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下載手機APP變頻調速技術是現代電力傳動技術的重要發展方向，而作為變頻調速係統的核心—變頻器的性能也越來越成為調速性能優劣的決定因素，除了變頻器本身製造工藝的“先天”條(tiao)件(jian)外(wai)，對(dui)變(bian)頻(pin)器(qi)采(cai)用(yong)什(shen)麼(me)樣(yang)的(de)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)也(ye)是(shi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)。本(ben)文(wen)從(cong)工(gong)業(ye)實(shi)際(ji)出(chu)發(fa)，綜(zong)述(shu)了(le)近(jin)年(nian)來(lai)各(ge)種(zhong)變(bian)頻(pin)器(qi)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)的(de)特(te)點(dian)，並(bing)展(zhan)望(wang)了(le)今(jin)後(hou)的(de)發(fa)展(zhan)方(fang)向(xiang)。
1、變頻器簡介
1.1 變頻器的基本結構
變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變(bian)換(huan)成(cheng)各(ge)種(zhong)頻(pin)率(lv)的(de)交(jiao)流(liu)電(dian)源(yuan)，以(yi)實(shi)現(xian)電(dian)機(ji)的(de)變(bian)速(su)運(yun)行(xing)的(de)設(she)備(bei)，其(qi)中(zhong)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)完(wan)成(cheng)對(dui)主(zhu)電(dian)路(lu)的(de)控(kong)製(zhi)，整(zheng)流(liu)電(dian)路(lu)將(jiang)交(jiao)流(liu)電(dian)變(bian)換(huan)成(cheng)直(zhi)流(liu)電(dian)，直(zhi)流(liu)中(zhong)間(jian)電(dian)路(lu)對(dui)整(zheng)流(liu)電(dian)路(lu)的(de)輸(shu)出(chu)進(jin)行(xing)平(ping)滑(hua)濾(lv)波(bo)，逆(ni)變(bian)電(dian)路(lu)將(jiang)直(zhi)流(liu)電(dian)再(zai)逆(ni)變(bian)成(cheng)交(jiao)流(liu)電(dian)。對(dui)於(yu)如(ru)矢(shi)量(liang)控(kong)製(zhi)變(bian)頻(pin)器(qi)這(zhe)種(zhong)需(xu)要(yao)大(da)量(liang)運(yun)算(suan)的(de)變(bian)頻(pin)器(qi)來(lai)說(shuo)，有(you)時(shi)還(hai)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)進(jin)行(xing)轉(zhuan)矩(ju)計(ji)算(suan)的(de)CPU以及一些相應的電路。
1.2 變頻器的分類
變頻器的分類方法有多種，按照主電路工作方式分類，可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器;按照開關方式分類，可以分為PAM控製變頻器、PWM控製變頻器和高載頻PWM控製變頻器;按照工作原理分類，可以分為V/f控製變頻器、轉差頻率控製變頻器和矢量控製變頻器等;按照用途分類，可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。
2、變頻器中常用的控製方式
2.1 非智能控製方式
在交流變頻器中使用的非智能控製方式有V/f協調控製、轉差頻率控製、矢量控製、直接轉矩控製等。
(1) V/f控製
V/f控製是為了得到理想的轉矩-sudutexing，jiyuzaigaibiandianyuanpinlvjinxingtiaosudetongshi，youyaobaozhengdiandongjidecitongbubiandesixiangertichude，tongyongxingbianpinqijibenshangdoucaiyongzhezhongkongzhifangshi。V/f控kong製zhi變bian頻pin器qi結jie構gou非fei常chang簡jian單dan，但dan是shi這zhe種zhong變bian頻pin器qi采cai用yong開kai環huan控kong製zhi方fang式shi，不bu能neng達da到dao較jiao高gao的de控kong製zhi性xing能neng，而er且qie，在zai低di頻pin時shi，必bi須xu進jin行xing轉zhuan矩ju補bu償chang，以yi改gai變bian低di頻pin轉zhuan矩ju特te性xing。
