变频器所使用的补偿技术的优点是可以省掉电流传感器,降低成本和系统体积,但是补偿没有根据外部负载变化而相应调整,因而精度和动态性能也会相应的降低。但在变频器的开环控制中是必不可少的。它包括力矩补偿、滑差补偿和死区效应补偿。
与变频器的输出电压相比,定子电阻在低频时的压降不能忽略,必须进行补偿。否则输出电压不够,电机低频不动或转速明显下降。滑差补偿主要是针对负载较重时电机实际输出速度低于设定速度而设计的。
这两种补偿方法在实现中可以通过简单的定值来补偿。改进的方法是用三相电机电流计算补偿,但只根据电流幅值补偿。其实这种方法是标量补偿;更精确的补偿方法是三相电机交流电流的矢量分解,计算中涉及到电机损耗,补偿效果更好。然而,这种方法计算复杂,对电机的一些参数有一定的依赖性,因此在实现过程中存在一定的困难。
死区补偿技术在开环控制中起着重要的作用。它可以有效提高输出电流波形的平滑度,减少谐波,同时可以提高输出电压的有效值,减少电机电流的振荡。特别是在安静的环境下,人为增加载频。如果没有死区补偿,即使没有负载,电机也可能不会以低频运行。
目前常用的死区补偿技术有电流过零直接补偿法、基于定子磁场定向的电流分解法、死区电压脉宽补偿法、无电流感应的死区预测补偿法等。电流过零判断补偿方法简单易行。但由于电流波形中噪声成分较大,负载波动和任何外界干扰都会造成过零的判断误差,过零处存在死区平台,影响低频补偿效果,尤其是载波频率比较高的时候。
利用磁场定位法不直接判定电流过零点,而是通过在旋转坐标系中对电流矢量角与死区电压矢量之间的关系进行分解来对电流矢量角进行补偿,若与死区电压脉宽补偿结合使用,补偿效果更显著。利用相角预测的死区时间补偿法是一种省去电流传感器的固定补偿方法,首先预测当前相角,然后相应补偿死区时间,同时预测的角度可根据软件中变频器输出能力的不同而定,也可通过外部修改设置。
这种方法的优点是省去了电流传感器,降低了成本,减少了系统体积,但补偿效果并未随外部负载的变化而相应地提高,从而降低了补偿精度和动态性能。
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