V/f 控制（矢量控制） 6

异步电机简单的控制是根据 V/f 特性曲线进行控制。驱动配置时，通过调试工具

STARTER 在“Closed-loop control structure"窗 V/f 控制（另见 p1300） 。

说明

在 V/f 控制中，允许的电机额定电流（p0305）和电机模块额定电流（r0207）之比为 1:1

到 1:12。

异步电机的定子电压根据定子成比例设置。在许多动态特性要求较低的应用中都可采用此功能，例如：

● 电泵

● 风扇

● 传动带驱动

V/f 控制的目标是使电机内的磁通量 Φ 保持恒定。磁通与励磁电流 Iµ

成比例，或者与压频比（V/f）成比例。

Φ∼ Iµ ∼ V/f

异步电机产生的转矩 M 与磁通量和电流的乘积（矢量积 Φ x I）成比例。M ∼ Φ · I

为了在给定的电流下产生尽可能大的转矩，电机必须在恒定且尽可能大的磁通量下工作。而为了保持磁通量 Φ 恒定，必须使电压 v 和 f 成比例变化，以保持恒定的励磁电流

Iµ。这些前提是 V/f 特性曲线控制的基础。

图 6-1 变频器供电时异步电机的运行范围和特性曲线

在下表中列出了几种不同的 V/f 特性曲线：

表格 6- 1 V/f 特性曲线(p1300)

  V/f 控制（矢量控制）

功能图

· 6300 矢量控制 - V/f 控制，一览

· 6301 矢量控制 - V/f 特性曲线和电压

参数

· p1300[0...n] 开环/闭环工作

· p1320[0...n] V/f 控制，可编程特性曲线 1

...

· p1327[0...n] V/f 控制，可编程特性曲线上第 4 点的电压

· p1330[0...n] CI：V/f 控制，和电压设定值无关

· p1331[0...n] 电压

· p1333[0...n] V/f 控制，FCC 启动

· r1348 CO:V/f 控制 Eco 系数实际值

· p1350[0...n] V/f 控制软启动

6.1 工艺应用（Application）

6.1 工艺应用（Application）

参数 p0500

可用于如何计算开环和闭环控制参数。其中的预设置已提供了一些适用于应用的数值，使用方便。

您可以对于下工艺应用进行一些预设置：

p0500 的值 使用目的

· 0 驱动(VECTOR)

· 1 泵和风机

· 2 无编码器闭环控制，直至 f = 0（被动负载）

· 4 弱磁区域内的动态响应

· 5 高起动力矩

· 6 负载转动惯量（例如：离心机）

所有受影响的参数和设置的数值请参考 SINAMICS S120/S150 参数手册。计算

您可以按照以下来启动工艺相关参数的计算：

● 在退出快速调试时设置 p3900 > 0

● 在自动计算电机/控制参数时，设置 p0340 = 1、3、5（p0500 = 6

时：p0340 = 1, 3, 4)

● 在计算工艺相关参数时，设置 p0578 = 1

6.2 电压

根据 V/f 特性曲线进行的控制在输出为 0 Hz 时会提供 0 V 的输出电压。电机在 0 V

时可能无法产生转矩。“电压"功能的使用有多种原因：

● 在 n = 0 rpm 的情况下进行异步电机的励磁，

● 在 n = 0 rpm 的情况下产生转矩，例如用于保持负载，

● 产生起动转矩、加速转矩或制动转矩，

● 对绕组和电源电缆中的欧姆损耗进行补偿。

电压

可在以下 3 种电压中进行选择：

● 使用 p1310 进行电压

● 使用 p1311，仅在加速时进行电压

● 使用 p1312，仅在启动时进行电压

图 6-2 电压总和

6.2 电压

说明

电压提升对所有 V/f  特性曲线(p1300)生效。

说明

电压过高会电机过热

输出电压过多可能会电机绕组过热，进而跳闸。

电压

V = p0305（电机额定电流）x p0395（当前定子电阻）xp1310（持续电压提升）

图 6-3 电压（示例：p1300 = 0 且 p1310 > 0）

加速时电压

当斜坡功能发生器反馈“加速生效"(r1199.0 = 1) 后，“加速时电压"功能生效。

V加速 = p0305（电机额定电流）x p0395（当前定子电阻）x

p1311（加速时的电压）

图 6-4 加速时电压（示例：p1300 = 0 且 p1311 > 0）

功能图（参见 SINAMICS S120/S150 参数手册）

· 6301 矢量控制 - V/f 特性曲线和电压

重要参数一览（参见 SINAMICS S120/S150 参数手册）

· p0304[0...n] 电机额定电压

· p0305[0...n] 电机额定电流

· r0395[0...n] 当前定子电阻

· p1300[0...n] 开环/闭环工作

· p1310[0...n] 起动电流（电压）

· p1311[0...n] 加速时的起动电流（电压）

· p1312[0...n] 起动时的起动电流（电压）

· r1315 电压总和

6.3 转差补偿

6.3 转差补偿

使用转差补偿可使异步电机的转速设定值 n设定 保持恒定，不受负载影响。在负载从 M1 向

M2 跃变时会自动设定，从而使产生的以及电机转速保持恒定。负载从 M2

向 M1 恢复时会相应地自动减小设定。

在使用电机抱闸时可通过 p1351 在转差补偿的输出上给定设置值。设置参数 p1351 > 0

会自动转差补偿（p1335 = 100 %）。

图 6-5 转差补偿

重要参数一览（参见 SINAMICS S120/S150 参数手册）

· r0330[0...n] 电机额定转差

· p1334[0...n] V/f 控制转差补偿的初始

· p1335[0...n] 转差补偿比例系数

p1335 = 0.0 % 禁用转差补偿。

p1335 = 100.0

%：

· p1336[0...n] 转差补偿限值

进行*转差补偿。

· r1337 CO:转差补偿实际值

· p1351[0...n] CO:电机抱闸启动

6.4 谐振

6.4 谐振

谐振功能可空载运行中可能出现的有功电流波动。该功能在 5 % 至 90 %

的电机额定（p0310）范围内生效，不过只可为 45 Hz。

图 6-6 谐振

说明

谐振

在 p1349 = 0 时切换限值会自动设置为电机额定频率的 95 %，不过高为 45 Hz。

功能图（参见 SINAMICS S120/S150 参数手册）

· 6310 矢量控制 - 谐振和转差补偿

重要参数一览（参见 SINAMICS S120/S150 参数手册）

· r0066 CO:输出

· r0078 CO:转矩电流的实际值

· p0310[0...n] 电机额定

· p1338[0...n] V/f 控制，谐振增益

· p1339[0...n] V/f 控制，谐振，滤波器时间常数

· p1349[0...n]

6.5 Vdc 控制

如果在直流母线中存在过压或欠压，可以采取相应措施“Vdc 控制"功能。

图 6-7 Vdc控制 V/f