西門子變頻器V90產品介紹1FL6092-1AC61-2AG1

　　西門子變頻器V90產品介紹1FL6092-1AC61-2AG1

　　低壓通用變頻輸出電壓380 ~ 650 V，輸出功率0.75 ~ 400 kW，工作頻率0 ~ 400 Hz。其主電路采用交流-DC-交流電路。其控制方式經歷了以下四代。

　　正弦脈寬調制(SPWM)控制模式

　　其特點是控制電路結構簡單，成本低，機械硬度好，能滿足一般變速器平滑調速的要求，已廣泛應用于工業的各個領域。然而，在低頻時，由于輸出電壓較低，輸出轉矩會受到定子電阻壓降的顯著影響，從而降低輸出轉矩。另外，它的機械特性不如DC電機硬，動態轉矩能力和靜態調速性能也不盡如人意。而且系統性能不高，控制曲線會隨著負載的變化而變化，轉矩響應較慢，電機的轉矩利用率不高，低速時由于定子電阻和逆變器死區效應，性能下降，穩定性差。因此，人們開發了矢量控制變頻調速。

　　電壓空間矢量(SVPWM)控制模式

　　它是基于三相波形的整體生成效果，以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉磁場軌跡為目標，一次性生成三相調制波形，通過切割多邊形逼近圓形來控制。經過實際使用，得到了改進，即引入頻率補償，消除了速度控制的誤差；反饋估計磁鏈幅值，以消除低速時定子電阻的影響；輸出電壓和電流為閉環，提高了動態精度和穩定性。但是控制回路多，沒有引入轉矩調節，所以系統性能沒有得到根本改善。

　　矢量控制(VC)模式

　　矢量控制變頻調速的方法是將異步電動機在三相坐標系下的定子電流Ia、Ib、Ic通過三相-兩相變換轉換為兩相靜止坐標系下的交流電流Ia1Ib1，再通過轉子磁場的定向旋轉變換轉換為同步旋轉坐標系下的DC電流Im1、IT1。It1相當于與轉矩成比例的電樞電流)，然后通過模仿DC電機的控制方法得到DC電機的控制量，通過相應的坐標逆變換實現對異步電機的控制。其本質是交流電機相當于DC電機，速度和磁場兩個分量獨立控制。通過控制轉子磁鏈，然后分解定子電流，得到轉矩和磁場兩個分量， 通過坐標變換實現正交或解耦控制。矢量控制方法具有劃時代的意義。然而，在實際應用中，轉子磁鏈難以精確觀測，系統特性受電機參數影響較大，等效DC電機控制過程中使用的矢量旋轉變換較為復雜，在實際控制效果中難以達到理想的分析結果。[8]

　　直接轉矩控制(DTC)

　　1985年，德國魯爾大學的DePenbrock教授提出了直接轉矩控制變頻技術。該技術在很大程度上解決了矢量控制的上述缺點，以新穎的控制思想、簡潔明了的系統結構和優良的動靜態性能得到了迅速發展。該技術已成功應用于電力機車牽引的大功率交流傳動。直接轉矩控制直接分析交流電機在定子坐標系下的數學模型，控制電機的磁鏈和轉矩。它不需要把交流電機等同于DC電機，省去了矢量旋轉變換中的許多復雜計算。它不需要模仿DC電機的控制，也不需要為了解耦而簡化交流電機的數學模型。

　　矩陣交-交控制模式

　　VVVF變頻、矢量控制變頻和直接轉矩控制變頻都是交-DC-交變頻中的一種。其共同的缺點是輸入功率因數低，諧波電流大，DC電路儲能電容大，再生能量不能回饋電網，即不能四象限運行。因此，矩陣式交-交變頻應運而生。由于矩陣式交交變頻省去了中間的DC環節，省去了體積大、價格貴的電解電容?？蓪崿F功率因數為L，輸入電流正弦化，四象限運行，系統功率密度高。雖然該技術尚未成熟，但仍吸引了許多學者對其進行深入研究。其本質不是間接控制電流和磁鏈，而是直接實現轉矩作為被控量。具體方法是:

　　1.控制定子磁鏈，引入定子磁鏈觀測器，實現無速度傳感器模式；

　　2、自動識別(ID)依賴于電機數學模型，自動識別電機參數；

　　3.計算定子阻抗、互感、磁飽和系數、慣量等對應的實際值。計算實際轉矩、定子磁鏈和轉子轉速進行實時控制；

　　4.實現帶帶控制。根據磁鏈和轉矩的帶-帶控制，產生PWM信號來控制逆變器的開關狀態。

　　矩陣式交-交變頻轉矩響應快(2ms)，速度精度高(無PG反饋時為2%)，轉矩精度高(+3%)。同時還具有較高的啟動扭矩和較高的扭矩精度，尤其是在低速(包括零速)時，可輸出150% ~ 200%。