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变频器的V / Hz控制模式是什么意思

变频器的V / Hz控制模式是什么意思

  • 分类:技术支持
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  • 发布时间:2018-10-12 12:01
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变频器的V / Hz控制模式是什么意思

【概要描述】交流电动机通常与变频器(VFD)配对,变频驱动器通过调节供电电压的频率来控制电动机速度。根据所需的速度调节应用和水平,可以通过标量或矢量方法控制变频器。最常见的变频器控制类型是称为每赫兹伏特(V / Hz)或每频率伏特(V / f)的标量方法。

 

V / Hz控制如何工作

 

交流电机设计用于恒定强度的磁场(磁通量)。磁场强度与电压(V)与频率(Hz)之比或V / Hz成比例。但是,根据同步速度方程,变频器通过改变施加电压的频率来控制电动机速度:

 

N = 120 * f / P.

 

哪里:

 

N =电机速度(RPM)

 

f =输入电压频率

 

P =电机极数

 



图1:V / Hz控制保持电压(V)和频率(Hz)之间

 

改变电压频率会影响电动机速度和磁场强度。当频率降低时(对于较慢的电动机速度),磁场增加,并产生过多的热量。当频率增加时(对于更高的电动机速度),磁场减小,并且产生更低的扭矩。为了保持磁通量恒定,V / Hz比必须保持恒定。无论频率如何,这都可以保持扭矩产生稳定。

 

变频器驱动的V / Hz控制通过改变电压和频率来避免磁场强度的这种变化,以便保持恒定的V / Hz比。适当的V / Hz比由电机的额定电压和频率给出。例如,额定电压为230 V和60 Hz的电机将始终以3.83的V / Hz比率运行(230/60 = 3.83)。

 

传统的V / Hz控制不使用反馈,只根据外部速度命令改变电机的电压和频率。对于闭环V / Hz控制,可以添加编码器反馈来测量电机的实际速度。基于实际速度和命令速度之间的差异生成误差信号,并且控制器生成新的频率命令以补偿误差。虽然它改善了速度调节,但由于编码器和反馈硬件的成本和复杂性增加,闭环V / Hz控制并不常见。

 

V / Hz控制的性能和优点

 

V / Hz控制是用于控制变频器的简单,低成本的方法,并且通常被认为是最常见的变频器控制方案。它适用于恒转矩和可变转矩应用,可在零速时提供高达150%的额定转矩,适用于启动和峰值负载。速度调节范围为最大额定频率的2%至3%,因此该方法不适用于精确速度控制至关重要的应用。V / Hz控制最常见的用途是驱动风扇和鼓风机等工业设备。

 

与其他方法相比,V / Hz控制的一个独特优势是它允许单个VFD操作多个电机。所有电机将同时启动和停止,并且它们将以相同的速度运行,这在一些处理应用中是有益的,例如加热和冷却。



图2:V / Hz控制方法允许一个VFD控制冷却塔中的四个电机。

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交流电动机通常与变频器(VFD)配对,变频驱动器通过调节供电电压的频率来控制电动机速度。根据所需的速度调节应用和水平,可以通过标量或矢量方法控制变频器。最常见的变频器控制类型是称为每赫兹伏特(V / Hz)或每频率伏特(V / f)的标量方法。

 

V / Hz控制如何工作

 

交流电机设计用于恒定强度的磁场(磁通量)。磁场强度与电压(V)与频率(Hz)之比或V / Hz成比例。但是,根据同步速度方程,变频器通过改变施加电压的频率来控制电动机速度:

 

N = 120 * f / P.

 

哪里:

 

N =电机速度(RPM)

 

f =输入电压频率

 

P =电机极数

 

图1:V / Hz控制保持电压(V)和频率(Hz)之间

 

改变电压频率会影响电动机速度和磁场强度。当频率降低时(对于较慢的电动机速度),磁场增加,并产生过多的热量。当频率增加时(对于更高的电动机速度),磁场减小,并且产生更低的扭矩。为了保持磁通量恒定,V / Hz比必须保持恒定。无论频率如何,这都可以保持扭矩产生稳定。

 

变频器驱动的V / Hz控制通过改变电压和频率来避免磁场强度的这种变化,以便保持恒定的V / Hz比。适当的V / Hz比由电机的额定电压和频率给出。例如,额定电压为230 V和60 Hz的电机将始终以3.83的V / Hz比率运行(230/60 = 3.83)。

 

传统的V / Hz控制不使用反馈,只根据外部速度命令改变电机的电压和频率。对于闭环V / Hz控制,可以添加编码器反馈来测量电机的实际速度。基于实际速度和命令速度之间的差异生成误差信号,并且控制器生成新的频率命令以补偿误差。虽然它改善了速度调节,但由于编码器和反馈硬件的成本和复杂性增加,闭环V / Hz控制并不常见。

 

V / Hz控制的性能和优点

 

V / Hz控制是用于控制变频器的简单,低成本的方法,并且通常被认为是最常见的变频器控制方案。它适用于恒转矩和可变转矩应用,可在零速时提供高达150%的额定转矩,适用于启动和峰值负载。速度调节范围为最大额定频率的2%至3%,因此该方法不适用于精确速度控制至关重要的应用。V / Hz控制最常见的用途是驱动风扇和鼓风机等工业设备。

 

与其他方法相比,V / Hz控制的一个独特优势是它允许单个VFD操作多个电机。所有电机将同时启动和停止,并且它们将以相同的速度运行,这在一些处理应用中是有益的,例如加热和冷却。

图2:V / Hz控制方法允许一个VFD控制冷却塔中的四个电机。

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