變頻器對變頻電機的驅動控制研究

邢學軍，李 弘

（西安重裝偉肯電氣有限責任公司，陜西 西安 710032）

最近幾年，隨著我國電氣行業的不斷發展和自動化技術的不斷普及，變頻驅動技術在電機驅動控制中占據著舉足輕重的地位，不僅有效實現了無級調速，還降低了電機啟動所需電流，同時，還取得了良好的技能環保控制效果。因此，為了更好地發揮和利用變頻器的應用價值，如何將變頻器科學應用在變頻電機驅動控制中是相關人員必須思考和解決的問題。

1 變頻調速方式的應用價值

1.1 實現了無級調速

通過采用變頻調速方式，可以很好地實現無級調速。這是由于在變頻電機的應用背景下，變頻器能夠對電路的控制調速相關參數進行直接調節和控制[4]，以保證調速的平滑性和準確性。當電機的轉速比較低時，電機會自動增大轉矩，有效地縮短了電機啟動時的反應時間，從而最大限度地提高了電機的啟動效率。

1.2 啟動時需要的電流較小

電機在啟動的過程中，通常會增大電流和振動頻率，嚴重影響了電機的運行性能，不利于電機的保護。為了避免以上不良現象的出現，相關人員可以采用變頻調速方式，降低電機啟動時所需要的電流和振動頻率，從而更好地保護電機的運行性能，一起到延長電機使用壽命的目的。

1.3 變頻電機的體積小

相比于傳統的直流電機，而采用變頻調速方式生產的變頻電機具有體積小、結構組成簡單、易維修、運行效率高、生產所需成本較低、攜帶方便等特征，因此，變頻電機具有非常高的應用價值和推廣價值。

1.4 節能效果好

任何類型的機械設備在使用的過程中都會產生大量的富余量，用于驅動功能的開啟，對于普通電機而言，當運行速度比較低時，多余的轉矩無疑會增大消耗功率，導致電能的嚴重浪費。對于變頻電機而言，輸出的轉矩通常比較小，同時，還能降低輸出功率，提高電能的利用率，很好地節約了電能，避免電力企業出現不必要的電能浪費，為更好地提高電力企業的社會效益和經濟效益打下堅實的基礎。

2 變頻電機驅動控制系統的工作原理

變頻電機驅動控制系統整體結構架構圖如圖1所示，從圖中可以看出該系統主要由以下四個部分組成，分別是整流電路、逆變電路、制動電路和濾波電路。這些電路產生的波形主要以脈沖方波為主[1]，該波形內部主要由高次諧波組成，波形頻率會隨著電路中電壓的變化而變化。該系統的工作原理如下：變頻器通過利用RS485接口，對主控系統發出的命令進行接收，如風扇在轉動的過程中，會產生轉速信號，主控計算機利用RS485接口，對變頻器的啟動或者關閉進行遠程操控[2]，此時，變頻器通過利用RS485接口，向主控計算機系統發送和傳輸自身產生的轉速信號。變頻器的作用在于實現電纜與變頻電機的有效連接，在變頻器的應用背景下，相關人員可以采用信號轉換的方式將電機驅動液壓泵產生的大量脈沖信號進行轉換處理，然后，利用風扇轉速將轉換后的脈沖信號發送和傳輸給變頻器[3]，由變頻器對，風扇的實際轉速進行準確統計、計算和讀取，并采用閉環的方式對風扇轉速進行全面控制，使得風扇最高轉速達到5500r/min，控制精度范圍在5545r/min—5555r/min之間，此外，為了更好地保證控制精度的準確性，相關人員要在有效結合實際情況的基礎上，對風扇的控制精度進行科學合理地調整。因此，變頻電機驅動控制系統具有非常高的應用價值和推廣價值，被廣泛地應用于電力行業中，并取得了良好的應用效果。

3 電機變頻器控制技術的具體應用

圖1 變頻電機驅動控制系統整體結構架構圖

3.1 電壓矢量控制

在電機變頻器控制技術的應用背景下，相關人員可以采用讀取電流的方式，針對坐標變換的實際情況，實現對電壓矢量的有效控制。在這個過程中，相關人員需要嚴格按照直角坐標標注的位置，采用電流同步轉換的方式實現對電機三相的子電流進行科學控制。同時，在進行變換的過程中，相關人員要根據相關變換要求，利用靜止坐標送[5]，通過采用同步變換的方式對電流矢量進行科學變換，然后，在利用電機兩相的基礎上，根據靜止坐標調整的相關標準和要求，電機內部的電壓進行控制，以最大限度地提高電壓矢量控制效果。此外，在對電機內部的電壓進行變換的過程中，相關人員要在充分考慮直流電機控制需求的前提想下，嚴格按照坐標逆變的相關規范和要求，對異步電機的整體電壓控制量進行全面了解和把握，以實現對電機電壓矢量的有效控制。此外，在對直流電機進行控制的過程中，相關人員還要采用單獨控制的方式對電動機的轉速和磁場進行分開控制，同時，還要在有效結合速和磁場兩個不同分量實際控制情況的前提下，進一步修正、優化和完善直流電機的控制流程。但是，在具體的實踐中，由于電壓矢量具有很高的復雜性，需要相關人員要綜合考慮相關參數對電機的不同影響，嚴格按照相關控制標準和要求，不斷提高電壓矢量控制效率和效果。

3.2 直接轉矩控制

直接轉矩控制技術具有結構簡單、動態性強等特征，該技術的應用可以有效彌補電壓矢量控制的局限性，因此，被廣泛地應用于大功率電機轉動控制中。在直接轉矩控制技術的應用背景下，通過采用建立數字模型的方式根據定子坐標相關標準和要求，實現對交流電機相關模型的構建，避免了對計算部分矢量繁瑣環節，因此，具有非常高的應用價值和應用前景。

3.3 矩陣式交-交控制

在變頻器電路中，傳統的直流?—交流變頻控制方式具有很多弊端，如輸入功率過低、高諧電流過大、同時，對電機容量提出了更高的要求。而采用矩陣式交-交控制方式的應用，可以很好地避免以上弊端，能夠極大地提高能源的利用率，實現電網能源的循環利用和及時反饋。此外，通過采用矩陣式交-交控制方式[6]，還能簡化直流處理環節，減小了控制成本，提高了控制的效率和效果，同時，該方式在具體的應用中，可以跳過控制電流環節，直接對轉矩進行全面控制，最大限度地提高了轉矩的控制精度。

4 結束語

綜上所述，為了更好地控制電機的運行速度，確保電機能夠穩定、可靠、安全地運行，相關人員要在變頻器的應用背景下，對電機的驅動進行科學控制，以充分發揮和利用變頻器的節能降耗、控制變頻等優勢。同時，相關人員還要樹立與時俱進的思想觀念，不斷學習與變頻器相關的新知識和新技術，提高自身的專業能力和職業素養，為進一步提高和拓展變頻器的應用價值和應用前景，提高電機驅動控制效果貢獻自己的力量。