变频器中常用的控制方式-电子工程世界

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

2.1 非智能控制方式

　　在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。

　　(1) V/f控制

　　V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性，基于在改变电源频率进行调速的同时，又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的，通用型变频器基本上都采用这种控制方式。V/f控制变频器结构非常简单，但是这种变频器采用开环控制方式，不能达到较高的控制性能，而且，在低频时，必须进行转矩补偿，以改变低频转矩特性。

　　(2) 转差频率控制

　　转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式，它是在V/f控制的基础上，按照知道异步电动机的实际转速对应的电源频率，并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率，就可以使电动机具有对应的输出转矩。这种控制方式，在控制系统中需要安装速度传感器，有时还加有电流反馈，对频率和电流进行控制，因此，这是一种闭环控制方式，可以使变频器具有良好的稳定性，并对急速的加减速和负载变动有良好的响应特性。

　　(3) 矢量控制

　　矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位，以达到对电动机在d、q、0坐标轴系中的励磁电流和转矩电流分别进行控制，进而达到控制电动机转矩的目的。通过控制各矢量的作用顺序和时间以及零矢量的作用时间，又可以形成各种PWM波，达到各种不同的控制目的。例如形成开关次数最少的PWM波以减少开关损耗。目前在变频器中实际应用的矢量控制方式主要有基于转差频率控制的矢量控制方式和无速度传感器的矢量控制方式两种。

　　基于转差频率的矢量控制方式与转差频率控制方式两者的定常特性一致，但是基于转差频率的矢量控制还要经过坐标变换对电动机定子电流的相位进行控制，使之满足一定的条件，以消除转矩电流过渡过程中的波动。因此，基于转差频率的矢量控制方式比转差频率控制方式在输出特性方面能得到很大的改善。但是，这种控制方式属于闭环控制方式，需要在电动机上安装速度传感器，因此，应用范围受到限制。

　　无速度传感器矢量控制是通过坐标变换处理分别对励磁电流和转矩电流进行控制，然后通过控制电动机定子绕组上的电压、电流辨识转速以达到控制励磁电流和转矩电流的目的。这种控制方式调速范围宽，启动转矩大，工作可靠，操作方便，但计算比较复杂，一般需要专门的处理器来进行计算，因此，实时性不是太理想，控制精度受到计算精度的影响。

　　(4) 直接转矩控制

　　直接转矩控制是利用空间矢量坐标的概念，在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩，通过检测定子电阻来达到观测定子磁链的目的，因此省去了矢量控制等复杂的变换计算，系统直观、简洁，计算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。即使在开环的状态下，也能输出100%的额定转矩，对于多拖动具有负荷平衡功能。

　　(5) 最优控制

　　最优控制在实际中的应用根据要求的不同而有所不同，可以根据最优控制的理论对某一个控制要求进行个别参数的最优化。例如在高压变频器的控制应用中，就成功的采用了时间分段控制和相位平移控制两种策略，以实现一定条件下的电压最优波形。

　　(6) 其他非智能控制方式

　　在实际应用中，还有一些非智能控制方式在变频器的控制中得以实现，例如自适应控制、滑模变结构控制、差频控制、环流控制、频率控制等。

　　2.2 智能控制方式

　　智能控制方式主要有神经网络控制、模糊控制、专家系统、学习控制等。在变频器的控制中采用智能控制方式在具体应用中有一些成功的范例。

　　(1) 神经网络控制

　　神经网络控制方式应用在变频器的控制中，一般是进行比较复杂的系统控制，这时对于系统的模型了解甚少，因此神经网络既要完成系统辨识的功能，又要进行控制。而且神经网络控制方式可以同时控制多个变频器，因此在多个变频器级联时进行控制比较适合。但是神经网络的层数太多或者算法过于复杂都会在具体应用中带来不少实际困难。

　　(2) 模糊控制

　　模糊控制算法用于控制变频器的电压和频率，使电动机的升速时间得到控制，以避免升速过快对电机使用寿命的影响以及升速过慢影响工作效率。模糊控制的关键在于论域、隶属度以及模糊级别的划分，这种控制方式尤其适用于多输入单输出的控制系统。

　　(3) 专家系统

　　专家系统是利用所谓“专家”的经验进行控制的一种控制方式，因此，专家系统中一般要建立一个专家库，存放一定的专家信息，另外还要有推理机制，以便于根据已知信息寻求理想的控制结果。专家库与推理机制的设计是尤为重要的，关系着专家系统控制的优劣。应用专家系统既可以控制变频器的电压，又可以控制其电流。

