变频器矢量控制与V

变频器矢量控制与V/F控制PK矢量控制概念：矢量控制目的是设法将交流电机等效为直流电机，从而获得较高的调速性能。矢量控制方法就是将交流三相异步电机定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量（励磁电流）和产生转矩的电流分量（转矩电流）分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，这样即可等效于直流电机。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。。矢量控制理论模型如下图控制电路旋转变换等效变换矢量控制特点：变频器矢量控制，按照是否需要转速反馈环节，一般分为无反馈矢量控制和有反馈矢量控制。1、无反馈矢量控制。无反馈矢量控制方式优点是：a）、使用方便，用户不需要增加任何附加器件。b）、机械特性较硬。机械特性由于V/F控制方式，且不会发生电机磁路饱和问题，调试方便（个人观点，请大家批评指正）缺点是：调速范围和动态响应能力不及有反馈控制方式；2、有反馈矢量控制方式。有反馈矢量控制方式的主要优点是：a）、调速性能优于无反馈矢量控制方式及V/F控制。缺点：需要在电机上安装测速装置（大多为旋转编码器），电机变频改造比较麻烦，成本也高。故有反馈矢量控制一般应用场合为：a）、要求有较大调速范围的场合（如：具有铣、磨功能的龙门刨床）；b）、对动态响应性能要求较高的场合；c）、对安全运行要求较高场合。矢量控制的适用范围：a）、矢量控制只能用于一台变频器控制一台电机。当一台变频器控制多台电机时，矢量控制无效；b）、电机容量与变频器要求配置的电机容量之间，最多只能相差一个档次。（如:变频器要求配置电机容量为7.5KW，那么实际电机最小容量为5.5KW，对于3.7kw电机就不行了）；c）、电机磁极数一般以2、4、6极为宜，极数较多时建议查阅变频器说明书;

d）、力矩电机、深槽电机、双鼠笼电机等特殊电机不能用矢量控制功能。//（个人观点，请大家批评指正）V/F控制：如果电机电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。V/f控制就是基于这种思想，保证输出电压跟频率成正比的控制这样可以使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。V/F控制一般多用于风机、泵类电机负载；矢量控制与V/F控制比较：矢量控制简单说力矩更大，适用于重负荷的场合及低频要保证力矩的应用，缺点国产的变频品厂家没有几家能真正将此功能做好，虽然在说明书上都有这个矢量控制，但实际应用中体现不出来，或者是比较硬，不能跟据负载自动调整适用（如用在工业水洗机上，虽然采用矢量力矩会大些，但当负荷有变化时会出现一些电机磁饱和，及其它故障现场）。v/f控制目前市场使用还更普遍些，一般场合使用基本上可以采用厂家出厂默认的V/F参数，有些厂家有例出重载，轻载及不同负荷对应的参数设置方法。并且大部份变频器可以用户自定义V/F曲线来适用不同的场合使用，但设置相对有些麻烦，但有一定变频使用经验的人都会设置。（就先写这么多吧，等有时间在写一点关于利用变频器V/F特性的应用经验的例子）接1楼给大家举一个220V电机配380V变频器基于变频器V/F特性应用的例子：1、有一台电机额定数据为220VAC、60HZ，怎样配用380VAC的变频器？首先，在变频器V/F坐标系内找到与（60HZ，220V）对应点A，则A点即是该电机额定工作点；如图:fx/HZfx/HZ连接0A，找出与380V对应的频率为103.6HZ，然后将变频器基本频率设置为103.6HZ即可1：矢量控制方式：矢量控制时，对电机参数的依赖很大，所以必须对电机作旋转自整定，参数自整定前，必须设置正确的电机机型参数，完全脱开电机负载。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量（励磁电流）和产生转矩的电流分量（转矩电流）分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。简单的说，矢量控制就是将磁链与转矩解耦，有利于分别设计两者的调节器，以实现对交流电机的高性能调速。简单说力矩更大，适用于重负荷的场合及低频要保证力矩

的应用。缺点是：缺点国产的变频品厂家没有几家能真正将此功能做好，虽然在说明书上都有这个矢量控制，但实际应用中体现不出来。2：V/F控制方式：采用V/F控制方式时，对电机参数依赖不大，一般强调空载电流的大小。空载电流很大，励磁也越大。V/F控制时输出电压与运行频率之比为一定值：即U/F=K（K为常数），以前一般的VF控制方式调试范围为1：20~1：40V/F，现在有的控制调速范围可以达到1：100。变频器V/F控制系统运行时，有两种方式进行转矩的提升，即：自动转矩提升和手动转矩提升。v/f控制目前市场使用还更普遍些，一般场合使用基本上可以采用厂家出厂默认的V/F参数，有些厂家提出重载，轻载及不同负荷对应的参数设置方法。并且大部份变频器可以用户自定义V/F曲线来适用不同的场合使用。矢量控制变频器的基本原理是，通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量（励磁电流）和产生转矩的电流分量（转矩电流）分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。由于矢量控制可以使得变频器根据频率和负载情况实时的改变输出频率和电压，因此其动态性能相对完善。可以目前国内使用变频器的主要目的就是节能和调速，所以针对不同的使用要求，也就出现了控制功能不同的变频器：常规V/F控制变频器和矢量控制变频器。常规V/F控制，电机的电压降会随着电机速度的降低而相对增加，这就导致由于励磁不足而使电机不能获得足够的转矩（特别是在低频率时）。也就是说常规V/F控制变频器在低频率时无法满足电机额定转矩的输出。另外，在V/F控制中，用户根据负载情况预先设定一种u/f曲线，变频器在工作时就根据输出频率的变化，按照曲线特性调整其输出电压，也就是说V/F控制是使变频器按照事先安排好的补偿程度工作，不能随负载的变化而改变。但是在以节能为目的和对速度控制精度要求不高的场合V/F控制变频器以其优越的性价比而得到广泛的应用。矢量控制对转矩进行精确控制；系统响应快；调速范围广；加减速性能好等特点。在对转矩控制要求高的场合，以其优越的控制性能受到用户的赞赏。现在许多新型的通用型变频器也具备了矢量控制功能，只是在参数设定时要求输入完整的电机参数。因为矢量控制是以电机的参数为依据，因此完整的电机参数就显得尤其重要，以便变频器能有效的识别电机，很好的对电机进行控制。1、概述矢量控制与V/F控制的概念及相关特点。矢量控制概念：矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。原理图如下：

