电压/频率(V/f)控制方式的原理、实现与特点

2017-06-04 86 0

1. 电压/频率同调的原因

电压/频率控制方式又称 V/f 控制,在控制主电路输出电源频率变化的同时调节输出电压。

变频器通过改变输出交流电压频率来调节电动机转速,频率越高转速越快。调节频率的同时需改变输出电压,原因如下。

①电动机绕组对交流电呈感性,输入频率高时绕组感抗大、流入电流偏小;频率降低时感抗减小、电流偏大,过大电流易烧坏绕组。因此频率升高时应提高电压,频率降低时应降低电压。

②异步电动机运行时常希望高低速下均具有恒定转矩。理论与实践证明,只要异步电动机绕组的交流电压与频率之比为定值(U/f=定值),转子就能产生恒定转矩,故要求 U 与 f 同向变化(U↑→f↑,U↓→f↓)。

2. 电压/频率控制的实现方式

变频器实现电压/频率控制有两种方式:整流变压、逆变变频方式与逆变变压变频方式。

(1)整流变压、逆变变频方式。即在整流电路变压、在逆变电路变频,如图4-13所示,因在整流电路变压,需采用可控整流电路。
图4-13 整流变压、逆变变频方式示意图

工作时先通过输入调节装置设置输出频率,控制系统按频率产生相应的变压与变频控制信号:变压信号控制可控整流电路改变整流输出电压(设定频率较低时降低输出电压),变频信号控制逆变电路输出设定频率的交流电压。

(2)逆变变压变频方式。即在逆变电路同时进行变压与变频,如图4-14所示,因无需在整流电路变压,可采用不可控整流电路;为便于同时变压变频,一般采用 SPWM 逆变电路。
图4-14 逆变变压变频方式示意图

工作时先设置输出频率,控制系统按频率产生变压变频控制信号去控制 SPWM 逆变电路,产生等效电压与频率同时变化的 SPWM 波驱动电动机。

3. 电压/频率控制的特点

采用电压/频率控制方式的变频器控制电路简单、通用性强、性价比高,可配接通用标准异步电动机,故通用变频器广泛采用该方式。由于未采用速度传感器检测实际转速,其转速控制精度较差,且低速时输出转矩不足。

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