　　(4) 学习控制

　　学习控制主要是用于重复性的输入，而规则的PWM信号(例如中心调制PWM)恰好满足这个条件，因此学习控制也可用于变频器的控制中。学习控制不需要了解太多的系统信息，但是需要1~2个学习周期，因此快速性相对较差，而且，学习控制的算法中有时需要实现超前环节，这用模拟器件是无法实现的，同时，学习控制还涉及到一个稳定性的问题，在应用时要特别注意。

　　3、变频器控制的展望

　　随着电力电子技术、微电子技术、计算机网络等高新技术的发展，变频器的控制方式今后将向以下几个方面发展。

　　(1) 数字控制变频器的实现

　　现在，变频器的控制方式用数字处理器可以实现比较复杂的运算，变频器数字化将是一个重要的发展方向，目前进行变频器数字化主要采用单片机MCS51或80C196MC等，辅助以SLE4520或EPLD液晶显示器等来实现更加完善的控制性能。

　　(2) 多种控制方式的结合

　　单一的控制方式有着各自的优缺点，并没有“万能”的控制方式，在有些控制场合，需要将一些控制方式结合起来，例如将学习控制与神经网络控制相结合，自适应控制与模糊控制相结合，直接转矩控制与神经网络控制相结合，或者称之为“混合控制”，这样取长补短，控制效果将会更好。

　　(3) 远程控制的实现

　　计算机网络的发展，使“天涯若咫尺”，依靠计算机网络对变频器进行远程控制也是一个发展方向。通过RS485接口及一些网络协议对变频器进行远程控制，这样在有些不适合于人类进行现场操作的场合，也可以很容易的实现控制目标。

　　(4) 绿色变频器

　　随着可持续发展战略的提出，对于环境的保护越来越受到人们的重视。变频器产生的高次谐波对电网会带来污染，降低变频器工作时的噪声以及增强其工作的可靠性、安全性等等这些问题，都试图通过采取合适的控制方式来解决，设计出绿色变频器。

　　4、结束语

　　变频器的控制方式是一个值得研究的问题，依靠致力于这项工作的有识之士的共同努力，使国产变频器早日走向世界市场并且成为一流的产品。

关键字：变频器控制方式引用地址：变频器中常用的控制方式

上一篇：会纹身的机器人，就问你敢不敢？
下一篇：机械手臂“智商”瞬间拔高？背后有啥秘密科技

推荐阅读最新更新时间：2024-05-03 00:35

交流电机的工作原理和控制方式

　　交流电机是一种将交流电能转换为机械运动能的电动机。它的工作原理是利用交流电产生的旋转磁场，使电机的转子也跟随着旋转。根据电机的不同结构形式，可以分为同步电机、异步电机和无刷直流电机等类型。交流电机广泛应用于家庭电器、机械设备、工业生产等领域。　　交流电机的工作原理是靠电场和磁场的相互作用。简单来说，当通电时，电流会在电线上产生一个磁场。如果将这个电线的末端与另一根电线相互靠近，然后加上另一根电线的电流，这两个磁场就会相互作用，产生一个旋转力矩，从而使电机运转。　　在交流电路中，电源产生交流电流，这个电流流过定子线圈，产生一个不断变化的磁场。再将转子上的线圈与电源相连，线圈会产生一个电流，也就是转子电流。由于定子磁场

[嵌入式]

基于DSP的数字移相器-变压变频器模块的设计与实现

　　移相器简介　　两个同频信号，特别是工频信号之间的移相，在电力行业的继电保护领域中是一个模拟、分析事故的重要手段。传统的移相方式都是通过三相供电用特殊变压器抽头，以跨相的方法进行移相，可统称为电工式移相。还有一种方法就是在信号衰减后，经模拟电路或数字电路实现移相，再由功放进行放大输出，一般称为电子式移相。工频信号经倍频电路（一般为3600或36000倍频）产生倍频信号送至微CPU，由其经过D/A转换器进行波形重新合成，同时微CPU改变合成波形的起始点时间，再经功放放大输出实现移相，一般称为程控式移相。　　现在常用的数字移相器由以下几个功能模块组成：变频单元（变压变频器），变流单元（升流器），移相单元（数字相位表），数字电压

[嵌入式]

变频器过电压故障原因分析及对策

1 引言变频器过电压故障保护是变频器中间直流电压达到危险程度后采取的保护措施，这是变频器设计上的一大缺陷，在变频器实际运行中引起此故障的原因较多，可以采取的措施也较多，在处理此类故障时要分析清楚故障原因，有针对性的采取相应的措施去处理。 2 变频器过电压的危害变频器过电压主要是指其中间直流回路过电压，中间直流回路过电压主要危害在于: (1) 引起电动机磁路饱和。对于电动机来说，电压主过高必然使电机铁芯磁通增加，可能导致磁路饱和，励磁电流过大，从面引起电机温升过高; (2) 损害电动机绝缘。中间直流回路电压升高后，变频器输出电压的脉冲幅度过大，对电机绝缘寿命有很大的影响; (3) 对中间直流回路滤波电容器寿命有直接影响，严

