高性能的通用变频器
1 一般通用变频器的局限性
采用一般的通用变频器给异步电动机供电时,可以实现无级平滑调速,
起动和停车都很方便。
但是,调速时有静差,精度不高,调速范围不过1:10 左右,而且也不能像直流调速系统那样提供很高的动态性能。
2 高性能通用变频器的控制策略
要实现高动态性能,必须充分研究电机的物理模型和动态数学模型。
现
在常用的高性能控制策略有矢量控制和直接转矩控制两种。
矢量控制系统的特点是:采用由转子磁链决定d-轴方向的dq 同步旋转坐
标系,把异步电机的定子电流分解为其励磁分量和转矩分量,得到类似于直流
电机的转矩模型,再采取措施把非线性系统变换成两个独立的转速和转子磁链
的子系统,从而模仿直流电机分别用PI 调节器进行控制。
选用高精度的光电码盘转速传感器时,矢量控制系统的调速范围可达1:1000,动态性能也很好。
但按转子磁链定向会受电机参数变化的影响而失真,从而降低了系统的调速性能,采用智能化调节器可以克服这一缺点,提高系统的鲁棒性。
直接转矩控制系统舍去比较复杂的旋转坐标变换,仅在两相静止坐标系
上构成转矩和定子磁链的反馈信号,并用双位式砰-砰控制代替线性调节器来控制转矩和定子磁链,根据二者的变化选择电压空间矢量的PWM(SVPWM)开关
状态,以控制电机的转速。
这种系统控制结构简单,转矩响应快,又避免了转
子参数变化的影响。
但砰-砰控制会使输出转矩产生脉动,影响系统的低速性能。
从理论基础上看,矢量控制系统和直接转矩控制系统都是基于异步电动
机动态数学模型进行控制的。
在两相坐标系上的异步电动机具有4 阶电压方程。