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矢量控制方式变频器和直接转矩控制方式变频器哪种先进？ 点击：9760 | 回复：131



春雷

    
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发表于：2007-07-22 19:45:00
楼主
请教大家矢量控制方式变频器和直接转矩控制方式变频器哪种先进？
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春雷

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发表于：2007-07-23 13:01:00
1楼
矢量控制方式变频器和直接转矩控制方式变频器区别是控制算法不同，后者的控制算法出现的时间迟于前者，但从控制算法看，后者有其独到之处，但两者都是以实现高性能转矩控制为目的，在相同转矩控制精度下，两者是相同的，所以，并无谁优谁劣，谁取代谁的问题。
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如火

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发表于：2007-09-24 14:19:00
2楼
一. 矢量控制理论简介：

        70年代西门子工程师F.Blaschke首先提出异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。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。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。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。矢量控制算法已被广泛地应用在siemens，AB，GE，Fuji等国际化大公司变频器上。

        采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配，而且可以控制异步电动机产生的转矩。由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数，有的通用变频器在使用时需要准确地输入异步电动机的参数，有的通用变频器需要使用速度传感器和编码器。目前新型矢量控制通用变频器中已经具备异步电动机参数自动检测、自动辨识、自适应功能，带有这种功能的通用变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对异步电动机的参数进行辨识，并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数，从而对普通的异步电动机进行有效的矢量控制。


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二. 直接转矩控制简介：

        在80年代中期，德国学者Depenbrock教授于1985年提出直接转矩控制，其思路是把电机和逆变器看成一个整体，采用空间电压矢量分析方法在定子坐标系进行磁通、转矩计算，通过跟踪型PWM逆变器的开关状态直接控制转矩。因此，无需对定子电流进行解耦，免去矢量变换的复杂计算，控制结构简单。　
        直接转矩控制技术，是利用空间矢量、定子磁场定向的分析方法，直接在定子坐标系下分析异步电动机的数学模型，计算与控制异步电动机的磁链和转矩，采用离散的两点式调节器（Band—Band控制），把转矩检测值与转矩给定值作比较，使转矩波动限制在一定的容差范围内，容差的大小由频率调节器来控制，并产生PWM脉宽调制信号，直接对逆变器的开关状态进行控制，以获得高动态性能的转矩输出。它的控制效果不取决于异步电动机的数学模型是否能够简化，而是取决于转矩而是取决于转矩的实际状况，它不需要将交流电动机与直流电动机作比较、等效、转化，即不需要模仿直流电动机的控制，由于它省掉了矢量变换方式的坐标变换与计算和为解耦而简化异步电动机数学模型，没有通常的PWM脉宽调制信号发生器，所以它的控制结构简单、控制信号处理的物理概念明确、系统的转矩响应迅速且无超调，是一种具有高静、动态性能的交流调速控制方式。

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如火

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发表于：2007-09-24 14:21:00
3楼
直接转矩控制DTC和矢量控制是变频器的两种不同的算法。在矢量控制变频器中，多数也有转矩控制功能。它是矢量控制算法中的一个控制功能而已，即不仅可以控制电机的转速，也可以通过电机转矩设定值来控制电机的转矩，不能与DTC直接转矩控制算法相混淆。
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刘志斌

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发表于：2007-09-24 21:06:00
4楼

   为了大家通俗易懂的弄懂有关概念的实质，我提出有关问题大家讨论：

1、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，测量定子电流，即变频器输出电流的大小、相位很容易；变频器如何控制输出电流的大小、相位？
2、什么是“磁场定向原理”？
3、什么是异步电动机的励磁电流和转矩电流？它和异步电机的定子电流有什么关系？变频器如何实现对励磁电流和转矩电流的分别控制？
4、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，请问[b]转差频率控制的矢量控制方式[/b]、[b]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[/b]是三种方式吗？还是一种方式分两种做法？
5、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。请问直流电机是怎么控制的？异步电机是怎么等效控制的？直流电机的动、静态性能是什么？

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刘志斌

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发表于：2007-09-24 21:20:00
5楼


1、“采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配”，请问调速范围和“采用矢量控制方式”的关系是什么？
2、“由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数”，请问矢量控制方式与被控异步电动机的参数有什么关系？
3、“新型矢量控制通用变频器中已经具备异步电动机参数自动检测、自动辨识、自适应功能”，请问，变频器输出频率、电压以及电流的大小相位中有电机参数的信息吗？

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刘志斌

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6楼
有兴趣的朋友能讨论讨论，这些文字上的游戏只有通过讨论才便于大家辨别真伪，弄请问题的实质。
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antisway

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7楼
如果你对这个问题感兴趣的话，可以在工控网上查阅VCPLUS的一些论述，你可以得到详细的答案。
不知道VCPLUS现在在什么地方，一切还好吗？
看看现在的论坛，到处都是自以为是的人！
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刘志斌

