ABB变频器控制方式的分类和运用选型
一、 变频技术的几种控制方式 (ABB变频器ACS880系列重载变频器)变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪60年代后半期开始,电力电子器件从SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制品闸管)发展到今天的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管),器件的更新促使电力变换技术的不断发展。
VVVF变频器的控制相对简单,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较小,受定子电阻压降的影响比较显著,故造成输出***大转矩减小。
矢量控制变频调速的做法是:将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic、通过三相—二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流),然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。
直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机化成等效直流电动机,因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算;它不需要模仿直流电动机的控制,也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。
上述VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低,谐波电流大,直流回路需要大的储能电容,再生能量又不能反馈回电网,即不能进行四象限运行。为此,矩阵式交—交变频应运而生。由于矩阵式交—交变频省去了中间直流环节,从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能实现功率因数为l,输入电流为正弦且能四象限运行,系统的功率密度大。
二、控制方式的合理选用 (ABB变频器ACS510系列通用变频器产品)
控制方式是决定变频器使用性能的关键所在。目前市场上低压通用变频器***很多,包括欧、美、日及国产的共约5O多种。选用变频器时不要认为档次越高越好,其实只要按负载的特性,满足使用要求就可,以便做到量才使用、经济实惠。附表中参数供选用时参考。
控制方式 |
U/f=C控制 |
电压空间矢量控制 |
矢量控制 |
直接转矩控制 |
||
反馈装置 |
不带PG |
带PG或PID调节器 |
不要 |
不带PG |
带PG或编码器 |
|
速比I |
<1:40 |
1:60 |
1:100 |
1:100 |
1:1000 |
1:100 |
起动转矩(在3Hz) |
150% |
150% |
150% |
150% |
零转速时为150% |
零转速时为>150%~200% |
静态速度精度/% |
±(0.2~0.3) |
±(0.2~0.3) |
±0.2 |
±0.2 |
±0.02 |
±0.2 |
适用场合 |
一般风机、泵类等 |
较高精度调速,控制 |
一般工业上的调速或控制 |
所有调速或控制 |
伺服拖动、高精传动、转矩控制 |
负荷起动、起重负载转矩控制系统,恒转矩波动大负载 |
*直接转矩控制,在带PG或编码器后I可扩展至1:1000,静态速度精度可达±0.01%。
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