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控制方式編輯
低壓通用變頻輸出電壓為380～650V,，輸出功率為0.75～400kW,，工作頻率為0～400Hz，它的主電路都采用交—直—交電路,。其控制方式經(jīng)歷了以下四代,。
一代
1U/f=C的正弦脈寬調(diào)制(SPWM)控制方式：
其特點(diǎn)是控制電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低,，機(jī)械特性硬度也較好,，能夠滿足一般傳動(dòng)的平滑調(diào)速要求,，已在產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是,，這種控制方式在低頻時(shí),，由于輸出電壓較低，轉(zhuǎn)矩受定子電阻壓降的影響比較顯著,，使輸出大轉(zhuǎn)矩減小,。另外，其機(jī)械特性終究沒(méi)有直流電動(dòng)機(jī)硬,，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意,，且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會(huì)隨負(fù)載的變化而變化,，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢,、電機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率不高，低速時(shí)因定子電阻和逆變器死區(qū)效應(yīng)的存在而性能下降,，穩(wěn)定性變差等,。因此人們又研究出矢量控制變頻調(diào)速。
第二代
電壓空間矢量(SVPWM)控制方式：
它是以三相波形整體生成效果為前提,，以逼近電機(jī)氣隙的理想圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)軌跡為目的,，一次生成三相調(diào)制波形，以內(nèi)切多邊形逼近圓的方式進(jìn)行控制的,。經(jīng)實(shí)踐使用后又有所改進(jìn),，即引入頻率補(bǔ)償，能消除速度控制的誤差,；通過(guò)反饋估算磁鏈幅值,，消除低速時(shí)定子電阻的影響；將輸出電壓,、電流閉環(huán)，以提高動(dòng)態(tài)的精度和穩(wěn)定度,。但控制電路環(huán)節(jié)較多,，且沒(méi)有引入轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)，所以系統(tǒng)性能沒(méi)有得到*,。
第三代
矢量控制(VC)方式：
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(guò)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(guò)按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)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(guò)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(chǎng)兩個(gè)分量進(jìn)行獨(dú)立控制,。通過(guò)控制轉(zhuǎn)子磁鏈,，然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場(chǎng)兩個(gè)分量，經(jīng)坐標(biāo)變換,，實(shí)現(xiàn)正交或解耦控制,。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(cè),，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(guò)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,。
第四代
直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)方式：
1985年，德國(guó)魯爾大學(xué)的DePenbrock教授*提出了直接轉(zhuǎn)矩控制變頻技術(shù),。該技術(shù)在很大程度上解決了上述矢量控制的不足,，并以新穎的控制思想、簡(jiǎn)潔明了的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),、優(yōu)良的動(dòng)靜態(tài)性能得到了迅速發(fā)展,。該技術(shù)已成功地應(yīng)用在電力機(jī)車牽引的大功率交流傳動(dòng)上。 直接轉(zhuǎn)矩控制直接在定子坐標(biāo)系下分析交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型,，控制電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩,。它不需要將交流電動(dòng)機(jī)等效為直流電動(dòng)機(jī)，因而省去了矢量旋轉(zhuǎn)變換中的許多復(fù)雜計(jì)算,；它不需要模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制,，也不需要為解耦而簡(jiǎn)化交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型。
矩陣式交—交控制方式：
VVVF變頻,、矢量控制變頻,、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點(diǎn)是輸入功率因數(shù)低,，諧波電流大,，直流電路需要大的儲(chǔ)能電容，再生能量又不能反饋回電網(wǎng),，即不能進(jìn)行四象限運(yùn)行,。為此,，矩陣式交—交變頻應(yīng)運(yùn)而生。由于矩陣式交—交變頻省去了中間直流環(huán)節(jié),，從而省去了體積大,、價(jià)格貴的電解電容。它能實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)為l,，輸入電流為正弦且能四象限運(yùn)行,，系統(tǒng)的功率密度大。該技術(shù)雖尚未成熟,，但仍吸引著眾多的學(xué)者深入研究,。其實(shí)質(zhì)不是間接的控制電流、磁鏈等量,，而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控制量來(lái)實(shí)現(xiàn)的,。具體方法是：
1、控制定子磁鏈引入定子磁鏈觀測(cè)器,，實(shí)現(xiàn)無(wú)速度傳感器方式,；
2、自動(dòng)識(shí)別(ID)依靠精確的電機(jī)數(shù)學(xué)模型,，對(duì)電機(jī)參數(shù)自動(dòng)識(shí)別,；
3、算出實(shí)際值對(duì)應(yīng)定子阻抗,、互感,、磁飽和因素、慣量等算出實(shí)際的轉(zhuǎn)矩,、定子磁鏈,、轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；
4,、實(shí)現(xiàn)Band—Band控制按磁鏈和轉(zhuǎn)矩的Band—Band控制產(chǎn)生PWM信號(hào),，對(duì)逆變器開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制。
矩陣式交—交變頻具有快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)(<2ms),，很高的速度精度(±2%,，無(wú)PG反饋)，高轉(zhuǎn)矩精度(<+3%),；同時(shí)還具有較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩及高轉(zhuǎn)矩精度，尤其在低速時(shí)(包括0速度時(shí)),，可輸出150%～200%轉(zhuǎn)矩,。
VVC的控制原理：
VVC的控制原理是將矢量調(diào)制的原理應(yīng)用于固定電壓源PWM逆變器。這一控制建立在一個(gè)改善了的電機(jī)模型上,，該電機(jī)模型較好的對(duì)負(fù)載和轉(zhuǎn)差進(jìn)行了補(bǔ)償,。
因?yàn)橛泄蜔o(wú)功電流成分對(duì)于控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)都是很重要的,，控制電壓矢量的角度可顯著的改善0-12HZ范圍內(nèi)的動(dòng)態(tài)性能，而在標(biāo)準(zhǔn)的PWM U/F驅(qū)動(dòng)中0-10HZ范圍一般都存在著問(wèn)題,。
利用SFAVM或60°AVM原理來(lái)計(jì)算逆變器的開(kāi)關(guān)模式,，可使氣隙轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)很小（與使用同步PWM的變頻器相比）,。

