1756-LSP -FS  Allen Bradley询价有惊喜

　矢量控制，最简单的说，就是将交流电机调速通过一系列等效变换，等效成直流电机的调速特性，就这么简单，至于深入了解，那就得深入了解变频器的数学模型，电机学等学科。
　　矢量控制原理是模仿直流电动机的控制原理，根据异步电动机的动态数学模型，利用一系列坐标变换把定子电流矢量分解为励磁分量和转矩分量，对电机的转矩电流分量和励磁分量分别进行控制。
　　在转子磁场定向后实现磁场和转矩的解耦，从而达到控制异步电动机转矩的目的，使异步电机得到接近他励直流电机的控制性能。具体做法是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。
　　2、V/F控制方式
　　V/F控制，就是变频器输出频率与输出电压的比值为恒定值或成比例。例如，50HZ时输出电压为380V的话，则25HZ时输出电压为190V。
　　变频器采用V/F控制方式时，对电机参数依赖不大，V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性，基于在改变电源频率进行调速的同时，又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的，通用型变频器基本上都采用这种控制方式。V/f控制变频器结构非常简单，但是这种变频器采用开环控制方式，不能达到较高的控制性能，而且，在低频时，必须进行转矩补偿，以改变低频转矩特性。
　　3、V/F这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的。
　　4、矢量控制的应用场合一般是要求比较高的传动场合。比如要求的恒转矩调速范围指标高，恒功率调速的范围比较宽。而且，矢量控制不同于V/F控制，它在低速时可以输出100%的力矩，而V/F控制在低速时因力矩不够而无法工作。　5、V/F控制特点——以控制速度为目的，控制特点控制精度不高，低速时，力矩明显小，常用于变频器一拖多场合下。
　　矢量控制——它有速度闭环，即从负载端测出实际的速度，并与给定值进行比较，能够得到更高精度的速度控制，并且在低速时，也有最高的力矩输出。
　　二、矢量控制系统原理
　　思路：矢量调速的目标——直流调速；努力实现励磁电流与电枢电流的独立控制；励磁电流与电枢电流互差90度角。
　　原理：矢量控制的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。
　　比较：基于转差频率控制的矢量控制方式同样是在进行U/f＝恒定控制的基础上，通过检测异步电动机的实际速度n，并得到对应的控制频率f，然后根据希望得到的转矩，分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位，对通用变频器的输出频率f进行控制的。基于转差频率控制的矢量控制方式的最大特点是，可以消除动态过程中转矩电流的波动，从而提高了通用变频器的动态性能。早期的矢量控制通用变频器基本上都是采用的基于转差频率控制的矢量控制方式。
　　三、矢量控制的实现
　　矢量控制基本理念旋转地只留绕组磁场无论是在绕组的结构上，还是在控制的方式上，都和直流电动机最相似。设想，有两个相互垂直的支流绕组同处于一个旋转体中，通入的是直流电流，它们都由变频器给定信号分解而来的。经过直交变换将两个直流信号变为两相交流信号；在经二相、三相变换得到三相交流控制信号；结论只要控制直流信号中的任意一个，就可以控制三相交流控制信号，也就控制了交流变频器的交流输出。通过上述变换，将交流电机控制近似为直流电机控制。
　　矢量控制的给定：1、在矢量控制的功能中，选择“用”或“不用”。
　　2、在选择矢量控制后，还需要输入电动机的容量、极数、额定电流、额定电压、额定功率等。
　　矢量控制是一电动机的基本运行数据为依据，因此，电动机的运行数据就显得很重要，如果使用的电动机符合变频器的要求，且变频器容量和电动机容量相吻合，变频器就自动搜寻电动机的参数，否则就需要重新测定。很多类型的变频器为了方便测量电动机的参数都设计安排了电动机参数的自动测定功能。通过该功能可准确测定电动机的参数，且提供给变频器的记忆单元，以便在矢量控制中使用。　矢量控制的要求：
　　1、一台变频器只能带一台电动机；
　　2、电动机的极数要按说明书的要求，一般以4极为佳；
　　3、电动机容量与变频器的容量相当，最多差一个等级；
　　4、变频器与电动机件的连线不能过长，一般应在30m以内，如果超过30m，则需要在连接好电缆后，进行离线自动调整，以重新测定电动机的相关参数。
　　矢量控制的优点：
　　1、动态的高速响应；
　　2、低频转矩增大；
　　3、控制灵活；
　　矢量控制系统的应用范围：
　　1、要求高速运转的工作机械；
　　2、适应恶劣的工作环境；
　　3、高精度的电力拖动；
　　4、四象限运转；
