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矢量控制:通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位,以达到控制电动机转矩的目的。
通过控制,又可以形成各种PWM波,达到各种不同的控制目的。目前在变频器中实际应用的矢量控制方式主要有基于转差频率控制的矢量控制方式和无速度传感器的矢量控制方式两种。基于转差频率的矢量控制方式与转差频率控制方式两者的定常特性一致,但是基于转差频率的矢量控制还要经过坐标变换对电动机定子电流的相位进行控制,使之满足一定的条件,以转矩电流过渡过程中的波动。
无速度传感器矢量控制是通过坐标变换处理分别对励磁电流和转矩电流进行控制,然后通过控制电动机定子绕组上的电压、电流辨识转速以达到控制励磁电流和转矩电流的目的。这种控制方式调速范围宽,启动转矩大,工作可靠,操作方便,但计算比较复杂,一般需要专门的处理器来进行计算,因此,实时性不是太理想,控制精度受到计算精度的影响。
变频器是一种用于控制电动机转速的装置,变频器调节电动机的转速是通过改变电机电源电压的频率来实现的,电源频率越大电机的同步转速就越大。这就是变频器的终极功能,其实通过名字“变频器”也可以看出这是一个改变频率的设备。
下面仅仅是粗略的简单介绍一下基本的原理,让我们有一个大体的概念。
目前一般的变频器采用交-直-交的拓扑结构,即先将频率固定的交流市电通过整流桥和平滑电容变成直流电压。
然后该直流电压再经过三相逆变桥变成频率可以变化的三相电压接到电机上,下图即三相逆变桥电路。
以上是硬件部分的基本结构,变频器功能的实现还需要软件的配合,软件的一个基本功能是控制三相逆变桥上六个IGBT的通断。
这里的核心是各个IGBT何时开通、何时关断,相应的控制策略比较多也比较复杂,涉及到的东西比较多,如SPWM、SVPWM、矢量控制、直接转矩控制等等。
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