更精確的變頻器調速方法-PID閉迴路/向(矢)量/轉矩控制
一、 PID閉迴路調速控制
基於電壓/頻率( V/ƒ)變頻調速原理之下,變頻器增加比較電路和PID控制電路,處理目標信號和反饋信號。
控制系統工作時為閉環控制。變頻器給定一個的目標量(電壓或電流的電氣信號),並從負載側所須的控制量取回,作為反饋量,而反饋量可以是頻率ƒ、又或者是壓力、流量、溫度等,是現場須要控制的信號,藉由傳感器轉換成電壓或電流信號進行回饋,反饋量和變頻器側設定之目標量進行比較:當反饋量小於目標量,變頻器給出頻率上升信號,使輸出頻率上升,電動機的轉速隨之上升,並帶動相關的機構,使得要控制的壓力、流量、溫度,隨著轉速上升而做變化;反之,變頻器給出頻率下降信號,電動機的轉速隨之下降而作相應的變化。達到較精確認的控制。
二、向(矢)量控制
向(矢)量控制是交流電動機用模擬直流電動機的控制方法來進行控制。
1)將控制信號按直流電動機的控制方法分為勵磁信號和電樞信號
2)將控制信號按三相交流電動機的控制要求變換為三相交流電控制信號,驅動變頻器的輸出逆變電路。
控制方式:分為無傳感器(開環)和有傳感器(閉環)兩種控制方式。無傳感器控制方式是通過變頻器內部的反饋形成閉環。
控制特點:矢量控制是對電動機的轉速(轉矩) 進行控制,不能對電動機的間接控制量進行控制。
1)使用前要進行自掃描,將電動機的參數輸入變頻器。
2)一台變頻器只能控制一台電動機。
3)向(矢)量控制既能控制電動機的電流幅值,同時又能控制電流的相位(向(矢)量控制名稱的由來)。
性能特點:可從零轉速進行控制,調速範圍寬;可對轉矩進行精確控制,系統響應速度快,速度控制精度高。
三、轉矩控制
直接轉矩控制技術,英語稱為DSC或DTC控制,是繼向(矢)量控制技術之後又一種具有高控制性能的交流調速技術。直接轉矩控制是利用空間向(矢)量、定子磁場定向的分析方法,直接在定子坐標系下分析異步電動機的數學模型,計算與控制異步電動機的磁通量和轉矩,採用離散的兩點式調節器(Band-Band控制),把轉矩檢測值與轉矩給定值作比較,使轉矩波動限制在一定的轉差範圍內,轉差的大小由頻率調節器來控制,並產生PWM脈寬調製信號,直接對逆變器的開關狀態進行控制,以獲得高動態性能的轉矩輸出。直接轉矩控制也是一對一控制,不能一台變頻器控制多台電動機。