　　上面各位讲的都是矢量控制的原理和优点，我想对于初学的也许不能理解较深，简单一点讲，矢量控制就是，电机运行于一定速度时，如负载增减，变频器可以很快调整电机的输出力矩而保持速度的恒定，即动态的高速响应，高精度的电力拖动，而V/F控制时如负载增减时速度会有较大变化后才能运行于原设定速度，对于启动过程为快速响应设定频率输出，会有较高的启动转矩。
　　目前国内使用变频器的主要目的就是节能和调速，所以针对不同的使用要求，也就出现了控制功能不同的变频器：常规V/F控制变频器和矢量控制变频器。
　　常规V/F控制，电机的电压降会随着电机速度的降低而相对增加，这就导致由于励磁不足而使电机不能获得足够的转矩（特别是在低频率时）。也就是说常规V/F控制变频器在低频率时无法满足电机额定转矩的输出。另外，在V/F控制中，用户根据负载情况预先设定一种u/f曲线，变频器在工作时就根据输出频率的变化，按照曲线特性调整其输出电压，也就是说V/F控制是使变频器按照事先安排好的补偿程度工作，不能随负载的变化而改变。但是在以节能为目的和对速度控制精度要求不高的场合V/F控制变频器以其优越的性价比而得到广泛的应用。矢量控制变频器的基本原理是，通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。由于矢量控制可以使得变频器根据频率和负载情况实时的改变输出频率和电压，因此其动态性能相对完善。可以对转矩进行控制；系统响应快；调速范围广；加减速性能好等特点。在对转矩控制要求高的场合，以其优越的控制性能受到用户的赞赏。
　　现在许多新型的通用型变频器也具备了矢量控制功能，只是在参数设定时要求输入完整的电机参数。因为矢量控制是以电机的参数为依据，因此完整的电机参数就显得尤其重要，以便变频器能有效的识别电机，很好的对电机进行控制矢量控制就是矢量控制，V/F控制就是V/F控制，二者有本质的区别，控制性能差异很大”。
　　1、矢量控制、V/F控制，二者都是电机变频调速时，对电机磁场的控制；
　　2、V/F控制：
　　1）是一种粗略的简单的控制方式，即V/F=定值控制模式；
　　2）它忽略了定子绕组电阻压降IoR对磁场的影响，V/F=定值控制模式，虽然阻止了频率下降、磁场增大的主要问题，但是磁场不是恒定的，而是随着频率在下降，造成低频时磁场弱、电机转矩不足；
　　3、矢量控制：
　　1）矢量控制，不忽略定子绕组电阻压降IoR对磁场的影响，采用（V-IoR）/F=定值控制模式，或者是励磁电流Io=定值控制模式；
　　2）它不忽略定子绕组电阻压降IoR对磁场的影响，（V-IoR）/F=控制模式，或者是励磁电流Io=定值控制模式，磁场是恒定的，而不是随着频率在下降，低频时不存在磁场弱、电机转矩不足的问题；
　　3）如果磁场能控制在电机设计参数上，变频调速时的运行参数与工频运行参数的关系明确，可计算转子转速，实现无速度传感器的速度闭环控制；
　　4、矢量控制、V/F控制，由于都是磁场控制，这两种控制方式在接近工频运行时，磁场趋于一致，性能趋于一致，所以这两种控制的差别主要在低频端；
　　“‘当负载增大时，转子转速下降时，转差增大，转子感应电势、电流增大，转矩增大，’补充一下，电流完全是开环失控状态，接下来的后果就是IGBT－－咚－－的一声巨响，整台变频器灯灭灰飞(极端说法）。”1、‘当负载增大时，转子转速下降时，转差增大，转子感应电势、电流增大，转矩增大’是异步电机的工作转矩原理，有了这一条，异步电机才有可能在工频运行了几个世纪！
　　2、如果负载严重过载，异步电机可能进入堵转区，如不及时停电停车，就会烧电机；
　　3、变频人都懂这个道理，所以变频调速控制电路，设有电流失速保护电路；
　　4、谁也没有把‘当负载增大时，转子转速下降时，转差增大，转子感应电势、电流增大，转矩增大’与失速保护看成矛盾的，而看成是相辅相成的！
　　常规V/F控制，电机的电压降会随着电机速度的降低而相对增加，这就导致由于励磁不足而使电机不能获得足够的转矩（特别是在低频率时）。也就是说常规V/F控制变频器在低频率时无法满足电机额定转矩的输出。另外，在V/F控制中，用户根据负载情况预先设定一种u/f曲线，变频器在工作时就根据输出频率的变化，按照曲线特性调整其输出电压，也就是说V/F控制是使变频器按照事先安排好的补偿程度工作，不能随负载的变化而改变。但是在以节能为目的和对速度控制精度要求不高的场合V/F控制变频器以其优越的性价比而得到广泛的应用。
　　矢量控制变频器的基本原理是，通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。由于矢量控制可以使得变频器根据频率和负载情况实时的改变输出频率和电压，因此其动态性能相对完善。可以对转矩进行控制；系统响应快；调速范围广；加减速性能好等特点。在对转矩控制要求高的场合，以其优越的控制性能受到用户的赞赏。
　　现在许多新型的通用型变频器也具备了矢量控制功能，只是在参数设定时要求输入完整的电机参数。因为矢量控制是以电机的参数为依据，因此完整的电机参数就显得尤其重要，以便变频器能有效的识别电机，很好的对电机进行控制变频器节能主要是因为工艺上存在节能空间，在不存在节能空间的电机上使用变频器，反而会增加电耗，因为变频器也要消耗部分电能。
