当我们在使用电机变频器(以下简称-VFD)过程中,如果有需求改变VFD的输出频率,常见的方式有:通过控制面板改变VFD的输出频率,通过控制面板上的电位器改变VFD的输出频率,通过外接电位器改变VFD的输出频率,或者通过远程通讯改变VFD的输出频率。
一、 VFD变频模式
使用VFD的目的是通过改变VFD的输出频率来改变电机转速,那么如何调整VFD的输出频率呢?关键是改变VFD提供频率的信号,称为“给定频率信号”。频率信号来自以下几个方面:
1.操作面板设置操作面板设置是VFD最简单的频率设置方法,用户可以通过操作面板上的电位器、上下键直接改变VFD的设置速率。操作面板给的最大好处就是简单方便,同时具有监控功能,即可以实时显示VFD运行时的电流、电压、速度等。
如果选择键盘数字键或者上下键来给,精度和分辨率都很高,因为数字给的最多。如果行选择器上的电位器给定,属于模拟设置,精度略低。但由于不需要像外接电位器模拟输入那样额外接线,实用性很高。
2.外部电位计设置是通过VFD external的电位计输入来调整频率。
3.多功能输入端子VFD的多功能输入端子是用来改变VFD的设定频率值,可以外接按钮或PLC、继电器的输出点。在VFD功能输入端子中,功能设置后,两个或更多端子用于频率设置。
二、变频控制方式
1.V/f控制模式
特点:VFD的输出电压通过压频转换器与输出频率成正比变化,即v/f=常数。
特点:性价比高,输出扭矩恒定意味着通量控制恒定,但速度控制精度不高。适用于以节能为目的,对速度精度要求不高的场合。
低频稳定性差:低速运行时,扭矩会不足,需要进行扭矩补偿。
2.转差频率控制(v/f闭环控制)
因为电机中存在转速差δ n,而转速差与转矩T成正比,当VFD的输出频率改变时,改变VFD的转差δ n,改变VFD的输出转矩T,改变VFD的输出转速。它是通过控制转差率δ n来控制电机的转矩,从而达到控制电机转速的目的。这就是转差频率控制的原理。
因此,VFD要实现上述控制目标,必须采用闭环控制。即VFD需要一个闭环反馈输入端。
3.矢量控制。矢量控制是用模拟DC电机的控制方法来控制交流电机。
1)根据DC电机的控制方式,将控制信号分为励磁信号和电枢信号。
2)根据三相交流电机的控制要求,将控制信号转换成三相交流控制信号,驱动VFD的输出逆变电路。
VFD控制模式:有两种控制模式:无传感器(开环)和无传感器(闭环)。无传感器控制模式是通过VFD内部反馈形成闭环。
4.扭矩控制
直接转矩控制技术,英文称为DSC或DTC控制,是继矢量控制技术之后又一种控制性能很高的交流调速技术。直接转矩控制是利用空间矢量和定子磁场定向的分析方法,直接在定子坐标系中分析异步电机的数学模型,计算和控制异步电机的磁链和转矩,采用离散两点调节器(带-带-带控制),将转矩检测值与转矩给定值进行比较,将转矩波动限制在一定的转差范围内,通过频率调节器控制转差,产生PWM脉宽调制信号, 并直接控制逆变器的开关状态,获得直接转矩控制,完成了交流调速的又一次飞跃。
直接转矩控制也是一对一控制,不能一个VFD控制多个电机,不能用于过程控制。