VF控制與矢量控制的原理與區別,最言簡意賅的解讀,沒有之一!

VF控制與矢量控制的原理與區別,最言簡意賅的解讀,沒有之一!

一、什麼是VF控制

針對異步電機,為了保證電機磁通和出力不變(轉矩不變) ,電機改變頻率時,需維持

電壓V 和頻率F 的比率近似不變,所以這種方式稱為恆壓頻比( VF)控制。VF 控制-控制

簡單,通用性強,經濟性好,用於速度精度要求不十分嚴格或負載變動較小的場合。從本質上講,

VF 控制實際上控制的是三相交流電的電壓大小和頻率大小,然而交流電有三要素,就是除

了電壓大小和頻率之外,還存在相位。VF 控制沒有對電壓的相位進行控制,這就導致在瞬

態變化過程中, 例如突加負載的時候, 電機轉速受衝擊會變慢, 但是電機供電頻率也就是同

步速還是保持不變, 這樣異步電機會產生瞬時失步, 從而引起轉矩和轉速振盪, 經過一段時

間後在一個更大轉差下保持平衡。這個瞬時過程中沒有對相位進行控制, 所以恢復過程較慢,

而且電機轉速會隨負載變化,這就是所謂VF 控制精度不高和響應較慢的原因。

VF控制與矢量控制的原理與區別,最言簡意賅的解讀,沒有之一!

二、什麼是矢量控制

矢量控制國外也叫磁場定向控制,其實質是在三相交流電的電壓大小和頻率大小控制

的基礎上, 還加上了相位控制,這個相位在具體操作中體現為一個角度, 簡單的講就是電機

定子電流相對於轉子的位置角。

三、VF與矢量控制橫屏

綜上,我覺得矢量控制和VF控制的最本質的區別就是加入了電壓相位控制上。從操作

層面上看, 矢量控制一般把電流分解成轉矩電流和勵磁電流, 這裡轉矩電流和勵磁電流的比

例就是由轉子位置角度(也就是定子電壓相位) 決定的, 這時轉矩電流和勵磁電流共同產生

的轉矩是最佳。宏觀上看, 矢量控制和VF 控制的電壓,電流,頻率在電機穩定運行時相差

不大,都是三相對稱交流,基本上都滿足壓頻比關係,只是在瞬態過程如突加、突減負載

的情況下,矢量控制會隨著速度的變化自動調整所加電壓、頻率的大小和相位,使這個瞬

時過程更快恢復平衡。

VF控制與矢量控制的原理與區別,最言簡意賅的解讀,沒有之一!

變頻器採用V/F 控制方式時,對電機參數依賴不大,一般強調“空載電流”的大小。變

頻器作矢量控制時,對電機參數的依賴很大,所以必須對電機作旋轉自整定(自學習) ,參

數自整定前,必須設置正確的電機機型參數,完全脫開電機負載。

矢量控制, 把輸出電流分勵磁和轉矩電流並分別控制, 轉矩可控, 系統是一個以轉矩做

內環,轉速做外環的雙閉環控制系統。它既可以控制電機的轉速,也可以控制電機的扭矩。

矢量控制原理是模仿直流電動機的控制原理,根據異步電動機的動態數學模型,利用一

系列座標變換把定子電流矢量分解為勵磁分量和轉矩分量, 對電機的轉矩電流分量和勵磁分

量分別進行控制,在轉子磁場定向後實現磁場和轉矩的解耦,從而達到控制異步電動機轉矩

的目的,使異步電機得到接近他勵直流電機的控制性能。

VF控制與矢量控制的原理與區別,最言簡意賅的解讀,沒有之一!

具體做法是將異步電動機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流分量(勵磁電流)和產

生轉矩的電流分量(轉矩電流)分別加以控制,並同時控制兩分量間的幅值和相位,即控制定

子電流矢量, 所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。矢量控制分有速度傳感器矢量控制和

無速度傳感器矢量控制兩種,前者精度高後者精度低。矢量控制系統的無速度傳感器運行方

式,首先必須解決電機轉速和轉子磁鏈位置角的在線辨識問題。常用的方法有基於檢測定子

電流信號的辨識方法, 有同時使用電流檢測信號和電壓檢測信號的辨識方法, 還有根據電流

檢測信號和逆變器的開關控制信號重構電壓信號的方法。


分享到:


相關文章: