变频器作为现代工业自动化领域中的关键设备,其控制模式的多样性和灵活性对于满足不同应用场景的需求至关重要。变频器主要支持四种控制模式:无PG的V/F模式、有PG的V/F模式、无PG的矢量控制模式以及有PG的矢量控制模式。其中,PG指的是旋转编码器。这四种模式各具特点,适用于不同的工况和需求。下面将详细探讨这四种控制模式及其区别。

一、V/F控制模式
1. 无PG的V/F模式
● 原理:V/F控制是指V/F等于恒定值的控制,也就是V正比于F。V代表逆变器输出的电压幅值,F代表输出电压的频率。保持V/F恒定其实就是保持磁通恒定。
● 特点:性价比高,输出转矩恒定,即恒磁通控制。但速度控制的精度不高,适用于以节能为目的和对速度精度要求较低的场合。低速运行时会造成转矩不足,需要进行转矩补偿。该模式适用于风机、水泵、带式输送机等。
2. 有PG的V/F模式
● 应用场景:一般用于对转矩要求不高,对稳态速度精度有一定要求的场合。
● 特点:对编码器的要求比较低,只需要有单相输出的编码器,所以成本较低。但由于编码器价格本身不高,并且绝大多数编码器均有A/B相输出,所以基本上很少使用有PG V/F控制模式,而直接使用有PG矢量控制模式。
二、矢量控制模式
1. 无PG的矢量控制模式
● 原理:无PG矢量控制时,变频器通过检测输出电流及电压,并经矢量变换,可以检测出电机的磁场相位,进而间接获得电机的转速。
● 特点:使用时简单快捷方便,控制性能又能满足大多数应用场合。能获得很高的低频起动转矩及动态力矩响应,基本适合所有的负载类型,如轧钢机械、印刷机械、纺织印染设备、起重设备等。由于无PG矢量控制在矢量变换时需要准确的电机参数,因此,在运行前需要通过自学习获得电机的参数。
2. 有PG的矢量控制模式
● 原理:通过编码器获得反馈信号,从而进行更精确的控制。
● 特点:能获得更高的速度控制精度及更快的动态力矩响应性能,一般应用于需要精确控制速度或力矩的同步控制场合,也应用于需要电机的运转速度脉冲反馈的场合,如电梯的控制、纸张和塑料薄膜的收放转、大起重量的起重机械等。有PG矢量控制模式时也同样需要做自学习。
总的来说,无/有PG主要影响速度控制精度,而V/F控制/矢量控制主要影响变频器在低频(3Hz以下)时的输出转矩。在实际应用中,应根据具体需求和场景选择合适的变频器控制模式。
审核编辑 黄宇
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