变频器原理解读.ppt

变频器原理 异步电机的工作原理 为什么使用变频器 Why to use VSD ? 什么是变频器？ 变频器的基本原理 制动斩波器和制动电阻器 Braking Chopper and Resistor 电压源型变频器 变频器: AC - DC 然后 DC - AC Back to Basics 变频器的基本配置 Basic drive configuration 逆变器开关的六个状态 Direct Torque Control basics 滞环控制原理 Hysteresis Control Principle Flux vector versus DTC 磁通矢量与DTC Flux vector control can calculate torque control only at 1-3 ms intervals. A modulator is needed to calculate switching times Control response is around 10 ms ACS 800 Evolution of AC drives 交流传动的发展 直接转矩控制技术（DTC），是利用空间矢量、定子磁场定向的分析方法，直接在定子坐标系下分析异步电动机的数学模型，计算与控制异步电动机的磁链和转矩，采用离散的两点式调节器（Band—Band控制），把转矩检测值与转矩给定值作比较，使转矩波动限制在一定的容差范围内，容差的大小由频率调节器来控制，并产生PWM脉宽调制信号，直接对逆变器的开关状态进行控制，以获得高动态性能的转矩输出。 ACS 800 Evolution of AC drives 交流传动的发展 DTC的控制效果不取决于异步电动机的数学模型是否能够简化，而是取决于转矩的实际状况，它不需要将交流电动机与直流电动机作比较、等效、转化，即不需要模仿直流电动机的控制，由于它省掉了矢量变换方式的坐标变换与计算和为解耦而简化异步电动机数学模型，没有通常的PWM脉宽调制信号发生器，所以它的控制结构简单、控制信号处理的物理概念明确、系统的转矩响应迅速且无超调，是一种具有高静、动态性能的交流调速控制方式。 ACS 800 Evolution of AC drives 交流传动的发展 与矢量控制方式比较，直接转矩控制磁场定向所用的是定子磁链，它采用离散的电压状态和六边形磁链轨迹或近似圆形磁链轨迹的概念。只要知道定子电阻就可以把它观测出来。而矢量控制磁场定向所用的是转子磁链，观测转子磁链需要知道电动机转子电阻和电感。因此直接转矩控制大大减少了矢量控制技术中控制性能易受参数变化影响的问题。直接转矩控制强调的是转矩的直接控制与效果。与矢量控制方法不同，它不是通过控制电流、磁链等量来间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控量，对转矩的直接控制或直接控制转矩，既直接又简化。 ACS 800 DTC block diagram DTC控制方框图 Speed control PID REF Torque reference Torque reference controller Speed reference Switchinglogic Switchpositions Voltage Current = Motor model Torque and flux comparator 3~ Torque Flux Calculated speed 开关逻辑 力矩磁通比较 电机模型 力矩给定控制 速度控制 力矩给定 速度给定 速度实际值 ACS 800 Excellent torque control 杰出的力矩控制 Torque: PWM DTC Torque step rise time DTC Flux vector Open loop PWM 5 msec. 10 to 20 msec. 100 msec. No encoder required for accurate torque control 无编码器，可精确控制 力矩 Full torque at zero speed 零速满转矩 Direct control of torque no nuisance trips 转矩直接被控制 0,00 0,50 1,00 Current Torque DTC PWM New Current level New Torque level Time ACS 800 Unbeatable speed control 无与伦