变频器的功能设置概述第一讲：变频器的控制方式.PDF

变频器讲座集锦之一 变频器的功能设置概述 作 者：浙江工商职业技术学院 李方园 第一讲：变频器的控制方式 1 引言 我们通常意义上讲的低压变频器，其输出电压一般为 220～650v 、输出功率为 0.2～ 400kw 、工作频率为 0～800hz 左右，变频器的主电路采用交－直－交电路。根据不同的变 频控制理论，其模式主要有以下三种: (1)v/f=c 的正弦脉宽调制模式 (2)矢量控制(vc)模式 (3)直接转矩控制(dtc)模式 针对以上三种控制模式理论，可以发展为几种不同的变频器控制方式，即 v/f 控制方式 (包括开环 v/f 控制和闭环 v/f 控制) 、无速度传感器矢量控制方式(矢量控制 vc 的一种) 、闭环 矢量控制方式(即有速度传感器矢量控制vc 的一种) 、转矩控制方式(矢量控制 vc 或直接转矩 控制 dtc)等。这些控制方式在变频器通电运行前必须首先设置。 2 v/f 控制方式 2.1 基本概念 我们知道，变频器 v/f 控制的基本思想是 u/f=c ，因此定义在频率为 fx 时，ux 的表达式 为 ux/fx=c ，其中 c 为常数，就是“压频比系数”。图 1 中所示就是变频器的基本运行v/f 曲 线。 图 1 基本运行 v/f 曲线 由图 1 可以看出，当电动机的运行频率高于一定值时，变频器的输出电压不再能随频率 的上升而上升，我们就将该特定值称之为基本运行频率，用 fb 表示。也就是说，基本运行 频率是指变频器输出最高电压时对应的最小频率。在通常情况下，基本运行频率是电动机的 额定频率，如电动机铭牌上标识的 50hz 或 60hz 。同时与基本运行频率对应的变频器输出电 压称之为最大输出电压，用 vmax 表示。 当电动机的运行频率超过基本运行频率 fb 后，u/f 不再是一个常数，而是随着输出频率 的上升而减少，电动机磁通也因此减少，变成“弱磁调速”状态。 基本运行频率是决定变频器的逆变波形占空比的一个设置参数，当设定该值后，变频器 cpu 将基本运行频率值和运行频率进行运算后，调整变频器输出波形的占空比来达到调整输 1 变频器讲座集锦之一 出电压的目的。因此，在一般情况下，不要随意改变基本运行频率的参数设置，如确有必要， 一定要根据电动机的参数特性来适当设值，否则，容易造成变频器过热、过流等现象。 2.2 预定义的 v/f 曲线和用户自定义v/f 曲线 由于电动机负载的多样性和不确定性，因此很多变频器厂商都推出了预定义的v/f 曲线 和用户自定义的任意 v/f 曲线。 预定义的 v/f 曲线是指变频器内部已经为用户定义的各种不同类型的曲线。如艾默生 ev2000 变频器有三种特定曲线( 图2a) ，曲线 1 为 2.0 次幂降转矩特性、曲线 2 为 1.7 次幂降转矩特 性、曲线为 1.2 次幂降转矩特性。罗克韦尔 ab powerflex 400 变频器有 4 种定义的曲线(如图 2b) ，其定义的方式是在电动机额定频率一半(即 50 ％fn)时的输出电压是电动机额定电压的 30 ％时(即 30 ％vn)为曲线 1，35 ％vn 为曲线 2 ，40 ％vn 为曲线 3，vn 为曲线 4 。这些预定义 的 v/f 曲线非常适合在可变转矩(如典型的风机和泵类负载) 中使用，用户可以根据负载特性 进行调整，以达到最优的节能效果。 a)艾默生 ev2000 b)ab poweflex 400 图2 预定义 v/f 曲线 对于其他特殊的负载，如同步电动机，则可以通过设置用户自定义 v/ f 曲线的几个参数，来 得到任意 v/ f 曲线，从而可以适应这些负载的特殊要求和特定功能。自定义v/ f 曲线一般都 通过折线设定，典型的有三段折线和两段折线。 图3 用户自定义 v/f 曲线 以三段折线设定为例，如图3 所示，f 通常为变频器的基本运