变频器控制方法
时间：2023-03-10作者：佚名
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20世纪八十年代，工业领域的通用变频器仅限“V/F控制”，但从九十年代开始，以提高“V/F控制”的低速转矩为目的，导入了“无（速度）传感器控制”的方式。随着包括此后的半导体在内的硬件技术和控制理论技术的进步，控制性能得以飞速提高。
“带PLG矢量控制”可应对需要更高精度的速度控制领域，从20世纪九十年代开始应用于感应电机。如下表所示，说明以相关速度控制为核心的变频器的代表性控制方式。大体上说，下表从左到右，其性能、精度是越来越高的控制方式。通用性、经济性则与此方向相反。有关无传感器矢量控制，不同的厂家有不同的控制方式和名称，这里举例说明是三菱电机的变频器控制方式。
（1）V/F控制
最基本的变频器控制方式就是改变频率来控制电机。仅靠改变频率会因电流增大而使电机发热、烧坏，因此保持V（输出电压）和F（频率）的比率恒定的方式就是V/F控制。该V/F控制在工业领域的应用示例很多，今后也将会应用于更广泛的领域。
＜特征＞
(1)控制方式简单，从调整要素较少且不必选择电机这一点来看，优于通用性。
(2)适用低速电压调整（升压调整），通常用于1:10左右的速度控制。 ＜补充＞
该控制方式，在低速时由于连线及电机绕组的电压降引起的有效电压衰减，使电机转矩不足。这种现象低速时非常明显。这里通过补偿（转矩提升）电压降低的部分来补偿低速时的转矩不足。
（2）矢量控制
是对感应电机的励磁电流和转矩电流各自独立地控制，从而控制电机瞬时转矩的方式。为计算实际的电机速度，需采用带PLG电机。 ※励磁电流：是产生磁通必需的电流，转矩电流分量：对应电机产生转矩的电流。＜特征＞
(1)可进行感应电机的瞬时转矩控制，实现高响应、高性能的控制。
(2)以高精度计算时，须求出正确的电机电气参数，不像V/F控制那样，没有对应电机的通用性。另外，还需安装高精度的速度检测器（PLG）。
＜补充＞ 利用PLG（编码器）检测实际电机速度，通过计算电机的“转差频率”来推断负载的大小。根据该负载的大小，按照磁通电流分量和产生转矩电流分量分解变频器输出电流，然后分别加以计算、控制，以获得高响应性和稳定的低速转矩。 除可进行速度控制和转矩控制外，还可进行位置控制。
（3） 节能运行
变频器的使用领域除了前面所述的电机控制领域（速度等）外，对节能领域也很重要。节能领域一般无需太大的低速转矩，因此与产生转矩相比更看重电机效率。 (1)节能变频器控制方式 在“变转矩负载（风扇、泵等）”、“低转矩负载（输送机等）”时，降低转速可实现节能。尤其在“变转矩负载”时，所需电能大幅减少，节能效果更为显著。针对这些用途，我们研发出了专用节能控制模式的变频器。下面以三菱电机产品为例进行说明。
(2)IPM电机
坚固、价廉的通用感应电机，被广泛地应用于工业领域，但如从节能角度来考虑感应电机，则会发现由于励磁电流和转子侧二次铜损导致了能量的损失。由于IPM（内置永磁体）电机改正了这个缺点，因此与感应电机相比更加高效。
通过IPM电机和专用变频器的组合，在风扇、泵以及鼓风机等变转矩负载时，实现了超过变频器驱动高效感应电机的节能效果。
＜节能特征＞
·采用永久磁铁产生磁通，无需励磁电流。
·转矩分量电流未流经转子，无二次铜损。
·电机发热小，可实现小型化。
·内置永磁体型，利用了磁阻转矩※，可进一步提高效率。
※磁阻转矩：旋转角度位置上磁阻不同而产生的转矩。
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