具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量（励磁电流）和产生转矩的电流分量（转矩电流）分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。简单的说，矢量控制就是将磁链与转矩解耦，有利于分别设计两者的调节器，以实现对交流电机的高性能调速。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。这样就可以将一台三相异步电机等效为直流电机来控制，因而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。矢量控制（VC）方式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电流Ia、Ib、Ic、通过三相一二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流lallbl,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（1ml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。其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。综合以上：矢量控制无非就四个知识：等效电路、磁链方程、转矩方程、坐标变换（包括静止和旋转）特点：对转矩进行精确控制；系统响应快；调速范围广；加减速性能好。适用于对转矩控制要求高的场合V/F控制

概念V/f控制就是保证输出电压跟频率成正比的控制这样可以使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生，多用于风机、泵类节能型变频器用压控振荡器实现；原理图如下V-F控制的原理是产生一个震荡频率的电路叫做压控震荡器，是一个压敏电容，当受到一个变化的电压时候它的容量会变化，变化的电容引起震荡频率的变化，产生变频。把这个受控的频率用于控制输出电压的频率，使得受控的电机的转速变化。异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。特点：VF控制电路结构简单、成本较低、机械特性硬度较好，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常规V/F控制变频器在低频率时无法满足电机额定转矩的输出。V/F控制是使变频器按照事先安排好的补偿程度工作，不能随负载的变化而改变；改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生

2、矢量控制与V/F控制的优点与缺点对比。常规V/F控制，电机的电压降会随着电机速度的降低而相对增加，这就导致由于励磁不足而使电机不能获得足够的转矩（特别是在低频率时）。也就是说常规V/F控制变频器在低频率时无法满足电机额定转矩的输出。另外，在V/F控制中，用户根据负载情况预先设定一种u/f曲线，变频器在工作时就根据输出频率的变化，按照曲线特性调整其输出电压，也就是说V/F控制是使变频器按照事先安排好的补偿程度工作，不能随负载的变化而改变。但是在以节能为目的和对速度控制精度要求不高的场合V/F控制变频器以其优越的性价比而得到广泛的应用。矢量控制变频器的基本原理是，通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量（励磁电流）和产生转矩的电流分量（转矩电流）分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。由于矢量控制可以使得变频器根据频率和负载情况实时的改变输出频率和电压，因此其动态性能相对完善。可以对转矩进行精确控制；系统响应快；调速范围广；加减速性能好等特点。在对转矩控制要求高的场合，以其优越的控制性能受到用户的赞赏3、举例说明矢量控制与V/F控制的典型应用，能阐明他们有实际应用就行，如果详细点更好。矢量控制以异步电动机的矢量控制为例：它首先通过电机的等效电路来得出一些磁链方程，包括定子磁链，气隙磁链，转子磁链，其中气息磁链是连接定子和转子的.一般的感应电机转子电流不易测量，所以通过气息来中转，把它变成定子电流.然后，有一些坐标变换，首先通过3/2变换，变成静止的d-q坐标，然后通过前面的磁链方程产生的单位矢量来得到旋转坐标下的类似于直流机的转矩电流分量和磁场电流分量，这样就实现了解耦控制，加快了系统的响应速度.最后再经过2/3变换，产生三相交流电去控制电机，这样就获得了良好的性能.V/F控制任何特性的U/f线选用，都必须通过功能参数的设置来实现。下面以富士G1*1S系列变频器为例介绍参数设置的方法。图5为恒转矩特性，图6为二次方律递减转矩特性，图7为二次方律递减转矩和恒转矩特性两者之间的比例转矩特性。从各种转矩U/f线的示意图可见。图7下部（低频区）的曲线陡度介于图5和图6相应部位之间，即比图6低频区更陡，而较图5低频区平缓些。图中#2.O标注的U/f线，是将参数F09设置为2.0时的曲线，其他前缀为#号的数字，含义与此相同。该变频器的F09参数名称是转矩提升1，将其设置成0.0，为自动转矩提升特性，即自动调整恒转-矩负载的转矩提升值，使之在#2.0与5#20.0的U/f线之间自动调整变化。如果负载是离心风机、水泵类二次方律递减转矩设备，则F09设定值应在0.1~0.9之间。由于设定值可按0.1的间隔递增，所以共有9条U/fl线可供选择。具体设置时应首先取较小值，若启动