变频器开闭环控制方式-交流-直流-交流变频电路

1、开环控制方式
    由变频器和异步电机构成的变频调速控制系统主要有开环和闭环两种控制方式。开环控制方式一般采用普通功能的U/f控制通用变频器或无速度传感器矢量控制变频器。开环控制方案结构简单，运行可靠，但调速精度和动态响应特性不高，尤其在低频区域更为明显，但对于一般控制要求的场合及风机、水泵类流体机械的控制，足以满足工艺要求。采用无速度传感器矢量控制变频器的开环控制系统，可以对异步电机的磁通和转矩进行检测和控制，具有较高的静态控制精度和动态性能，转速精度可达0.5%以上，并且转速响应较快。在一般精度要求的场合下，采用这种开环控制系统是非常适宜的，可以达到满意的控制性能，并且系统结构简单，可靠性高，唯一需要注意的是变频器的额定参数、输入和设定的电机参数应与实际负载相匹配，否则难以达到预期效果。
    如果将异步电机更换成永磁同步电机，就构成了永磁同步电机开环控制变频调速系统，此种控制具有电路简单，可靠性高的特点。同步电机的轴转速始终等于同步转速，其转速只取决于供电频率而与负载大小无关，其机械特性曲线为一根平行于横轴的直线，具有良好的机械硬特性。如果采用高精度的通用变频器，在开环控制情况下，同步电机的转速精度可达到0.01%以上，并且容易达到电机的转速精度与变频器频率控制精度相一致，所以特别适合多台电机同步传动系统。例如，对于静态转速精度要求甚高的化纤纺丝机等，采用这种开环控制系统，具有电路结构简单，调整方便，调速精度与通用变频器控制频率精度相同，运行效率高等特点，特别适用于纺织、化纤、造纸等行业的高精度、多电机同步传动系统。
    2、闭环控制方式
    闭环控制方式一般采用带PID控制器的U/f控制通用变频器或有速度传感器的矢量控制变频器组成，适用于温度、压力、流量、速度、张力、位置、pH值等过程参数控制场合。采用带速度传感器的矢量控制变频器，要在异步电机的轴上安装速度传感器或编码器，构成双闭环控制系统。如果系统内部空间很小，则安装工作就很困难，可以选取直接转矩控制变频器，但控制精度稍差一点。

交流-直流-交流变频电路

经过两次以上的变换，将一种频率的交流电转变为另一种频率的交流电的电路称为间接变频电路。按变换的途径可分为交流-直流-交流变频电路和交流-直流-高频-交流变频电路。其中交流-直流-交流变频电路是常见的变频器所采用的变频（主）电路形式。

     1、交流-直流-交流变频电路的基本形式     先用整流器将输入的交流电转变为直流电，再用逆变器将直流电转变为所需频率的交流电（图1）。

  图1    交流-直流-交流变频电路

     整流器采用不控整流电路或相控整流电路。在要求变频器输出电压可变，而逆变器又无控制电压的能力的场合，常采用相控整流电路；在逆变器能够控制输出电压的场合，一般采用不控整流电路，以降低成本。

     2、交流-直流-交流变频电路的种类     (1)电源换流逆变电路：电路中的晶闸管利用电源电压换流，晶闸管关断条件好，它构成的变频器容量可以做得较大。它主要应用于线绕式异步电动机串级调速，高压直流输电，大电网的连接。     (2)负载换流逆变电路：电路中的晶闸管利用负载电压换流。它主要用于同步电动机调速和感应加热装置中。用于同步电动机调速的变频电路输出频率不高，一般为几赫到几十赫，可以采用普通晶闸管作为逆变器的开关元件，成本较低。在启动时，同步电动机反电动势为零，晶闸管不能利用负载电压换流，常采用电源换流或辅助强迫换流。用于感应加热的变频电路的输出频率较高，一般为几百赫到几万赫。它的逆变电路种类很多，有并联逆变电路、串联逆变电路、串并联逆变电路、倍频式逆变电路和时间分割式逆变电路。并联逆变电路负载适应性强，适用于熔炼和透热。串联逆变电路可以在逆变器内部调节输出电压，启动比较方便，适用于淬火和钎焊。串并联逆变电路、倍频式逆变电路和时间分割式逆变电路适用于输出频率较高的应用场合。     (3)自换流逆变电路：主要用于异步电动机变频调速和恒压恒频装置中。逆变器中的晶闸管需要专门的辅助换流电路换流，电路较复杂。为了简化电路，在中小功率的自换流逆变电路中常采用功率晶体管等自关断元件。在简单的控制下，自换流逆变电路本身不能控制输出电压，当采用脉冲宽度控制时，自换流逆变电路不但能控制输出电压，而且还能改善输出电压的波形。 (责任编辑：admin)

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