矢量控制的基本构思与应用

1.基本设想 如上所述，一个三相交流的磁场系统和一个旋转体上的直流磁场系统，以两相系统作为过渡，可以互相进行等效变换。所以如果将变频器的给定信号变换成类似于直流电动机磁场系统的控制信号，就是说，假想有两个互相垂直的直流绕组同处于一个旋转体上，两个绕组中分别独立地通入由给定信号分解而得到的励磁电流信号i_M∗和转矩电流信号i_T^∗（带“∗”号者表示控制信号），并且把i_M^∗和i_T^∗作为基本控制信号，则通过等效变换，可以得到与基本控制信号i_M^∗和i_T∗等效的三相交流控制信号i_A^∗、i_B^∗、i_C^∗去控制逆变电路。对于电动机在运行过程中的三相交流系统的数据，又可以等效变换成两个互相垂直的直流信号，反馈到给定控制部分，用以修正基本控制信号i_M^∗和i_T∗。

进行控制时，可以和直流电动机一样，使其中一个磁场电流信号（i_M∗）不变，而控制另一个磁场电流信号（i_T^∗），从而获得和直流电动机类似的控制性能。

2.基本框图　如图2-33所示，给定控制器将给定信号分解成两个互相垂直且独立的直流信号i_M^∗和i_T^∗。然后通过“直/交变换”将i_M^∗和i_T∗变换成两相电流信号i_α^∗和i_β∗，又经“2/3变换”，得到三相交流的控制信号i_A^∗、i_B^∗、i_C^∗，去控制逆变桥。

图2-33 矢量控制构想图(www.xing528.com)

电流反馈用于反映负载的状况，使直流信号中的转矩分量i_T∗能随负载而变，从而模拟出类似于直流电动机的工作状况。

速度反馈用于反映电力拖动系统的实际转速和给定值之间的差异，并使之以最快的速度进行校正，从而提高了系统的动态性能。

许多新系列变频器设置了“无反馈矢量控制”功能。这里，“无反馈”的含义，仅仅指不需要由用户在变频器外部另行设置反馈环节。无反馈矢量控制在改善异步电动机在低频时的机械特性方面，已取得了令人满意的结果，故对于一些在动态性能方面并无严格要求、调速范围又不很宽的场合，速度反馈可以不用。