回复:应用探讨——变频器的基本知识讨论

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发布于 2011-04-06 23:11:15

34楼

这个论题已经讨论了4页,看的我有点云里雾里。也来说说我的看法和感受。
1.我很反对在论坛里的发言中,大块的引入文章段落或者书中的段落。见物不见人的空洞讨论,没有任何意义。我们都是工程师,都是在实践中做事的人,我们对本楼的议题难道就没有自己想说的经验和体会吗?我们自己的结论是什么呢?没有实践的说教,毫无味道,也不宜于交流和探讨问题。书本的东西,没有实践再认识的过程,永远是停留在初级的感性认识上。
2.先说第一个问题,就是V/F控制与矢量控制的区别。讨论了4页,也没看到那个发言中很明确的说出他们的区别。
关于V/F的定义大家可能已经都清楚了,就是电压频率比的输出,它又分为线性和非线性的两类;关于矢量控制的定义,西门子官方发布在最早的FAQ问题解答里就有很通俗、很简练的回答。我理解说白了,矢量控制就是要把交流异步电机调速实现和直流电机调速一样。把交流异步机的电流分成“电枢”和“励磁”两部分,实现交流异步机也和直流调速一样,能实现转矩控制。
因此,V/F控制与矢量控制他们的相同点都是通过变频器输出电压和频率对交流异步电机实现调速控制;
他们的不同点(区别)就在于:V/F控制在整个交流异步电机的调速范围中转矩不可控,而矢量控制能够转矩可控;另外V/F控制对交流异步电机的低频启动与运行不能实现基频以下全范围的恒转矩特性调节,而矢量控制比V/F控制低频段恒转矩特性的范围要宽得多。
举例:仅以MM440变频器的使用为例,当采用V/F控制时,电机带载启动运行,能够达到恒转矩特性的范围是20Hz至50Hz;而采用SLVC控制,恒转矩控制的范围是5Hz至50Hz;如果采用VC控制,恒转矩控制范围是1Hz至50Hz。这些数据不完全是官方发布的,是实际实验中得到的。如果我们仔细观察,以ABB的调频电机铭牌数据为例,他们给出的恒转矩调速范围是35-50Hz。这个很保守,其实,采用高性能的变频器,V/F控制的恒转矩范围可以更宽一些。我说的20Hz到50Hz是自己用MM440变频器做对拖试验获得的。
还有一个想说明的观点,我看到本议题讨论中在谈到V/F控制时,很多人都说V/F的控制精度不高,矢量控制的精度高。本人很有异议。控制精度和谁有关呢?和控制方式有关吗?NO!我认为凡是这么说的人基本没有注意实践中的观察和总结,也许教科书或某文章这么说,就跟着说。想当然呗。控制精度指的是什么?静态的指标,稳态时给定值与实际值之差。这就是控制精度。V/F控制差吗?还不说西门子系列的其他产品,就以MM440举例,V/F控制精度比SLVC的控制精度差在哪了?一点不差。不知道大家是否在V/F控制时使用过“滑差补偿”功能?我试过,空载和满载在给定不变的情况下,转速基本没有跌落。也就是说,不像异步电机的自然特性那样,转速受负载的影响产生滑差。V/F的控制精度一点不比SLVC差。
由此得到,控制精度与控制方式是无关的。它与变频器对电机的控制模型建模是否精准有关。也就是说,第一与变频器的(品质)控制水平有关;第二与调试人员是否正确输入电机铭牌数据有关;第三与是否正确的优化和辨识有关。我在网上看到许多人都说,标量控制(即V/F控制)可以不做优化,直接使用即可。其实这是错误的认识和操作。V/F控制同样需要电机的“快速调试”过程,这个快速调试过程,就是电机在变频器中建模的过程。要实现好的控制精度,优化和辨识决不能省略。
最后,关于V/F与SLVC的使用选择问题。其实许多恒转矩负载特性的场合,V/F控制与矢量控制是可以重叠应用的。也就是说两种控制方式均可以,完全取决于个人的习惯。不过我也发表下自己的观点:
风机泵类负载,除了个别的非变转矩负载以外(比如罗茨风机和潜水泵),一律采用v/f控制中的变转矩特性应用。风机泵类负载不要采用矢量控制。没有意义原因是风机和泵类的变转矩负载特性启动过程转矩是由0开始的;
恒转矩负载,比如传送带、辊道、一般的传动、多机并联驱动等,采用V/F控制即可;
恒转矩负载,比如升降机、主从同轴传动、卷绕、轧钢机等,采用SLVC或VC控制。也就是需要有转矩控制或“挖土机特性”的工艺和场合,都要使用矢量控制。
传动控制应用的行业很广,控制方案也是千奇百怪。这里不可能全覆盖到。还是应该具体问题具体分析讨论才好。泛泛的讲,也只能是常见的一些东西。
下面给出一个图示,4种曲线,代表四种异步电机的控制特性,加以比较说明它们之间的差别。


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