　　从本质上说只要它做功，就要消耗电能，转化成其他的能量，因此肯定要遵守能量守恒定律，而变频器本身有整流中间直流电路逆变等，这就要消耗电能，从这方面讲它只是增加了能耗，而并非节能。至于变频器的节能关键还是看你怎样利用。
　　变频器在工频下运行，具有节电功能，是事实。但是他的前提条件是：第一,大功率并且为风机/泵类负载;第二，装置本身具有节电功能（软件支持）;第三，长期连续运行。这是体现节电效果的三个条件。除此之外，无所谓节不节电，没有什么意义。一般交流电动机的机械特性曲线是一定的，理论和实际都已证明，当负载功率小于电动机的额定功率时，其效率随着负载转矩的减少而降低，也就是说，电动机轻载时会相对费电。而变频器会根据负载的大小自动调整V/f值（其中V为电动机定子绕组的电压，f为定子绕组的电压变化频率），改变电动机的机械特性曲线，使其与负载相适应，从而使效率得到提高，达到节能之目的　摘要：本文介绍了四方电气V560矢量型变频器在浆纱机张力收卷控制中的应用。本应用方案可使收卷过程中纱线张力非常稳定，并能根据前级牵引速度及收卷过程中张力的变化自动快速调节，整个系统运行稳定可靠，有效提升了产品产量和质量。
　　关键词：矢量变频器；V560；浆纱机；收卷控制
　　一、引言
　　浆纱机的主要工艺目的是给纱线上浆，系统主要由牵引和收卷两部分构成。传统浆纱机的收卷是由主电机带动气动机械无极调速器，收卷过程中的张力需人工调节，同时气动机械无极调速器极易磨损，引起收卷张力不稳定，严重影响后续织布的产量和质量。随着变频调速技术的推广，变频控制在传动及张力控制领域日渐得到了广泛应用。将变频控制引入浆纱机电控系统，可保证系统收卷张力的恒定，有效提高系统稳定性，提升产品产量和质量。
　　本文拟结合四方V560变频器，介绍一种针对浆纱机收卷的恒张力控制系统，在保证收卷工艺的同时可显著提高设备的可靠性和操作的简易性。
　　二、工艺介绍
　　浆纱机的收卷工艺：
　　1.在整个收卷过程中都必须保持恒定的张力，且无需人工调节；
　　2.空盘启动时不能张力过大，防止纱线因为张力过大而断裂，满盘运行时不能张力过小，防止纱线因为张力过小而卷曲；
　　3.系统响应灵敏，加、减速过程中能够根据牵引部分速度及系统张力的变化快速调节，保证张力稳定；
　　4.要求将系统所需张力量化且调节方便。即能根据不同纱线上浆的工艺要求来快速设定张力大小。
　　针对以上的几点要求，利用V560变频器搭载张力扩展卡设计了如下的控制系统。
　　三、系统方案
　　如下图1所示，收卷的恒张力控制，即采用张力卡的开环转矩控制模式，该模式下无需张力反馈，系统结构简单，能够获得平稳的张力。其具体原理是：按照工艺将系统收卷所需的张力及空、满盘卷径设置到张力卡，张力卡根据运行线速度，计算出当前卷径，进而得到收卷所需的转矩并将其给到变频器，再由变频器进行转矩控制。在收卷过程中，系统可自动实时计算当前的卷径，以保证收卷张力的恒定。同时系统张力锥度的设置可使材料较好的卷曲成型。
　原理图　　
图1
　　系统原理框图如下图2所示：
　　框图
图2
　　系统接线图如下图3所示：
　原理图
　图3
　　收卷变频器采用闭环矢量模式，通过模拟电位器给定张力（收卷变频器的模拟输入端AI1），线速度由牵引变频器的AO1模拟输出端接入收卷变频器的AI2（4～20mA）。系统运行中，根据当前的线速度、运行频率、张力及张力锥度等参数设置自动计算卷径并实时调节输出转矩，保证收卷过程中纱线张力的恒定。
　　收卷变频器主要参数设置表：
参数设置表
　　四、结束语
　　本文介绍了一种基于四方V560矢量型变频器的浆纱机恒张力收卷控制系统，该方案可使收卷过程中纱线张力非常稳定，并能根据前级牵引速度及收卷过程中张力的变化自动快速调节，整个系统运行稳定可靠，有效提升了产品产量和质量，为企业创造了良好的经济效益。目前已成功的应用于多个浆纱机收卷系统中。一、概述
　　随着科学技术的发展，DCS在工业控制中的应用越来越广泛。DCS控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。自动化系统中所使用的各种类型DCS，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高DCS控制系统可靠性，一方面要求DCS生产厂家提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。
　　二、电磁干扰源及对系统的干扰
　　1、干扰源及干扰一般分类
　　影响DCS控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源，即干扰源。
　　干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所形成。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。

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