通用型變頻器 帶矢量控制模式，不僅能在速度范圍內(nèi)匹配DC電機(jī)，還能控制異步電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。因?yàn)槭噶靠刂颇Ｊ绞腔诒豢禺惒诫姍C(jī)的精確參數(shù)，所以有些電機(jī)通用變頻器需要精確輸入異步電機(jī)的參數(shù)，有些則需要使用速度傳感器和編碼器。由于電機(jī)參數(shù)可能發(fā)生變化，這會(huì)影響到對(duì)電機(jī)的控制性能。根據(jù)辨識(shí)結(jié)果，可以調(diào)整控制算法中的相關(guān)參數(shù)，從而對(duì)普通異步電機(jī)進(jìn)行有效的矢量控制。
異步電機(jī)矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，使異步電機(jī)的調(diào)速達(dá)到了與DC電機(jī)相當(dāng)?shù)母呔群涂焖夙憫?yīng)性能。異步電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)比DC電機(jī)簡(jiǎn)單牢固，轉(zhuǎn)子沒(méi)有碳刷滑環(huán)等電接觸點(diǎn)，應(yīng)用前景十分廣闊。其優(yōu)點(diǎn)和適用范圍總結(jié)如下:
1.矢量控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):
動(dòng)態(tài)“快速響應(yīng)”DC電機(jī)受整流限制，不允許過(guò)高的di/dt。異步電機(jī)只受逆變器容量的限制，強(qiáng)制電流的倍數(shù)可以很高，所以速度響應(yīng)快，一般達(dá)到毫秒級(jí)，在快速性上已經(jīng)超過(guò)了DC電機(jī)。
低頻時(shí)轉(zhuǎn)矩增加一般為VFD(VVVF控制)。低頻時(shí)，轉(zhuǎn)矩往往低于額定轉(zhuǎn)矩，5Hz以下不能滿負(fù)荷工作。而矢量控制VFD可以保持磁通不變，轉(zhuǎn)矩與之成線性關(guān)系，因此可以在極低頻率下使電機(jī)的轉(zhuǎn)矩高于額定轉(zhuǎn)矩。
控制的靈活性DC電機(jī)常根據(jù)不同的負(fù)載對(duì)象選擇他勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)合勵(lì)等形式。它們具有不同的控制特性和機(jī)械特性。在異步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)中，同一臺(tái)電機(jī)可以輸出不同的特性。通過(guò)使用不同的函數(shù)發(fā)生器作為系統(tǒng)中的磁通調(diào)節(jié)器，可以獲得他勵(lì)或串勵(lì)DC
電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。
采用矢量控制，電機(jī)在低速時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩，如(無(wú)速度傳感器)1Hz(對(duì)于4極電機(jī)，其轉(zhuǎn)速約為30r/min)可達(dá)到電機(jī)在50Hz時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩(最大約為額定轉(zhuǎn)矩的150%)。
對(duì)于常規(guī)的V/F控制，電機(jī)的壓降隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的降低而增大，導(dǎo)致勵(lì)磁不足，使電機(jī)不能獲得足夠的旋轉(zhuǎn)力。為了彌補(bǔ)這一不足，VFD需要提高電壓來(lái)補(bǔ)償電機(jī)降速造成的電壓降。VFD的這個(gè)功能叫做“扭矩提升”。
轉(zhuǎn)矩提升功能是增加VFD的輸出電壓。然而，即使輸出電壓增加很多，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩也不能相應(yīng)地增加到其電流。因?yàn)殡姍C(jī)電流包含了電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩分量和其他分量(如勵(lì)磁分量)。
矢量控制分配電機(jī)的電流值，從而確定電機(jī)電流分量和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的其他電流分量(如勵(lì)磁分量)的值。
矢量控制可以通過(guò)響應(yīng)電機(jī)端的壓降來(lái)優(yōu)化補(bǔ)償，在不增加電流的情況下讓電機(jī)產(chǎn)生大轉(zhuǎn)矩。該功能對(duì)于改善電機(jī)低速時(shí)的溫升也是有效的。
2.矢量控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍
要求高速響應(yīng)的工作機(jī)械:比如工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的速度響應(yīng)至少需要100rad/s，矢量控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最大速度響應(yīng)可以達(dá)到1000rad/s，保證機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)快速準(zhǔn)確的工作。
適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境:如造紙機(jī)、印染機(jī)等要求在高濕、高溫、腐蝕性氣體環(huán)境下工作，異步電機(jī)比DC電機(jī)更適合。
3.高精度電氣傳動(dòng):如鋼板卷取機(jī)屬于恒張力控制，對(duì)電氣傳動(dòng)的動(dòng)靜態(tài)精度要求高，可在高速(弱磁)、低速(點(diǎn)動(dòng))、停車時(shí)強(qiáng)制制動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用矢量控制后，靜態(tài)容差為0.02%，完全可以取代V-M DC調(diào)速系統(tǒng)。
4.四象限運(yùn)行:比如以前高速電梯的曳引由DC驅(qū)動(dòng)，現(xiàn)在逐漸被異步電機(jī)矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)取代。