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海尔变频中央空调矢量控制变频调速的实现方法为:将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic通过三相—二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1、Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1。其中Im1相当于直流电动机的励磁电流 ;It1相当于与转矩成正比的电枢电流。然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中,由于转子磁链难以正确观测,系统特性受电动机参数的影响较大,且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂,使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。
若外加电压不变,则磁通Φ随频率而改变,如频率f下降,磁通Φ会增加,造成磁途经饱和,励磁电流增加,功率因数下降,铁心和线圈过热,显然这是不答应的。为此,要在降频的同时还要降压,这就要求频率与电压协调控制。此外,在很多场合,为了保持在调速时,电机产生最大转矩不变,需要维持磁通不变,这可由频率和电压协调控制来实现,故称为可变频率可变电压调速(VVVF),简称变频调速。
从结构上看,静止变频调速装置可分为交-直-交变频、交-交变频两种方式。前者适用于高速小容量电机,后者适用于低速大容量拖动系统。只要想法改变三相交流电动机的供电频率f, 就可以十分方便地改变电机的转速n, 比改变极对数p和转差率s两个参数简单得多。特别是近二十多年来,静态电力变频调速器突飞猛进的发展,使得三相交流电机变频调速成为当前电机调速的主流。
异步电机的变频调速是通过变频器实现的。变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器(MCU/DSP)等部分组成。给出了PWM型交-直-交变频器的控制原理框图。