變頻器開環(huán)控制和閉環(huán)控制系統(tǒng)

所謂變頻器的閉環(huán)控制是指變頻器輸出給電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)所帶動(dòng)的機(jī)械設(shè)備，利用編碼器或者壓力、流量傳感器，將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或壓力、流量等反饋給變頻器進(jìn)行兩個(gè)值的比較運(yùn)算，使變頻器的輸出無(wú)限接近比較精確的設(shè)定值。 只要變頻器里面功能預(yù)置 有閉環(huán)控制功能的變頻器，都可以按照它給的用戶使用說(shuō)明書來(lái)進(jìn)行配置相應(yīng)的編碼器或傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)

首先，我們來(lái)談?wù)勯_環(huán)控制和閉環(huán)控制之間的區(qū)別。如果我們使用泵來(lái)維持壓力，我們可以將泵的速度設(shè)置為我們認(rèn)為可以完成的工作，并希望獲得最佳效果，并且可能會(huì)在晚上將其調(diào)低一點(diǎn)。這是一個(gè)開環(huán)控制。

更好的解決方案是安裝壓力傳感器并將其連接到控制驅(qū)動(dòng)泵的電機(jī)的變頻驅(qū)動(dòng)器?，F(xiàn)在，驅(qū)動(dòng)器將該實(shí)際（即測(cè)量的）壓力值與所需的值（設(shè)定值）進(jìn)行比較，并將持續(xù)調(diào)節(jié)泵的速度以將壓力保持在該水平 - 假設(shè)您已正確設(shè)置。由于壓力傳感器的連接完成了回路（驅(qū)動(dòng) - 電機(jī) - 泵輸出 - 換能器 - 驅(qū)動(dòng)），因此該系統(tǒng)被稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)，如圖1所示。

從飛機(jī)穩(wěn)定系統(tǒng)到繞組系統(tǒng)中的張力控制，以及保持壓力，流速，速度或溫度的更明顯的應(yīng)用，無(wú)處不在使用閉環(huán)控制。

開環(huán)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)分為普通U/f控制系統(tǒng)和無(wú)PG反饋的矢量控制系統(tǒng)。根據(jù)控制精度要求，進(jìn)行選擇。

（1） U/f開環(huán)控制

變頻器開環(huán)控制如圖所示。由變頻器設(shè)定輸出頻率，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和同步轉(zhuǎn)速保持1%~5%的轉(zhuǎn)差率，電動(dòng)機(jī)基本在變頻器設(shè)定的轉(zhuǎn)速上工作。

圖 變頻器開環(huán)控制

影響電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的因素有：負(fù)載轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化；電源電壓發(fā)生變化；變頻器的頻率設(shè)定精度。變頻器在用模擬量設(shè)定頻率時(shí)，由于溫度變化、電流電壓的漂移等使頻率控制精度降低約5%，這對(duì)轉(zhuǎn)矩比較穩(wěn)定的負(fù)載，由于漂移引起的轉(zhuǎn)速變化不可忽略。

變頻器開環(huán)控制多應(yīng)用在對(duì)轉(zhuǎn)速精度要求不太嚴(yán)格的場(chǎng)合，一般選擇普通U/f控制變頻器即可。

（2）無(wú)反饋矢量開環(huán)控制

如果對(duì)開環(huán)控制轉(zhuǎn)速精度要求較高，可選用無(wú)反饋矢量控制變頻器。無(wú)反饋矢量控制變頻器由于在其內(nèi)部根據(jù)直流電動(dòng)機(jī)的閉環(huán)控制理論形成了閉環(huán)控制系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于工作在閉環(huán)狀態(tài)，因此具有較高的速度控制精度，其速度控制精度在±0.5%左右，見表。

表 控制精度比較表

在要求速度控制精度較高的場(chǎng)合，采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制電路。轉(zhuǎn)速閉環(huán)是將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通過(guò)轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)反饋到輸入端，與給定頻率信號(hào)相比較，產(chǎn)生誤差調(diào)整信號(hào)，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和給定信號(hào)同步。

速度閉環(huán)控制目的是取得高的速度控制精度，速度控制精度和變頻器的控制功能及傳感器的選擇有關(guān)。在速度控制精度要求較高的造紙、軋鋼等傳動(dòng)設(shè)備中，可選用帶傳感器的矢量變頻器。