(1)故障現(xiàn)象：操作控制面板PMU液晶顯示屏顯示“E"報(bào)警 檢查處理(參見(jiàn)圖1,、圖2)：更換一塊新CUVC板送電開(kāi)機(jī)，液晶顯示屏仍顯示“E"報(bào)警,，說(shuō)明故障原因不在CUVC板而在底板,。檢查底板，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)外接DC24V電壓正常,，檢測(cè)集成塊N3基準(zhǔn)電壓不正常,，集成塊N2 20腳輸出電壓為0.1V,明顯偏低，正常值應(yīng)為15V,查集成塊N2的1腳為11.3V,8腳為0.20V,11腳電源輸入為27.5V,正常,。經(jīng)分析判斷1腳,、8腳、20腳電壓值都不正常,。測(cè)集成塊N3的1腳電壓為0.31V,2腳電壓為1.8V,電壓值也都偏低,。用熱風(fēng)槍拆下N3集成塊MC340,測(cè)2腳與3腳之間的電阻為84Ω。更換一塊新N3集成塊MC340后,，測(cè)各引腳電壓,，1腳為2.1V,2腳為5.1V,正常。測(cè)N2集成塊各腳電壓也都恢復(fù)正常,。集成塊N3輸出電壓不正常,，引起N2集成塊各腳電壓也出現(xiàn)偏移?；謴?fù)變頻器接線,，輸入?yún)?shù)，啟動(dòng)變頻器運(yùn)行正常,。

