西门子变频器1FL6067-1AC61-2AA1
西门子变频器1FL6067-1AC61-2AA1
低压通用变频输出电压380 ~ 650 V，输出功率0.75 ~ 400 kW，工作频率0 ~ 400 Hz。其主电路采用交流-DC-交流电路。其控制方式经历了以下四代。
正弦脉宽调制(SPWM)控制模式
其特点是控制电路结构简单，成本低，机械硬度好，能满足一般变速器平滑调速的要求，已广泛应用于工业的各个领域。然而，在低频时，由于输出电压较低，输出转矩会受到定子电阻压降的显著影响，从而降低输出转矩。另外，它的机械特性不如DC电机硬，动态转矩能力和静态调速性能也不尽如人意。而且系统性能不高，控制曲线会随着负载的变化而变化，转矩响应较慢，电机的转矩利用率不高，低速时由于定子电阻和逆变器死区效应，性能下降，稳定性差。因此，人们开发了矢量控制变频调速。
电压空间矢量(SVPWM)控制模式
它是基于三相波形的整体生成效果，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目标，一次性生成三相调制波形，通过切割多边形逼近圆形来控制。经过实际使用，得到了改进，即引入频率补偿，消除了速度控制的误差；反馈估计磁链幅值，以消除低速时定子电阻的影响；输出电压和电流为闭环，提高了动态精度和稳定性。但是控制回路多，没有引入转矩调节，所以系统性能没有得到根本改善。
矢量控制(VC)模式
矢量控制变频调速的方法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic通过三相-两相变换转换为两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再通过转子磁场的定向旋转变换转换为同步旋转坐标系下的DC电流Im1、IT1。It1相当于与转矩成比例的电枢电流)，然后通过模仿DC电机的控制方法得到DC电机的控制量，通过相应的坐标逆变换实现对异步电机的控制。其本质是交流电机相当于DC电机，速度和磁场两个分量独立控制。通过控制转子磁链，然后分解定子电流，得到转矩和磁场两个分量， 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，转子磁链难以精确观测，系统特性受电机参数影响较大，等效DC电机控制过程中使用的矢量旋转变换较为复杂，在实际控制效果中难以达到理想的分析结果。[8]
直接转矩控制(DTC)
1985年，德国鲁尔大学的DePenbrock教授提出了直接转矩控制变频技术。该技术在很大程度上解决了矢量控制的上述缺点，以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构和优良的动静态性能得到了迅速发展。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，控制电机的磁链和转矩。它不需要把交流电机等同于DC电机，省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算。它不需要模仿DC电机的控制，也不需要为了解耦而简化交流电机的数学模型。
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是交-DC-交变频中的一种。其共同的缺点是输入功率因数低，谐波电流大，DC电路储能电容大，再生能量不能回馈电网，即不能四象限运行。因此，矩阵式交-交变频应运而生。由于矩阵式交交变频省去了中间的DC环节，省去了体积大、价格贵的电解电容。可实现功率因数为L，输入电流正弦化，四象限运行，系统功率密度高。虽然该技术尚未成熟，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链，而是直接实现转矩作为被控量。具体方法是:
1.控制定子磁链，引入定子磁链观测器，实现无速度传感器模式；
2、自动识别(ID)依赖于电机数学模型，自动识别电机参数；
3.计算定子阻抗、互感、磁饱和系数、惯量等对应的实际值。计算实际转矩、定子磁链和转子转速进行实时控制；
4.实现带带控制。根据磁链和转矩的带-带控制，产生PWM信号来控制逆变器的开关状态。
矩阵式交-交变频转矩响应快(2ms)，速度精度高(无PG反馈时为2%)，转矩精度高(+3%)。同时还具有较高的启动扭矩和较高的扭矩精度，尤其是在低速(包括零速)时，可输出150% ~ 200%。