矢量控制有什么特點(diǎn)?開環(huán)矢量控制和閉環(huán)矢量控制有什么區(qū)別?

矢量控制是一種控制方式，通過矢量控制可以達(dá)到控制異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。為增進(jìn)大家對(duì)矢量控制的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)矢量控制、矢量控制的特點(diǎn)以及開環(huán)矢量控制和閉環(huán)矢量控制的區(qū)別予以介紹。如果你對(duì)矢量控制具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、矢量控制(VC)方式及其特點(diǎn)

矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動(dòng)機(jī)在三相坐標(biāo)系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相-二相變換，等效成兩相靜止坐標(biāo)系下的交流電流Ia1Ib1，再通過按轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流Im1、It1(Im1相當(dāng)于直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流;It1相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流)，然后模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制方法，求得直流電動(dòng)機(jī)的控制量，經(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換，實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的控制。

其實(shí)質(zhì)是將交流電動(dòng)機(jī)等效為直流電動(dòng)機(jī)，分別對(duì)速度，磁場兩個(gè)分量進(jìn)行獨(dú)立控制。通過控制轉(zhuǎn)子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場兩個(gè)分量，經(jīng)坐標(biāo)變換，實(shí)現(xiàn)正交或解耦控制。綜合以上：矢量控制無非就四個(gè)知識(shí)：等效電路、磁鏈方程、轉(zhuǎn)矩方程、坐標(biāo)變換(包括靜止和旋轉(zhuǎn))。矢量控制方法的提出具有劃時(shí)代的意義。然而在實(shí)際應(yīng)用中，由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準(zhǔn)確觀測，系統(tǒng)特性受電動(dòng)機(jī)參數(shù)的影響較大，且在等效直流電動(dòng)機(jī)控制過程中所用矢量旋轉(zhuǎn)變換較復(fù)雜，使得實(shí)際的控制效果難以達(dá)到理想分析的結(jié)果。

矢量控制的特點(diǎn)包括：

1、需要量測(或是估測)電機(jī)的速度或位置，若估測電機(jī)的速度，需要電機(jī)電阻及電感等參數(shù)，若可能要配合多種不同的電機(jī)使用，需要自動(dòng)調(diào)適(autotuning)程序來量測電機(jī)參數(shù)。

2、借由調(diào)整控制的目標(biāo)值，轉(zhuǎn)矩及磁通可以快速變化，一般可以在5-10毫秒內(nèi)完成。

3、若使用PI控制，步階響應(yīng)會(huì)有過沖。

4、功率晶體的切換頻率(載波)一般為定值。

5、轉(zhuǎn)矩的精確度和控制系統(tǒng)中使用的電機(jī)參數(shù)有關(guān)，因此若因?yàn)殡姍C(jī)溫度變化.造成轉(zhuǎn)子電阻阻值提高.會(huì)造成誤差的變大。

6、對(duì)處理器效能的要求較高，至少每一毫秒需執(zhí)行一次電機(jī)控制的算法。

了解了矢量控制的定義和矢量控制的方式，接下來我們一起來了解一下關(guān)于閉環(huán)矢量控制與開環(huán)矢量控制之間到底有何不同。

二、閉環(huán)矢量控制 VS 開環(huán)矢量控制

SLVC 我們也把它稱為開環(huán)矢量控制，但它其實(shí)不是真正意義上的開環(huán)，因?yàn)檫@種控制方式下，其轉(zhuǎn)速外環(huán)還是存在的，只不過這個(gè)時(shí)候，轉(zhuǎn)速反饋值不是電機(jī)的真正轉(zhuǎn)速反饋值，而是變頻器根據(jù)電機(jī)模型算出來的轉(zhuǎn)速值作為反饋信號(hào)。電機(jī)不帶轉(zhuǎn)速反饋裝置，變頻器依靠自身內(nèi)部軟件中的轉(zhuǎn)速觀測器，來計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)速。從而達(dá)到對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。它本質(zhì)上是一種“不帶轉(zhuǎn)速反饋的閉環(huán)控制”。

如果調(diào)速系統(tǒng)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制精度要求非常高，且需要進(jìn)行位置或者轉(zhuǎn)矩控制，并對(duì)轉(zhuǎn)矩的穩(wěn)定性、精度也有要求，那就需要進(jìn)行閉環(huán)矢量控制，這時(shí)你的電機(jī)一定要配編碼器，而帶編碼器的矢量控制即VC控制方式下，轉(zhuǎn)速反饋值是編碼器測出的實(shí)際轉(zhuǎn)速值，是真正的電機(jī)轉(zhuǎn)速，不是變頻器自己算出來的。

開環(huán)矢量控制最終和閉環(huán)一樣，也是改變變頻器的脈沖電壓波形，只是因?yàn)闆]有編碼器的速度反饋，是通過電流環(huán)的電流傳感器反饋一個(gè)電流信號(hào)到微處理器，來參與矢量運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的矢量控制。

要說調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)控制的話，其實(shí)V/F(變頻變壓)控制是才可以說是真正的開環(huán)控制，這時(shí)變頻器對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速完全不能控制，它只輸出一個(gè)固定頻率、固定幅值的電壓，而不管電機(jī)此時(shí)轉(zhuǎn)速為多少。

轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中控制器默認(rèn)的是PID控制，不過一般都把微分控制功能關(guān)閉，采用比例積分PI調(diào)節(jié)器控制。(如西門子MM440變頻器。 )而且PID控制器是變頻器內(nèi)置的，速度環(huán)PID控制器是不需要我們用戶外配的。

以上便是此次帶來的矢量控制相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對(duì)矢量控制已經(jīng)具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!