控制算法-山西职业技术学院.PPT

变频器基础知识—控制算法 交流调速的控制核心是： 只有保持电机磁通恒定才能保证电机出力，才能获得理想的调速效果 V/F控制－－－－简单实用，性能一般，使用最为广泛 只要保证输出电压和输出频率恒定就能近似保持磁通保持恒定 例: 对于380V 50Hz电机，当运行频率为40HZ时，要保持V/F 恒定，则 40HZ时电机的供电电压:380×（40/50)＝304V 低频时，定子阻抗压降会导致磁通下降，需将输出电压适当提高 矢量控制－－－性能优良，可以与直流调速媲美，技术成熟较晚 模仿直流电机的控制方法，采用矢量坐标变换来实现对异步电机定子励磁电 流分量和转矩电流分量的解耦控制，保持电机磁通的恒定，进而达到良好的 转矩控制性能，实现高性能控制。性能优良，控制相同复杂，直到90代计算 机技术迅速发展才真正大范围使用 变频器基础知识—控制算法 项目 通用变频器 高性能变频器 控制算法 V/F控制＋转矩提升 开环矢量控制（无速度传感器矢量控制） 闭环矢量控制（有速度传感器矢量控制） 异步机和同步机需要不同的控制算法 调速范围 1:40 1:100（开环矢量),1:1000(闭环矢量) 启动转矩 无要求 180% 0.5Hz（开环矢量)， 200% 0速(闭环矢量) 稳速精度 与转差有关（2-3%) 0.5%(开环矢量)，0.05%(闭环矢量) 转矩控制 无 有 控制算法 简单 复杂 电机参数 不依赖电机参数，支持同时驱动不同类型不同功率的电机 电机参数对控制性能的影响较大，一般只能驱动一台电机 变频器基础知识—变频器关键技术指标 输入侧 额定工作电压： 给变频器供电的额定工作电压，各国家不完全一样。 中国是220V/单相/50HZ或380V/3相/50HZ 电压允许波动： 限制变频器的最高和最低工作电压，避免损坏变频器 当电压超过最高值时变频器并没有保护能力 频率波动范围： 50/60Hz±5％ 输出侧 额定输出电压：变频器的最大输出电压，由额定工作电压决定 额定电流： 变频器能够长期输出的最大电流 过载能力： 变频器的输出电流允许超过额定电流的倍数和时间，由逆变 模块决定 最大输出频率：变频器能够输出的最大工作频率 频率精度： 输出频率的准确度（相对于设定频率） 频率分辩率： 指给定运行频率的最小改变量 防护等级 IP20(不防水） 类别 作用 主要构成器件 主 回 路 整流部分1 将工频交流变成直流，输入无相序要求 整流桥 逆变部分2 将直流转换为频率电压均可变的交流电，输出无相序要求 IGBT 制动部分3/4 消耗过多的回馈能量，保持直流母线电压不超过最大值 单管IGBT 和制动电阻,大功率制动单元外置 上电缓冲6 降低上电冲击电流，上电结束后接触器自动吸合，而后变频器允许运行 限流电阻和接触器 储能部分5 保持直流母线电压恒定，降低电压脉动 电解电容和均压电阻 控制回路 键盘7 对变频器参数进行调试和修改，并实时监控变频器状态 MCU(单片机） 控制电路8 交流电机控制算法生成，外部信号接收处理及保护 DSP(或两个MCU） 变频器的构成—实用原理框图 类别 作用 结构件 散热器 将整流桥、逆变器产生的热量散发出去 温度传感器 检测散热器温度，确保模块工作在允许温度环境下 风扇 配合散热器，将变频器内部的热量带走，有直流风扇（24V)和交流风扇两种 变频器的构成—实用原理框图 变频器的构成—用户接口 主回路接口 控制回路接口 模拟量输入 模拟量输出 通讯接口 控制回路接口 开关量输入 开关量输出 编码器接口 变频器的构成—主回路接口 工频电网输入 380V 3PH/220V 3PH 220V 1PH 制动电阻 直流电抗器 三相交流电机 变频器的构成—控制回路接口 接口类型 主要特点 主要功能 开关量输入 无源输入，一般由变频器内部24V供电， 启/停变频器，接收编码器信号、多段速、外部故障等信号或指令 开关量输出 集电极开路输出、继电器输出 变频器故障、就绪、达速等，参与外部控制 模拟量输入 0-10V/4-20mA 频率给定/PID给定、反馈，接收来自外部的给定或控制 模拟量输出 0-10V/4-20mA 运行频率、运行电流的输出，用于外界显示仪表和外部设备控制 脉冲输出 PWM波输出 功能同模拟量输出（只有个别变频器提供） 通讯口 RS485/RS232 组网控制 以上端子均可自由编程 变频器保护功能 由于变频器大量的使用了各种半导体器件，如整流桥、IGBT、电解电容等， 要想保证变频器长期稳定工作，则必须保证各器件工作在其