交流变速驱动器的3个(或更多)面
P交流变速驱动器(VSDs)是电机控制方法中最通用的，主要有三种类型。开环控制、无传感器矢量控制和磁链矢量控制为感应电机[和永磁同步电机]提供了越来越复杂的控制。
| 对比VSD特征 | |||
| V / Hz控制 | 无传感器矢量控制 | 通量矢量控制* | |
| 调速 | 1% | 0.5% | 0.001% |
| 速度范围 | 40:1 | 100 - 120:1 | > 1000: 1 |
| 转矩调节 | - - - - - - | + / - -5% * | + / - -2% |
| 起动转矩 | 150% | * * 150 - 250% | * * 150 - 400% |
| *面向野外的植被覆盖度基地 资料来源:控制工程，数据来自丹佛斯、通用电气、东芝、罗克韦尔自动化和施耐德电气 |
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开环交流驱动器采用最简单的电机控制，即所谓的每赫兹伏特(V/Hz)方法。V/Hz也被称为“标量”控制，以区别于矢量控制方法，它在没有正式反馈装置的开环中运行。但是，电流和电压传感用于限流和滑移估计。这种低成本的方法基本上是一种速度控制，提供相对较低的速度和扭矩响应。它没有扭矩控制或在低速时提供高扭矩值。
尽管如此，V/Hz在交流驱动类型的使用中所占比例最高。A 2001年6月控制工程Cahners研究报告称，89%的受访者使用这种交流驱动类型(无传感器矢量为41%，闭环矢量控制为33%)。V/Hz控制在泵、风扇和其他连续过程应用中特别受欢迎。一个显著的优点是它能够从一个驱动器轻松控制多个电机。除了直接的比例关系外，还可能有各种V/Hz模式。
向量不同
VSD光谱的另一端是通量矢量控制(FVC)。然而，植被覆盖度有几种变化。它最有能力的化身，定向FVC，型号特点直流电动机，通过独立控制产生磁通(磁化)和产生转矩电流的分量，从而得到电机转矩和功率的最优控制。一些驱动器制造商将场定向作为单独的FVC技术。
在这种“全”FVC方法中，实际的反馈设备(通常是编码器)用于电机位置和速度信息。控制算法中还使用了最复杂的电机模型。FVC允许真正的扭矩模式操作，并采用独立的速度和扭矩循环。自适应控制器增加了更高的动态扭矩调节。它可以解释电机温度变化和其他控制干扰，仍然提供最佳的转矩输出。全FVC在低速(甚至接近0 rpm)时提供高扭矩，并在整个速度范围内提供非常线性的参数。
其他“矢量”驱动器也将磁通和转矩电流作为总电机电流的矢量和，以改善速度控制和转矩输出。但是，这些驱动产品是基于V/Hz基准，不能提供面向场的FVC性能。
“无传感器”驱动器增加了价值
| 进一步的阅读 |
有关交流驱动器类型的更多信息，请参见:
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无传感器矢量控制(SVC)-一些供应商使用的更好的描述符是“无编码器”或开环矢量控制-为提高V/Hz驱动器的低速扭矩、调速和启动扭矩提供了另一种选择。这些增强的额外成本相对较小。
没有反馈装置，SVC使用电流和电压信号从电机到估计转矩和磁化电流分量，以及它们之间的矢量关系。然而，在3hz下，电机参数估计变得非常不准确(对于1800转/分的基本转速机器，大约90转/分)。
无传感器驱动器同样在能力和性能上有所不同，这取决于它们从V/Hz或矢量控制基的派生。这些驱动器推断而不是感知电机轴信息，因此它们依赖于准确的电机模型。然而，即使采用最新的建模和适应方法，它们也无法达到闭环性能。大多数变速驱动器通过软件选择提供无传感器矢量和V/Hz操作;一些vsd提供所有三种类型的控制。
直接控制转矩是另一种无传感器的方法，能够独立控制感应电机的磁场(磁通)和转矩，仅使用来自电机的电压和电流信息。它不需要PWM驱动器中的调制器。该方法依赖于一个非常精确的电机模型和一个处理器，该处理器可以每25分钟将瞬时扭矩和磁通与参考值进行快速比较
大多数交流驱动器是工作在600v以下的低压单元。中压版本(2.3-15千伏)也可用于电力电缆和电机绕组中更有效的电流传输。
-Frank J. Bartos，执行主编fbartos@cahners.com
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