(2) 轉差頻率控製
轉差頻率控製是一種直接控製轉矩的控製方式，它是在V/fkongzhidejichushang，anzhaozhidaoyibudiandongjideshijizhuansuduiyingdedianyuanpinlv，binggenjuxiwangdedaodezhuanjulaitiaojiebianpinqideshuchupinlv，jiukeyishidiandongjijuyouduiyingdeshuchuzhuanju。zhezhongkongzhifangshi，zaikongzhixitongzhongxuyaoanzhuangsuduchuanganqi，youshihaijiayoudianliufankui，duipinlvhedianliujinxingkongzhi，yinci，zheshiyizhongbihuankongzhifangshi，keyishibianpinqijuyoulianghaodewendingxing，bingduijisudejiajiansuhefuzaibiandongyoulianghaodexiangyingtexing。
(3) 矢量控製
矢量控製是通過矢量坐標電路控製電動機定子電流的大小和相位，以達到對電動機在d、q、0坐(zuo)標(biao)軸(zhou)係(xi)中(zhong)的(de)勵(li)磁(ci)電(dian)流(liu)和(he)轉(zhuan)矩(ju)電(dian)流(liu)分(fen)別(bie)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)，進(jin)而(er)達(da)到(dao)控(kong)製(zhi)電(dian)動(dong)機(ji)轉(zhuan)矩(ju)的(de)目(mu)的(de)。通(tong)過(guo)控(kong)製(zhi)各(ge)矢(shi)量(liang)的(de)作(zuo)用(yong)順(shun)序(xu)和(he)時(shi)間(jian)以(yi)及(ji)零(ling)矢(shi)量(liang)的(de)作(zuo)用(yong)時(shi)間(jian)，又(you)可(ke)以(yi)形(xing)成(cheng)各(ge)種(zhong)PWM波，達到各種不同的控製目的。例如形成開關次數最少的PWM波bo以yi減jian少shao開kai關guan損sun耗hao。目mu前qian在zai變bian頻pin器qi中zhong實shi際ji應ying用yong的de矢shi量liang控kong製zhi方fang式shi主zhu要yao有you基ji於yu轉zhuan差cha頻pin率lv控kong製zhi的de矢shi量liang控kong製zhi方fang式shi和he無wu速su度du傳chuan感gan器qi的de矢shi量liang控kong製zhi方fang式shi兩liang種zhong。 jiyuzhuanchapinlvdeshiliangkongzhifangshiyuzhuanchapinlvkongzhifangshiliangzhededingchangtexingyizhi，danshijiyuzhuanchapinlvdeshiliangkongzhihaiyaojingguozuobiaobianhuanduidiandongjidingzidianliudexiangweijinxingkongzhi，shizhimanzuyidingdetiaojian，yixiaochuzhuanjudianliuguoduguochengzhongdebodong。yinci，jiyuzhuanchapinlvdeshiliangkongzhifangshibizhuanchapinlvkongzhifangshizaishuchutexingfangmiannengdedaohendadegaishan。danshi，zhezhongkongzhifangshishuyubihuankongzhifangshi，xuyaozaidiandongjishanganzhuangsuduchuanganqi，yinci，yingyongfanweishoudaoxianzhi。
無速度傳感器矢量控製是通過坐標變換處理分別對勵磁電流和轉矩電流進行控製，然後通過控製電動機定子繞組上的電壓、電(dian)流(liu)辨(bian)識(shi)轉(zhuan)速(su)以(yi)達(da)到(dao)控(kong)製(zhi)勵(li)磁(ci)電(dian)流(liu)和(he)轉(zhuan)矩(ju)電(dian)流(liu)的(de)目(mu)的(de)。這(zhe)種(zhong)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)調(tiao)速(su)範(fan)圍(wei)寬(kuan)，啟(qi)動(dong)轉(zhuan)矩(ju)大(da)，工(gong)作(zuo)可(ke)靠(kao)，操(cao)作(zuo)方(fang)便(bian)，但(dan)計(ji)算(suan)比(bi)較(jiao)複(fu)雜(za)，一(yi)般(ban)需(xu)要(yao)專(zhuan)門(men)的(de)處(chu)理(li)器(qi)來(lai)進(jin)行(xing)計(ji)算(suan)，因(yin)此(ci)，實(shi)時(shi)性(xing)不(bu)是(shi)太(tai)理(li)想(xiang)，控(kong)製(zhi)精(jing)度(du)受(shou)到(dao)計(ji)算(suan)精(jing)度(du)的(de)影(ying)響(xiang)。
