频率控制等等方式,矢量控制和直接转矩控制采用的算法是完全不一样的,通过电机模型的计算,得到电机电磁转矩,直接控制电磁转矩达到最直接的调速控制方式.简单的vvvf控制自己的控制特点决定了达不到矢量控制的响应速度,举两个例子,比如给定一个阶跃响应,简单的调频调压的响应速度达不到几个ms,因为需要检测的量几个ms都没有变化,没有办法调节,而矢量控制就可以达到这种响应.还有简单的vvvf控制不能准确计算出电磁转矩,只是一个对转矩的粗略控制,而矢量控制等方式可以完成对转矩的准确控制,可以完成十分精确的调速,比如要求控制很小的准确的距离,几个毫米,简单的vvvf就没有什么办法了,而矢量控制就可以通过准确的转矩按设定曲线完成诸如此类的任务,呵呵!欢迎大家讨论.
    5楼 回复本楼

    引用 刘志斌 2008/10/6 22:30:18 发表于5楼的内容

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    刘志斌   发表于 2008/10/6 22:31:06

    “不同意刘工的很多观点”,首先谢谢你,很多,还是一个一个的解决?!一个一个的说?!
    6楼 回复本楼

    引用 刘志斌 2008/10/6 22:31:06 发表于6楼的内容

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    刘志斌   发表于 2008/10/6 22:32:35


    1、直流电机调速系统,如果是速度闭环控制,检测的就是电机转子转速,给定的就是转子转速,比较放大控制的就是可控硅的导通角,控制输出电压,控制转子转速;
    2、你能说说它的响应速度有什么问题?!
    3、我很想知道你说的闭环控制的参数是什么?!
    7楼 回复本楼

    引用 刘志斌 2008/10/6 22:32:35 发表于7楼的内容

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    刘志斌   发表于 2008/10/6 22:35:33


     
    支持国产变频 18楼 回复时间:2007-12-11 10:00:00

     

    不同意刘工说v/f控制和矢量控制本质区别仅仅是闭环控制参数的区别.
    一般调速控制有几种闭环模式,通常速度控制环是最外环,因为速度本身的变化是机械量,变化慢,与电机电流,电磁转矩,磁链等的变化速度是不同的,其实,任何调速的控制目标都只能是电机的电磁转矩,速度的变化是电磁转矩与负载转矩的相减后一个比例关系,所以要达到高精度的调速,最终的目标是快速的控制电机的电磁转矩,所以简单的VVVF控制,通过稳态的方式调调频,调调压,只是简单的根据速度的变化来调节,与矢量控制,直接转矩控制根本的区别就在这,矢量控制,直接转矩控制可以比较准确的计算出转矩(不是100%准确),可以达到很快的转矩响应,很多电机控制领域,不简单的要求速度响应,还要求转矩的准确快速响应,这中场合,简单VVVF控制都没有准确计算转矩的环节,更谈不上去控制了,只是通过速度反馈来调频调压只是最简单的调速方式,所以说简单的VVVF控制与矢量控制有最本质的区别.
    关于直流电机的控制,因为其本身控制很简单,转矩的计算也很简单,所以可以很容易达到转矩的快速应用,不需要讨论了.


     

    支持国产变频   19楼 回复时间:2007-12-11 10:02:00

     

    不同意刘工说的" 变频器控制异步电动机,它是根据电动机的机械特性操作的"
    在很多变频器应用场合,只要求变频器和电机系统发挥设定的转矩曲线,要适应任何外部负载的变化,机械负载的变化对变频器的影响仅仅是让电机达到又一个速度平衡点而已.
    8楼 回复本楼

    引用 刘志斌 2008/10/6 22:35:33 发表于8楼的内容

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    刘志斌   发表于 2008/10/6 22:38:12

     “关于直流电机的控制,因为其本身控制很简单,转矩的计算也很简单,所以可以很容易达到转矩的快速应用,不需要讨论了”

    1、直流电机调速系统,如果是速度闭环控制,检测的就是电机转子转速,给定的就是转子转速,比较放大控制的就是可控硅的导通角,控制输出电压,控制转子转速;
    2、你的这个理论“通常速度控制环是最外环,因为速度本身的变化是机械量,变化慢,与电机电流,电磁转矩,磁链等的变化速度是不同的”在这里同样存在!
    3、但是直流电机调速系统,如果是速度闭环控制,却没有你说的“响应速度慢”,控制不能“达到高精度的调速”!
    4、所以你的“速度本身的变化是机械量,变化慢”的理论是错误的!
    9楼 回复本楼

    引用 刘志斌 2008/10/6 22:38:12 发表于9楼的内容

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    刘志斌   发表于 2008/10/6 22:39:49


      “不同意刘工说的" 变频器控制异步电动机,它是根据电动机的机械特性操作的”

       我提一个最基本的问题:
    1、异步电机在工频380V运行时,电机的转矩大小是如何跟随负载变化的?
    2、异步电机在工频380V运行时,电机的转矩大小不跟随负载变化吗?
    3、异步电机在工频380V运行时,电机的转矩大小跟随负载变化的响应速度是多少?是慢还是快?“支持国产变频”你认为是多少毫秒?

    10楼 回复本楼

    引用 刘志斌 2008/10/6 22:39:49 发表于10楼的内容

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    刘志斌   发表于 2008/10/6 22:43:57


      “不同意刘工说的" 变频器控制异步电动机,它是根据电动机的机械特性操作的”

       我来回答这个最基本的问题:
    1、异步电机在工频380V运行时,电机的转矩大小是如何跟随负载变化的?
    当电机运行在机械特性的稳定运行区(也就是异步电机启动后),当负载转矩大、小变化时,首先是转子速度n2的慢、快变化,同时发生转差、转差率S的大、小变化,同时发生转子感生电势、感生电流的大、小变化,同时发生转子电磁转矩的大、小的变化;在电磁转矩与负载转矩相等平衡后,电机在新的转速n2下恒速运转;如果没有电机转子速度的增量△n2的存在,就没有电磁转矩的增量△T存在;
    2\ 支持国产变频的电机转矩控制,即电机转矩的增量△T存在的根据是什么?没有转子转速的增量△n2的存在,就没有转子感生势、感生电流的变化,你的转矩控制就是一句空话!
    11楼 回复本楼

    引用 刘志斌 2008/10/6 22:43:57 发表于11楼的内容

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