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发表于：2007-09-27 10:13:00
8楼

1、我想了解异步电机机械特性的人多；
2、我想了解变频器原理结构的人多；
3、我们先从大家熟知的理论、概念出发，来攻克这些文字游戏的真谛。

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刘志斌

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发表于：2007-09-27 10:29:00
9楼

从电动机的机械特性看如何控制电动机的转矩：
1、从电动机的机械特性看，电机的转矩与电压的平方成正比，简单说，提高电压，可迅速提高转矩；
2、在异步电机机械特性曲线上稳定运行区，减小转差率S电机转矩减小，增大转差率S电机转矩增大；
3、增大转子绕组的电阻，可改变电机机械特性曲线，机械特性变软，在稳定运行区电阻越大，电机转矩下降，转速降低，转差率增大；
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刘志斌

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发表于：2007-09-27 10:34:00
10楼
用变频器拖动电机时，电机工作在机械特性的稳定运行区，而不是堵转区
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刘志斌

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发表于：2007-09-27 10:49:00
11楼


从变频器的原理和结构看，变频器输出频率、电压参数如何控制：
1、变频器可通过逆变驱动电路任意调整输出频率，即可以任意调整异步电机的同步转速，即随意改变异步电机的转差率S，即可随意通过改变转差率S来改变控制电机的转矩；
2、变频器可通过逆变驱动电路任意调整输出相序，即可以任意改变电机转向；
3、变频器可通过逆变驱动电路任意调整输出电压的大小，即调整控制电机的转矩；

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刘志斌

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发表于：2007-09-27 10:56:00
12楼

从上述大家知道的理论、概念得出，用变频器控制电机转矩的方式基本有两种方法：
1、用变频器控制电机转差率S，控制电机转矩的大小；
2、用变频器控制电机的工作电压，控制电机转矩的大小；

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刘志斌

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发表于：2007-09-28 23:06:00
13楼

1、如果变频器工作时，给定电机转速，通过驱动电路调整输出频率，控制电机转差率S控制电机转矩的大小，这是变频器的一种工作方式；
2、如果变频器工作时，给定电机转矩，通过驱动电路调整输出电压，控制电机工作电压控制电机转矩的大小，这是变频器的另一种工作方式；


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heidai

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发表于：2007-09-28 23:27:00
14楼
学习中，感激
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刘志斌

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发表于：2007-09-29 11:20:00
15楼

1、矢量控制的理论与实际控制的手段是统一的，但又是独立的；
2、“独立的”，什么意思？比如说，“把定子电流分成励磁电流和转矩电流”，真有这个电路把电流分了吗？？？
3、“独立的”，什么意思？比如说，“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”，真有这两个电路一个电路控制励磁电流一个电路控制转矩电流吗？？？
4、“统一的”，什么意思？比如说，实际控制手段就是降低频率，但结果是减小了转差率S,转矩减小了，即控制了“产生转矩的电流分量 (转矩电流) ”；
5、“统一的”，什么意思？比如说，实际控制手段就是提高频率，但结果是增大了转差率S,转矩增大了，即控制了“产生转矩的电流分量 (转矩电流) ”；

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刘志斌

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发表于：2007-09-29 15:08:00
16楼

1、或者简单说，通过控制输出频率，达到了矢量控制的理论目的！
2、那为什么在文字上绕了一个大圈，闹得大家迷迷糊糊、神神秘秘、变幻莫测、高不可攀的样子？？？
3、这就是有些人口中的“高科技”，它的秘密就是让你把口袋里的钱给他。

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刘志斌

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发表于：2007-09-29 15:37:00
17楼

举个简单例子来说明深奥的理论和简单的作法之间的关系：

1、当你用力推动一个物体时，用力的方向不同，作用效果就不同；
2、这个问题让一个字不识的正常成人都知道怎么用力、怎么改变方向效果好！
3、这个问题你要用矢量控制原理，先将力分解，然后再分析有用分量和无用分量，得出控制增大有用分量就能推动物体的高科技矢量控制法，其实最终还是简单的改变一下力的方向；

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刘志斌

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发表于：2007-09-29 15:47:00
18楼
说到这里我来回答搂主的问题，矢量控制变频器与直接转矩控制变频器只有方式的不同，没有先进和落后的问题！
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芳季

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发表于：2007-09-30 08:24:00
19楼
全文已阅.抵顶.
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刘志斌

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发表于：2007-09-30 11:40:00
20楼

  关于直接转矩控制我提出以下问题供大家讨论：

1、“把电机和逆变器看成一个整体”，其物理实质是什么？“不看成一个整体”与“看成一个整体”有什么差别？
2、“采用空间电压矢量分析方法在定子坐标系进行磁通、转矩计算”，与矢量控制理论“对定子电流进行解耦，矢量变换的复杂计算”从方法上有什么不同？有“控制结构简单”的差别吗？
3、变频器如何“计算与控制异步电动机的磁链和转矩”？变频器可以通过驱动电路改变输出电压，来改变电动机的磁链和转矩，这与直接转矩控制的差别在哪里？
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