(4) 直接轉矩控製
zhijiezhuanjukongzhishiliyongkongjianshiliangzuobiaodegainian，zaidingzizuobiaoxixiafenxijiaoliudiandongjideshuxuemoxing，kongzhidiandongjidecilianhezhuanju，tongguojiancedingzidianzulaidadaoguancedingziciliandemude，yincishengquleshiliangkongzhidengfuzadebianhuanjisuan，xitongzhiguan、簡潔，計算速度和精度都比矢量控製方式有所提高。即使在開環的狀態下，也能輸出100%的額定轉矩，對於多拖動具有負荷平衡功能。
(5) 最優控製
最zui優you控kong製zhi在zai實shi際ji中zhong的de應ying用yong根gen據ju要yao求qiu的de不bu同tong而er有you所suo不bu同tong，可ke以yi根gen據ju最zui優you控kong製zhi的de理li論lun對dui某mou一yi個ge控kong製zhi要yao求qiu進jin行xing個ge別bie參can數shu的de最zui優you化hua。例li如ru在zai高gao壓ya變bian頻pin器qi的de控kong製zhi應ying用yong中zhong，就jiu成cheng功gong的de采cai用yong了le時shi間jian分fen段duan控kong製zhi和he相xiang位wei平ping移yi控kong製zhi兩liang種zhong策ce略lve，以yi實shi現xian一yi定ding條tiao件jian下xia的de電dian壓ya最zui優you波bo形xing。
(6) 其他非智能控製方式
在實際應用中，還有一些非智能控製方式在變頻器的控製中得以實現，例如自適應控製、滑模變結構控製、差頻控製、環流控製、頻率控製等。
2.2 智能控製方式
智能控製方式主要有神經網絡控製、模糊控製、專家係統、學習控製等。在變頻器的控製中采用智能控製方式在具體應用中有一些成功的範例。
(1) 神經網絡控製
神shen經jing網wang絡luo控kong製zhi方fang式shi應ying用yong在zai變bian頻pin器qi的de控kong製zhi中zhong，一yi般ban是shi進jin行xing比bi較jiao複fu雜za的de係xi統tong控kong製zhi，這zhe時shi對dui於yu係xi統tong的de模mo型xing了le解jie甚shen少shao，因yin此ci神shen經jing網wang絡luo既ji要yao完wan成cheng係xi統tong辨bian識shi的de功gong能neng，又you要yao進jin行xing控kong製zhi。而er且qie神shen經jing網wang絡luo控kong製zhi方fang式shi可ke以yi同tong時shi控kong製zhi多duo個ge變bian頻pin器qi，因yin此ci在zai多duo個ge變bian頻pin器qi級ji聯lian時shi進jin行xing控kong製zhi比bi較jiao適shi合he。但dan是shi神shen經jing網wang絡luo的de層ceng數shu太tai多duo或huo者zhe算suan法fa過guo於yu複fu雜za都dou會hui在zai具ju體ti應ying用yong中zhong帶dai來lai不bu少shao實shi際ji困kun難nan。
(2) 模糊控製
模mo糊hu控kong製zhi算suan法fa用yong於yu控kong製zhi變bian頻pin器qi的de電dian壓ya和he頻pin率lv，使shi電dian動dong機ji的de升sheng速su時shi間jian得de到dao控kong製zhi，以yi避bi免mian升sheng速su過guo快kuai對dui電dian機ji使shi用yong壽shou命ming的de影ying響xiang以yi及ji升sheng速su過guo慢man影ying響xiang工gong作zuo效xiao率lv。模mo糊hu控kong製zhi的de關guan鍵jian在zai於yu論lun域yu、隸屬度以及模糊級別的劃分，這種控製方式尤其適用於多輸入單輸出的控製係統。
(3) 專家係統
