U/f和矢量控制變頻 器有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？矢量控制是如何使電動機(jī)具有大的轉(zhuǎn)矩的？應(yīng)用矢量控 制應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？

矢量控制，為了使籠型異步電動機(jī)快速響應(yīng)運(yùn)行(像由晶閘管供電的直流電動機(jī)那樣)，(控制變頻器輸出電流的大小、頻率及相位，用以維持電動機(jī)內(nèi)部的磁通為所規(guī)定的值，產(chǎn)生所需的轉(zhuǎn)矩，這就叫做矢量控制。或者說根據(jù)異步電動機(jī)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，對電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流分量和勵磁電流分量分別進(jìn)行控制。

1、U/f和矢量控制變頻 器有哪些優(yōu)缺點(diǎn)

U/f變頻器的缺點(diǎn)如下:

在整個速度范圍內(nèi)都無法調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速趨近0時轉(zhuǎn)矩響應(yīng)很差，速度調(diào)節(jié)性不佳。因?yàn)?span style="letter-spacing: 0.034em;">是開回路控制，動態(tài)響應(yīng)不佳，未做電流調(diào)節(jié)，導(dǎo)致電動機(jī)低轉(zhuǎn)速時的運(yùn)行效率下降，選用變頻器時通常要加大一級以產(chǎn)生額定的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩。

矢量控制變頻器的優(yōu)點(diǎn)如下:

(1)能調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)矩，在整個電動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍提供恒定轉(zhuǎn)矩;閉環(huán)控制驅(qū)動系統(tǒng)提供絕對速度控制;低轉(zhuǎn)速運(yùn)行時仍維持高效率;選用變頻器時不必加大一級，即可在低轉(zhuǎn)速時獲得額定電動機(jī)轉(zhuǎn)矩值;典型功率因數(shù)值為0.95;有無電動機(jī)轉(zhuǎn)速回饋都可運(yùn)行:動態(tài)響應(yīng)及效率均優(yōu)于直流電動機(jī)。

(2)低頻轉(zhuǎn)矩大，即使運(yùn)行在1Hz (或0.5Hz)時，也能產(chǎn)生足夠大的轉(zhuǎn)矩，且不會產(chǎn)生在U/f控制方式中容易遇到的磁路飽和現(xiàn)象;機(jī)械特性好，在整個頻率調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，都具有較硬的機(jī)械特性，所有機(jī)械特性基本上都是平行的;動態(tài)響應(yīng)好，尤其是有轉(zhuǎn)速反饋的矢量控制方式，其動態(tài)響應(yīng)時間一般都能小于 100ms;能進(jìn)行四象限運(yùn)行。

2、矢量控制是如何使電動機(jī)具有大的轉(zhuǎn)矩的

使用“矢量控制”，可以使電動機(jī)在低速，如(無速度傳感器時) 1Hz (對4極電動機(jī)，其轉(zhuǎn)速大約為30rpm)時的輸出轉(zhuǎn)矩可以達(dá)到電動機(jī)在50Hz供電輸出的轉(zhuǎn)矩(最大約為額定轉(zhuǎn)矩的150%)。

對于常規(guī)的UIf控制，電動機(jī)的電壓降隨著電動機(jī)速度的降低而相對增加，這就導(dǎo)致由于勵磁不足，而使電動機(jī)不能獲得足夠的旋轉(zhuǎn)力。為了補(bǔ)償這個不足，變頻器中需要通過提高電壓，來補(bǔ)償電動機(jī)速度降低而引起的電壓降。變頻器的這個功能叫做“轉(zhuǎn)矩提升”。轉(zhuǎn)矩提升功能可增加變頻器的輸出電壓，以使電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和電壓的平方成正比的關(guān)系增加，從而改善電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，改善電動機(jī)低速輸出轉(zhuǎn)矩不足的技術(shù)。

轉(zhuǎn)矩提升功能是提高變頻器的輸出電壓，但是即使提高很多輸出電壓，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩也不能和其電流相對應(yīng)地提高。因?yàn)殡妱訖C(jī)電流包含電動機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩分量和其他分量(如勵磁分量)。

“矢量控制” 把電動機(jī)的電流值進(jìn)行分配，從而確定產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電動機(jī)電流分量和其他電流分量(如勵磁分量)的數(shù)值。

“矢量控制” 可以通過對電動機(jī)端的電壓降的響應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化補(bǔ)償，在不增加電流的情況下，允許電動機(jī)輸出大的轉(zhuǎn)矩。此功能對改善電動機(jī)低速時的溫升也比較有效。

3、應(yīng)用矢量控制應(yīng)注意哪些事項(xiàng)

答:由于矢量控制必須根據(jù)電動機(jī)的參數(shù)進(jìn)行一系列的演算，因此其使用范圍必將受到一些限制。

(1)電動機(jī)的容量:電動機(jī)的容量應(yīng)盡可能與變頻器說明書中標(biāo)明的“配用電動機(jī)容量”相符，最多低一個擋次。例如，變頻器的“配用電動機(jī)容量"為45kW,電動機(jī)的下一擋容量為37kW,則該變頻器只能在匹配45kW或37kW的電動機(jī)時，矢量控制功能才是有效的。

(2)電動機(jī)的磁極數(shù):以2p=4 (4極電動機(jī))為最佳，要注意說明書中對磁極數(shù)的規(guī)定。

(3)電動機(jī)的型號:以生產(chǎn)變頻器的同一家公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)或變頻調(diào)速專用電動機(jī)為最佳，一般的通 用電動機(jī)也都可用，但特殊電動機(jī)(如高轉(zhuǎn)差電動機(jī)等)則不能用。

(4)電動機(jī)的臺數(shù):矢量控制只適用于一臺變頻器控制一臺 電動機(jī)的場合。