变频器的矢量控制原理

  在矢量控制系统中,要实现精确的磁场定向矢量控制,需要在异步电动机内安装磁测装置,这种磁通检测装置的精度及可靠性难以保证。同时,要在异步电动机内安装磁通检测装置也很困难。经研究发现,在异步电动机内不直接安装磁通检测装置就可以在通用变频器内部得到与磁通相关的量,由此产生了所谓无速度传感器的矢量控制方式。
  分别对作为基本控制量的励磁电流和转矩电流进行检测,并通过控制电动机定子绕组上的电压频率,使励磁电流和转矩电流的指令及检测值达到一致,从而实现矢量控制。
  采用矢量控制方式的通用变频器调速系统,其静、动态特性都能与直流电动机调速系统相媲美。这是由于采用矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数。有的矢量控制方式的通用变频器,在使用时需要准确地输入异步电动机的参数;有的需要使用速度传感器或编码器,并需使用厂商指定的变频器专用电动机进行控制,否则难以达到理想的控制效果。
  目前,新型矢量控制方式的通用变频器已经具备异步电动机参数自动检测、自动辨识自适应功能。带有这种功能的通用变频器在驱动异步电动机进行正常运行之前,都可以自动地对异步电动机的参数进行辨识,并根据辨识的结果调整控制算法中的有关参数,从而对普通的异步电动机进行有效的矢量控制。
  除了上述无速度传感器矢量控制和转矩矢量控制等可以提高异步电动机转矩控制性能的技术外,目前的新技术还包括异步电动机控制常数的调节及与机械系统匹配的适应性控制等,以提高异步电动机应用性能的技术。为了防止异步电动机转速偏差以及在低速区域获得较理想的平滑调速,应用大规模集成电路并采用专用数字式自动电压调整控制技术的控制方式已实用化,并取得了良好的效果。