專家係統是利用所謂“專家”dejingyanjinxingkongzhideyizhongkongzhifangshi，yinci，zhuanjiaxitongzhongyibanyaojianliyigezhuanjiaku，cunfangyidingdezhuanjiaxinxi，lingwaihaiyaoyoutuilijizhi，yibianyugenjuyizhixinxixunqiulixiangdekongzhijieguo。zhuanjiakuyutuilijizhideshejishiyouweizhongyaode，guanxizhezhuanjiaxitongkongzhideyoulie。yingyongzhuanjiaxitongjikeyikongzhibianpinqidedianya，youkeyikongzhiqidianliu。
(4) 學習控製
學習控製主要是用於重複性的輸入，而規則的PWM信號(例如中心調製PWM)恰好滿足這個條件，因此學習控製也可用於變頻器的控製中。學習控製不需要了解太多的係統信息，但是需要1~2gexuexizhouqi，yincikuaisuxingxiangduijiaocha，erqie，xuexikongzhidesuanfazhongyoushixuyaoshixianchaoqianhuanjie，zheyongmoniqijianshiwufashixiande，tongshi，xuexikongzhihaishejidaoyigewendingxingdewenti，zaiyingyongshiyaotebiezhuyi。
3、變頻器控製的展望
隨著電力電子技術、微電子技術、計算機網絡等高新技術的發展，變頻器的控製方式今後將向以下幾個方麵發展。
(1) 數字控製變頻器的實現
現xian在zai，變bian頻pin器qi的de控kong製zhi方fang式shi用yong數shu字zi處chu理li器qi可ke以yi實shi現xian比bi較jiao複fu雜za的de運yun算suan，變bian頻pin器qi數shu字zi化hua將jiang是shi一yi個ge重zhong要yao的de發fa展zhan方fang向xiang，目mu前qian進jin行xing變bian頻pin器qi數shu字zi化hua主zhu要yao采cai用yong單dan片pian機jiMCS51或80C196MC等，輔助以SLE4520或EPLD液晶顯示器等來實現更加完善的控製性能。
(2) 多種控製方式的結合
單一的控製方式有著各自的優缺點，並沒有“萬能”的de控kong製zhi方fang式shi，在zai有you些xie控kong製zhi場chang合he，需xu要yao將jiang一yi些xie控kong製zhi方fang式shi結jie合he起qi來lai，例li如ru將jiang學xue習xi控kong製zhi與yu神shen經jing網wang絡luo控kong製zhi相xiang結jie合he，自zi適shi應ying控kong製zhi與yu模mo糊hu控kong製zhi相xiang結jie合he，直zhi接jie轉zhuan矩ju控kong製zhi與yu神shen經jing網wang絡luo控kong製zhi相xiang結jie合he，或huo者zhe稱cheng之zhi為wei“混合控製”，這樣取長補短，控製效果將會更好。
(3) 遠程控製的實現
計算機網絡的發展，使“天涯若咫尺”，依靠計算機網絡對變頻器進行遠程控製也是一個發展方向。通過RS485接口及一些網絡協議對變頻器進行遠程控製，這樣在有些不適合於人類進行現場操作的場合，也可以很容易的實現控製目標。
(4) 綠色變頻器
隨(sui)著(zhe)可(ke)持(chi)續(xu)發(fa)展(zhan)戰(zhan)略(lve)的(de)提(ti)出(chu)，對(dui)於(yu)環(huan)境(jing)的(de)保(bao)護(hu)越(yue)來(lai)越(yue)受(shou)到(dao)人(ren)們(men)的(de)重(zhong)視(shi)。變(bian)頻(pin)器(qi)產(chan)生(sheng)的(de)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo)對(dui)電(dian)網(wang)會(hui)帶(dai)來(lai)汙(wu)染(ran)，降(jiang)低(di)變(bian)頻(pin)器(qi)工(gong)作(zuo)時(shi)的(de)噪(zao)聲(sheng)以(yi)及(ji)增(zeng)強(qiang)其(qi)工(gong)作(zuo)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)、安全性等等這些問題，都試圖通過采取合適的控製方式來解決，設計出綠色變頻器。
4、結束語
變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)是(shi)一(yi)個(ge)值(zhi)得(de)研(yan)究(jiu)的(de)問(wen)題(ti)，依(yi)靠(kao)致(zhi)力(li)於(yu)這(zhe)項(xiang)工(gong)作(zuo)的(de)有(you)識(shi)之(zhi)士(shi)的(de)共(gong)同(tong)努(nu)力(li)，使(shi)國(guo)產(chan)變(bian)頻(pin)器(qi)早(zao)日(ri)走(zou)向(xiang)世(shi)界(jie)市(shi)場(chang)並(bing)且(qie)成(cheng)為(wei)一(yi)流(liu)的(de)產(chan)品(pin)