??圖1 集成塊N2的相關(guān)電路

??圖2 集成塊N3的相關(guān)電路

??N2集成塊L4979各引腳電壓數(shù)據(jù)如表1示,。

??N3 集成塊MC340各引腳電壓數(shù)據(jù)如表2示。

(2)故障現(xiàn)象：

操作控制面板PMU液晶顯示屏顯示“E"報(bào)警 檢查處理(參見(jiàn)圖1,、圖2)：用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)底板N2,、N3集成塊各腳電壓，N3的1腳N2的8腳電壓都偏低,，測(cè)V28三極管的基極偏置電阻4.7kΩ已變值為150kΩ,。更換新貼片電阻，測(cè)N2,、N3各腳電壓正常,。因V28基極偏置電阻變值,，導(dǎo)致V28三極管截，造成N2,、N3集成塊不能正常工作,。

(3)故障現(xiàn)象：

操作控制面板PMU板液晶顯示屏顯示“E"報(bào)警 檢查處理：一臺(tái)“E"報(bào)警的變頻器，將變頻器原CUVC板上CBT通訊板拆下,，裝在新CUVC板上,，變頻器裝好CUVC板，啟動(dòng)后,。液晶顯示屏仍顯示“E"報(bào)警,。拆下CUVC板檢查發(fā)現(xiàn)CBT通訊板上貼片電阻燒壞。更換新CBT通訊板后,，變頻器啟動(dòng)工作正常,。

(4)故障現(xiàn)象：

操作控制面板PMU板液晶顯示屏顯示“E"報(bào)警 檢查處理(參見(jiàn)圖1、圖2,、圖4)：檢查底板電源塊N2(L4974A)第1腳的開(kāi)機(jī)電壓為11.32V,正常值為26.7V;第20腳輸出電壓為0.117V,正常值為15.31V;基準(zhǔn)電壓塊N3(MC340)第1腳電壓為0.315V,正常值為2.1V;第2腳的電壓值在1.5~1.8V之間變化,，而正常值為5.1V.檢查繼電器K4,線圈電路串聯(lián)兩支二極管V16、V15,電阻值分別為3.67Ω和5.5Ω,，已經(jīng)短路,，V28(5C)三極管基極電阻由正常值4.7kΩ變?yōu)?50kΩ，已經(jīng)燒壞,。更換新的電阻和二極管后,，運(yùn)行正常。 2.2 西門子6SE70系列變頻器的操作控制面板PMU液晶顯示屏上無(wú)顯示,，“黑屏" (1)故障現(xiàn)象：西門子6SE7016-1TA61-Z變頻器操作控制面板PMU液晶顯示屏“黑屏"

檢查處理(參見(jiàn)圖3,、圖1、圖2)：檢查底板V34場(chǎng)效應(yīng)管K2225,發(fā)現(xiàn)柵極保護(hù)貼片電阻24Ω變值為500kΩ,，已損壞,。檢測(cè)N2集成塊的20腳無(wú)電壓，1腳為11.3V,N3集成塊MC340腳為4V,2腳為3.3V.用熱風(fēng)槍將N3集成塊MC340拆下測(cè)量1腳與3腳之間的阻值變?yōu)?kΩ,，正常應(yīng)為500kΩ,。更換新的N3集成塊MC340和24Ω貼片電阻。上電測(cè)試N2,、N3集成塊各引腳電壓,，正常?；謴?fù)接線,，運(yùn)行正常。

??圖3 電源部分電路

操作控制面板PMU液晶顯示屏“黑屏"故障，大部分與底板V34電源管控制極24Ω保護(hù)貼片電阻變值有直接關(guān)系,，變值后的電阻值一般為500kΩ~1MΩ之間，有的電阻值變?yōu)闊o(wú)窮大,。 (2)故障現(xiàn)象：操作控制面板PMU液晶顯示屏“黑屏" 檢查處理(參見(jiàn)圖4,、圖3、圖2)：檢查底板,，測(cè)量K4繼電器線圈并聯(lián)續(xù)流二極管V20,與K4線圈串接二極管V16擊穿短路,，測(cè)N7電源塊L7824損壞，N4集成塊UC3844AN 1腳對(duì)地電阻500Ω,，正常值應(yīng)為15kΩ,。更換同型號(hào)二極管2支、N4集成塊UC3844AN,、N7電源塊L7824后,，測(cè)試各點(diǎn)電壓正常。