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變頻器的非智能控制方式和智能控制方式

时间:2017-08-26     作者:長沙文鋮電器設(shè)備【原创】   阅读

  變頻器是一種常用的電能控制裝置,具有非常好的節(jié)能省電的作用,在很多的電子設(shè)備上都有一定的應(yīng)用。變頻器具有兩種控制方式一種是非智能控制方式和智能控制方式,用戶在使用變頻器的時候?qū)τ谶@兩種控制方式都是需要了解的,在以后使用變頻器的時候會更加的便捷,今天小編就來為大家具體介紹一下這兩種變頻器的控制方式吧。

  非智能控制方式

  在交流變頻器中使用的非智能控制方式有V/f協(xié)調(diào)控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等。

  (1)V/f控制

  V/f控制是為了得到理想的轉(zhuǎn)矩-速度特性,基于在改變電源頻率進行調(diào)速的同時,又要保證電動機的磁通不變的思想而提出的,通用型變頻器基本上都采用這種控制方式。V/f控制變頻器結(jié)構(gòu)非常簡單,但是這種變頻器采用開環(huán)控制方式,不能達到較高的控制性能,而且,在低頻時,必須進行轉(zhuǎn)矩補償,以改變低頻轉(zhuǎn)矩特性。

  (2)轉(zhuǎn)差頻率控制

  轉(zhuǎn)差頻率控制是一種直接控制轉(zhuǎn)矩的控制方式,它是在V/f控制的基礎(chǔ)上,按照知道異步電動機的實際轉(zhuǎn)速對應(yīng)的電源頻率,并根據(jù)希望得到的轉(zhuǎn)矩來調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率,就可以使電動機具有對應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩。這種控制方式,在控制系統(tǒng)中需要安裝速度傳感器,有時還加有電流反饋,對頻率和電流進行控制,因此,這是一種閉環(huán)控制方式,可以使變頻器具有良好的穩(wěn)定性,并對急速的加減速和負載變動有良好的響應(yīng)特性。

  (3)矢量控制

  矢量控制是通過矢量坐標電路控制電動機定子電流的大小和相位,以達到對電動機在d、q、0坐標軸系中的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流分別進行控制,進而達到控制電動機轉(zhuǎn)矩的目的。通過控制各矢量的作用順序和時間以及零矢量的作用時間,又可以形成各種PWM波,達到各種不同的控制目的。

  (4)直接轉(zhuǎn)矩控制

  直接轉(zhuǎn)矩控制是利用空間矢量坐標的概念,在定子坐標系下分析交流電動機的數(shù)學模型,控制電動機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩,通過檢測定子電阻來達到觀測定子磁鏈的目的,因此省去了矢量控制等復(fù)雜的變換計算,系統(tǒng)直觀、簡潔,計算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。即使在開環(huán)的狀態(tài)下,也能輸出100%的額定轉(zhuǎn)矩,對于多拖動具有負荷平衡功能。

  (5)最優(yōu)控制

  最優(yōu)控制在實際中的應(yīng)用根據(jù)要求的不同而有所不同,可以根據(jù)最優(yōu)控制的理論對某一個控制要求進行個別參數(shù)的最優(yōu)化。例如在高壓變頻器的控制應(yīng)用中,就成功的采用了時間分段控制和相位平移控制兩種策略,以實現(xiàn)一定條件下的電壓最優(yōu)波形。

  智能控制方式

  智能控制方式主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、專家系統(tǒng)、學習控制等。在變頻器的控制中采用智能控制方式在具體應(yīng)用中有一些成功的范例。

  (1)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

  神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方式應(yīng)用在變頻器的控制中,一般是進行比較復(fù)雜的系統(tǒng)控制,這時對于系統(tǒng)的模型了解甚少,因此神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)既要完成系統(tǒng)辨識的功能,又要進行控制。而且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方式可以同時控制多個變頻器,因此在多個變頻器級聯(lián)時進行控制比較適合。但是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的層數(shù)太多或者算法過于復(fù)雜都會在具體應(yīng)用中帶來不少實際困難。

  (2)模糊控制

  模糊控制算法用于控制變頻器的電壓和頻率,使電動機的升速時間得到控制,以避免升速過快對電機使用壽命的影響以及升速過慢影響工作效率。模糊控制的關(guān)鍵在于論域、隸屬度以及模糊級別的劃分,這種控制方式尤其適用于多輸入單輸出的控制系統(tǒng)。

  (3)專家系統(tǒng)

  專家系統(tǒng)是利用所謂“專家”的經(jīng)驗進行控制的一種控制方式,因此,專家系統(tǒng)中一般要建立一個專家?guī)欤娣乓欢ǖ膶<倚畔,另外還要有推理機制,以便于根據(jù)已知信息尋求理想的控制結(jié)果。專家?guī)炫c推理機制的設(shè)計是尤為重要的,關(guān)系著專家系統(tǒng)控制的優(yōu)劣。應(yīng)用專家系統(tǒng)既可以控制變頻器的電壓,又可以控制其電流。

  (4)學習控制

  學習控制主要是用于重復(fù)性的輸入,而規(guī)則的PWM信號(例如中心調(diào)制PWM)恰好滿足這個條件,因此學習控制也可用于變頻器的控制中。學習控制不需要了解太多的系統(tǒng)信息,但是需要1~2個學習周期,因此快速性相對較差,而且,學習控制的算法中有時需要實現(xiàn)超前環(huán)節(jié),這用模擬器件是無法實現(xiàn)的,同時,學習控制還涉及到一個穩(wěn)定性的問題,在應(yīng)用時要特別注意。


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