[电源管理]

十种变频器维修方法，值得收藏！

1 报警参数检查法〖例 1〗某变频器有故障，无法运行并且LED显示“UV”（under voltage的缩写），说明书中该报警为直流母线欠压。因为该型号变频器的控制回路电源不是从直流母线取的，而是从交流输入端通过变压器单独整流出的控制电源。所以判断该报警应该是真实的。所以从电源入手检查，输入电源电压正确，滤波电容电压为0伏。由于充电电阻的短路接触器没动作，所以与整流桥无关。故障范围缩小到充电电阻，断电后用万用表检测发现是充电电阻断了。更换电阻马上就修好了。〖例 2〗有一台三垦IF 11Kw的变频器用了3年多后，偶尔上电时显示“AL5”（alarm 5 的缩写），说明书中说CPU被干扰。经过多次观察发现是在充电电阻短路接触器

[嵌入式]

变频器核心技术打破国外垄断

　　10年前吕洪章搭上了全部身家，将资金投入到了自己的创业公司——青岛威控电气有限公司，被他 “拉下水”的还有一位学长。下面就随工业控制小编一起来了解一下相关内容吧。　　在创业之前，他在青岛已经打拼了整整十年，十年里，他在国企干过，在私企干过，也在外企干过，但从来没想过要创业当老板。　　“给别人打工，总会有些想法实现不了。 ”10年前，吕洪章所在的公司进行战略调整，原本要被派到外地工作的吕洪章，选择了辞职创业。在变频器行业摸爬滚打十年的吕洪章，立志打造一个对业界有贡献的公司。　　专注于特种变频器　　一副黑色半框眼镜、头发不长，穿着简单利索……眼前的吕洪章完全看不出已经45岁，创业10年依旧充满干劲和活力

[工业控制]

变频调速器与变频器的区别

变频调速器是把工频电源（50Hz或60Hz）变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。一般调速器用于直流电机的调速，也就是改变直流电机电枢电压的幅值，n（转速）=k×U（电枢电压）。其控制结构比较简单。而变频器也是—

[嵌入式]

反馈控制方式实现均流的原理图

反馈控制方式实现均流的原理图图反馈控制方式实现均流的原理图图是上述反馈控制方式的原理图，逆变电源的输出电流由互感器检测，经整流滤波放大后得到直流电压UB，它反映了该电源的输出电流的大小。各电源的UB信号通过电阻RS连到公共均流母线。母线上的电压UA反映了所有电源UB的平均值。当某一逆变电源的输出电流大于平均负载电流时，UB UA时，该电源的控制放大器N1使其给定电压Ug减小，迫使该电源的输出电压降低；反之，使其输出电压升高。这样，通过比较输出电流与平均负载电流的偏差值来调节输出电压，从而达到均流的目的。

[电源管理]

反馈<font color='red'>控制</font><font color='red'>方式</font>实现均流的原理图

变频器的应用实例(二)

一、恒流量供液系统（变频器自带PID控制器）如图1-1所示为变频器流量PID调节控制系统。传感器是4～20mA输出的2线式流量传感器，传感器的电源是外供电+24V。流量传感器测量流量信号，经过变频器的A/D（模/数）转换后，经过PID运算，输出一个电动机运行的频率，通常是当泵的流量低于设定值时，电动机升速，而当泵的流量高于设定值时，电动机减速。变频器流量PID调节控制系统与PID有关的参数说明见表1-2。 PID相关参数说明二、张力控制（变频器自带PID控制器）张力控制在工业控制中较为常见，如图2-1所示为变频器薄板张力PID调节控制的系统。RP是电位器，给定系统所需要的张力数值，传感器测量张力数值，当张力数

[嵌入式]

热门资源推荐
热门放大器推荐

小广播

热门活动

换一批

■2024 瑞萨电子MCU/MPU工业技术研讨会——深圳、上海站，火热报名中

■有奖直播报名中！抢占工业4.1先机文晔科技日等你来！

■罗姆有奖直播 | 重点解析双极型晶体管的实用选型方法和使用方法

■STM32N6终于要发布了，ST首款带有NPU的MCU到底怎么样，欢迎小伙们来STM32全球线上峰会寻找答案！