變頻器剛出來的時候,只是簡單的控制電壓和頻率的比值(V/F)來調速非同步電機,在低速大扭矩等場合效果非常差。上個70年代初西德的F.Blasschke等人首先提出,以直流電機和交流電機比較的方法闡述了一種控制原理,就是向量控制,也稱磁場定向控制。從此開創了交流電動機和等效直流電動機控制的先河。向量控制變頻調速的做法是把非同步電動機在三相座標系下的定子交流電流Ia、Ib和Ic。透過三相-二相變換,等效成兩相靜止座標系下的交流電流Ia1和Ib1,然後透過按轉子磁場定向旋轉變換,等效成同步旋轉座標系下的直流電流Im1、It1(其中Im1相當於直流電動機的勵磁電流 , 而It1相當於直流電動機的電樞電流),再模仿直流電動機的控制方法,求出直流電動機的控制量,經過相應的座標反變換來實現對非同步電動機的控制。向量控制方法的出現,使得非同步電動機變頻調速在電動機的調速領域裡全方位的處於優勢地位,畢竟非同步電機有結構簡單,價格便宜,維修方便等特點。
本質而言,向量控制是透過測量和控制非同步電動機定子的電流向量,依據磁場定向原理分別對非同步電動機的勵磁電流和轉矩電流來進行控制,從而達到控制非同步電動機轉矩的目的。具體做法是把非同步電動機的定子電流向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),然後分別加以控制,另外同時控制兩分量間的幅值和相位,也就是控制定子電流向量,所以稱這種控制方式稱為向量控制方式。向量控制的過程是透過向量座標電路控制電動機定子電流的大小和相位,以達到對電動機在d、q、0座標軸系中的勵磁電流和轉矩電流分別進行控制,從而達到控制電動機轉矩的目的。透過控制各向量的作用順序和時間及零向量的作用時間,還可以形成各種PWM波,達到各種不同的控制目標。比如形成開關次數最少的PWM波以減少開關損耗。目前在變頻器中實際應用的向量控制方式主要有基於轉差頻率控制的向量控制方式和無速度感測器的向量控制方式兩種了。
要判單一個變頻器是否有向量控制也簡單,透過它啟動電機後,讓電機處於0轉速狀態,用手去盤電機的轉子,如果是鬆動的,一點阻力都沒有,就是假的向量控制,如果是向量控制,電機轉子是可以有百分百扭矩鎖定的,用手是盤不動的,所以向量控制可以使用在一些張力控制場合,或者一些吊車等場合,比如電梯上,可以隨意停下來,帶了很重負載不會下滑,所以零轉速下輸出百分百扭矩的控制需求。
變頻器剛出來的時候,只是簡單的控制電壓和頻率的比值(V/F)來調速非同步電機,在低速大扭矩等場合效果非常差。上個70年代初西德的F.Blasschke等人首先提出,以直流電機和交流電機比較的方法闡述了一種控制原理,就是向量控制,也稱磁場定向控制。從此開創了交流電動機和等效直流電動機控制的先河。向量控制變頻調速的做法是把非同步電動機在三相座標系下的定子交流電流Ia、Ib和Ic。透過三相-二相變換,等效成兩相靜止座標系下的交流電流Ia1和Ib1,然後透過按轉子磁場定向旋轉變換,等效成同步旋轉座標系下的直流電流Im1、It1(其中Im1相當於直流電動機的勵磁電流 , 而It1相當於直流電動機的電樞電流),再模仿直流電動機的控制方法,求出直流電動機的控制量,經過相應的座標反變換來實現對非同步電動機的控制。向量控制方法的出現,使得非同步電動機變頻調速在電動機的調速領域裡全方位的處於優勢地位,畢竟非同步電機有結構簡單,價格便宜,維修方便等特點。
本質而言,向量控制是透過測量和控制非同步電動機定子的電流向量,依據磁場定向原理分別對非同步電動機的勵磁電流和轉矩電流來進行控制,從而達到控制非同步電動機轉矩的目的。具體做法是把非同步電動機的定子電流向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),然後分別加以控制,另外同時控制兩分量間的幅值和相位,也就是控制定子電流向量,所以稱這種控制方式稱為向量控制方式。向量控制的過程是透過向量座標電路控制電動機定子電流的大小和相位,以達到對電動機在d、q、0座標軸系中的勵磁電流和轉矩電流分別進行控制,從而達到控制電動機轉矩的目的。透過控制各向量的作用順序和時間及零向量的作用時間,還可以形成各種PWM波,達到各種不同的控制目標。比如形成開關次數最少的PWM波以減少開關損耗。目前在變頻器中實際應用的向量控制方式主要有基於轉差頻率控制的向量控制方式和無速度感測器的向量控制方式兩種了。
要判單一個變頻器是否有向量控制也簡單,透過它啟動電機後,讓電機處於0轉速狀態,用手去盤電機的轉子,如果是鬆動的,一點阻力都沒有,就是假的向量控制,如果是向量控制,電機轉子是可以有百分百扭矩鎖定的,用手是盤不動的,所以向量控制可以使用在一些張力控制場合,或者一些吊車等場合,比如電梯上,可以隨意停下來,帶了很重負載不會下滑,所以零轉速下輸出百分百扭矩的控制需求。