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AB 变频器矢量控制技术及应用 摘 要：FORCE 技术是指磁场定向控制，其可以独立控制电机的磁 通量和转矩电流来实现精确的转矩和速度，它采用专利型的频宽的电 流调节技术，加上自适应的控制器可以对电动机的磁通量和转矩进行 分离和控制，可作到调速范围1000：1，调节精度0.001%。 关 键 词：磁场定向控制 自整定 参数设置 目前在高性能的交流调速领域主要有矢量控制和直接转矩控制 两种。对于直接转矩控制来说，其基本思想是在准确观测定子磁链的 空间位置和大小并保持其幅值基本恒定以及准确计算负载转矩的条 件下，通过控制电机的瞬时输入电压来控制电机定子磁链的瞬时旋转 速度，来改变它对转子的瞬时转差率，达到直接控制电机输出的目的。 而矢量控制以FORCE 技术为代表，是指磁场定向控制，其可以独立 控制电机的磁通量和转矩电流来实现精确的转矩和速度，它采用专利 型的频宽的电流调节技术，加上自适应的控制器可以对电动机的磁通 量和转矩进行分离和控制，可作到调速范围1000：1，调节精度0。 001%，转矩调整率2%，真正无与伦比。性能远超过直流调速器。 现在不同品牌变频器采用控制方式各不相同，以AB 为代表的 为 FORCE 技术矢量控制，而ABB 为DTC 直接转矩控制。 本文主要阐述AB 的FORCE 矢量控制方式下电机的自学习功能及其 变频器模拟量给定频率的相关参数的应用设定 AB 变频器的矢量控制分为SENSORLESS 和FORCE 两种： SENSORLESS 无速度反馈矢量控制是通过对电流检测来模拟速度量， 从而确定在该速度下的转距电流和磁通电流，作到自动的转矩补偿。 这种技术是建立在电机模型基础上的。具有自动测定电机感抗和阻抗 的功能。它的转矩补偿精度不够高。 要实现矢量控制功能，必须根据电动机自身的参数进行一系列等 效变换的计算。而进行计算的最基本条件，是必须尽可能多地了解电 动机的各项数据。因此，把电动机铭牌上的额定数据以及定、转子的 参数输入给变频器，就是实现矢量控制的必要条件。 一、 自动检测功能 进行矢量控制时，所需数据中的相当部分，一般用户是很难得到 的。这给矢量控制的应用带来了困难。对此，当代的许多变频器都已 经配置了自动检测电动机参数的功能。但检测的具体方法，各种变频 器不尽相同。 自动检测功能的英语名称是auto-tuning, 故有的变频器直译为 “自动调谐”功能, 也有的称之为“自学习”功能。 二、 自动检测方法举例 以AB 变频器PowerFlex 700S 为例，其相关步骤如下： 1、电动机数据 1）从HIM 上的主菜单进入Start-up,如果上次的Start-up 没有完成， 选择Start Over 2)现在变频器询问你是否要仿照PowerFlex 700 变频器的Start-up。 选择否后点击确定。 3）选择Motor Cnfg/Tests。阅读显示屏上的文字，并且点击确定。 此时HIM 显示的信息表示在Motor Cnfg/Tests 的过程中，HIM 将是 起动/停止源。点击确定继续Start-up 历程。 4）选择Motor Cnfg/Data,并点击确定。 5）现在进入了选择控制模式的菜单。选择FOC 控制方式。这是 PowerFlex 700S Phase II 变频器原矢量控制方式。 6）输入电动机的额定数据。 7）对于动态制动的配置，选择none。这表明没有动态制动电阻或 者没有其他方式消耗再生能量。当选择none 时，总线调节器自动投 入以防止过电压错误。 （2）电动机测试 1）按照顺序执行电动机测试。首先选择反馈配置。当反馈丢失时， 设置变频器报错并惯性停车。设置编码器0 的PPR（例1024PPR） 2）执行电源诊断测试。在这项测试中，需要在HIM 上起动变频 器。当测试完成时点击stop 键。 3）执行方向测试。这项测试用于检查电动机的转动方向是否正确。 如果当前电动机转动的方向不是正向，选择no，然后根据变频器提 示是否要用逻辑方式更改电机旋转方向，选择Yes, 再次测试电动机 旋转方向，此时电动机应该以另一个方向旋转。 4）执行电动机的Auto-turn。这项工作可以测量电动机的特性。此 时电动机必须脱开负载选择rotate tune。如果负载不能脱开，那么用 户可以执行static tune。Static tune 测量除磁通电流以外的其他电动机 特性，而变频器会根据电动机的数据计算出磁通电流。 5)执行惯量测试。惯量测试通常要在连接了负载的电动机上执行。 变频器会提示你输入速度调节器的带宽参数。该参数可以设置为 10rad/s。 6）通过HIM 给变频器一个起动信号，变频器自动进入惯量测试， 惯量测试完成后退出电动机测试菜单。 （3）速度限制 1）设置正向速度