西门子S120变频器的几种控制模式

西门子S120变频器的几种控制模式

西门子S120变频器电压空间矢量（SVPWM）控制模式：在三相波形的整体生成效果的前提下，它旨在近似电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹，一次生成三相调制波形，并以内接多边形近似圆形的方式对其进行控制。经过实践，对其进行了改进，即引入频率补偿来除速度控制的误差；通过反馈估计磁通量幅值，以除低速时定子电阻的影响；输出电压和电流是闭环的，以提高动态精度和稳定性。然而，有许多控制电路，没有引入扭矩调节，因此系统性能没有得到根本改善。

西门子S120变频器矢量控制（VC）模式：矢量控制变频调速的方法是通过三相两相变换，使三相坐标系中异步电动机的定子电流Ia、Ib、Ic与两相静止坐标系中的交流电流Ia1Ib1等效，It1（Im1相当于直流电机的励磁电流；It1相当于与转矩成比例的电枢电流）通过根据转子磁场的定向旋转变换，通过相应的坐标逆变换实现异步电动机的控制。其本质是交流电机等同于直流电机，速度和磁场是控制的。通过控制转子磁通量，然后分解定子电流来获得转矩和磁场。通过坐标变换实现正交或解耦控制。矢量控制方法具有划时代的意义。然而，在实际应用中，由于转子磁通难以精确观测，系统特性受电机参数的影响很大，且等效直流电机控制过程中使用的矢量旋转变换更为复杂，实际控制效果难以达到理想的分析结果。

西门子S120变频器DTC模式：该技术在很大程度上解决了矢量控制的缺点，并以新颖的控制思想、简洁的系统结构和优异的动态和静态性能得到了迅速发展。目前，该技术已成功应用于电力机车牵引的大功率交流传动。直接转矩控制直接分析交流电机在定子坐标系下的数学模型，控制电机的磁通和转矩。它不需要将交流电机等同于直流电机，因此省略了矢量旋转变换中的许多复杂计算；它不需要模拟直流电机的控制，也不需要简化交流电机的数学模型进行解耦。

西门子S120变频器矩阵交-交控制模式：VVVF变频、矢量控制变频和直接转矩控制变频都属于AC-DC-AC变频。它的共同缺点是输入功率因数低、谐波电流大、直流电路所需的储能电容器大、再生能量不能反馈到电网，即不能在四个象限内运行。因此，矩阵交-交变频应运而生。由于矩阵AC AC频率除了中间DC链路，因此节省了体积大且价格昂贵的电解电容器。它可以实现功率因数为l，输入电流为正弦，并且可以在四个象限内工作。系统的功率密度很大。尽管该技术尚未成熟，但仍吸引了许多学者对其进行深入研究。其本质不是间接控制电流和磁通量，而是直接将转矩作为控制量来实现。