变频器矢量控制的基本思想

    1．矢量控制的基本理念

    如图8-9所示3种绕组所形成的旋转磁场中，旋转的直流绕组磁场无论是从绕组的结构上，还是在控制方式上都和直流电动机最相似。可以设想有两个相互垂直的直流绕组同处一个旋转体上，通入的是直流电流IM*和IT*，其中IM*是励磁电流分量，IT*是转矩电流分量。它们都是由变频器的给定信号分解而成的（“*”表示变频中的控制信号）。经过直/交变换，将IM*和IT*变换成两相交流信号Iα*和Iβ*，再经2/3变换得到三相交流控制信号IU*、IV*、IW*去控制三相逆变器，如图8-12所示。

    图8-12    矢量控制的示意图

    因此控制IM*和IT*中的任意一个，就可以控制IU*、IV*、IW*，也就控制了变频器的交流输出。通过以上变换，就成功地将异步电动机的调速转化成控制两个控制量IM*和IT*，从而更接近直流电动机的调速。

    2．矢量控制中的反馈

    电流反馈用于反映负载的状态，使IT*能随负载而变化。速度反馈反映出拖动系统的实际转速和给定值之间的差异，从而以最快的速度进行校正，提高系统的动态性能。速度反馈的反馈信号可由脉冲编码器测得。现代的变频器又推广使用了无速度传感器矢量控制技术，它的速度反馈信号不是来自速度传感器，而是通过CPU对电动机的各种参数，如I1、r2等经过计算得到的一个转速的实在值，由这个计算出的转速实在值和给定值之间的差异来调整IM*和IT*，改变变频器的输出频率和电压。

    很多新系列的变频器都设置了“无反馈矢量控制”这一功能，这里的“无反馈”，是指不需要由用户在变频器的外部再加其他的反馈环节。而矢量控制时变频器的内部还是有反馈存在的，因此无反馈矢量控制已使异步电动机的机械特性已可以和直流电动机的机械特性相媲美。

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