变频器原理 ---之安川变频器one[分享]

五、V/f控制与矢量控制
1．  V/f控制
V/f控制是从初期的可控硅变频器到现在通用变频器，一般采用的控制方式。
V/f控制方式，是对应频率f设定变频器输出电压V的方式工。无须象带PG（脉冲发生器）矢量控制方式那样检测电机的转速，可以说是最简便的控制方式。
下图为PWM晶体管变频器的V/f控制回路。


（1）转矩补偿功能

下图显示V/f控制时的电压与频率的关系。将变频器输出电压根据负载机械特性而变化的特点制成曲线。
由下图的曲线可知高起动转矩负载的场合，与恒转矩负载的场合相比，电机定子绕组电压降的补偿设定要大，但如果电压补偿太大，轻载时（定子绕组的电压降少时），电机过励磁（电机铁芯饱和），会造成电机过热或变频器过负载。
因此，设定电压补偿时要根据转矩特性、电机和变频器容量等进行设定。


（2）通过计算转矩进行V/f补偿的方式
该方式是根据变频器的输出电压、电流和频率近似计算负载转矩，并根据该负载转矩调整电压补偿的方式。
不管是在加速还是在恒速运行中，均对V/f进行自动调整。
象这样低速或加速时，根据运行中负载转速战速决的增大等进行电压补偿的方式，叫做转矩补偿。

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2、  矢量控制
   使用感应电机时，为获得伺服电机那样的高速响应性而改善转矩控制性能的方法即为矢量控制。
   下图所示，转矩I2 →I’2变化时，电机定子电流的振幅变化为I1→I’1，同时相位随之变化为θ→θ’，象这样改变电机定子电流的振幅和相位（即电流的瞬时值）的控制方式，叫做矢量控制。


下图为矢量控制PWM变频器的回路。


矢量控制时瞬时电流运算方式
（1）电机定子电流

（2）励磁电流、转子电流相位差

（3）设转差率s对应的频率为fs，则根据电机定子频率f得出

根据转子电流I2得出感应电压E

综合两式得出

（4）设电机转速N对应的频率为fn，则

（5）所以，变频器的输出频率f为

（6）定子频率f与旋转磁场的速度ω（＝2πf）成正比，因此可通过对ω进行积分变换为相位角（角度）。

（7）根据φ与上述θ之和（φ+θ），就能给出电机定子电流的瞬时相位。
（3）的补充

代入后


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