SP1406 SP2403 SP3403 SP4402-Unidrive SP驱动器控制原理与应用

1. Unidrive SP-CT驱动器引言

艾默生CT公司是世界主要工业集团之一的美国艾默生电气公司(Emerson Electric Co.)的一部分。艾默生是技术与工程领域的***，在商业、工业和消费者市场中，为全世界的客户开发与提供*的解决方案。英国CT公司创立了新的工业标准，其中包括世界*的四合一交流驱动器－Unidrive SP，它体现了通过可编程应用模块和完全可兼容的软件进行控制的一种崭新的控制策略。Unidrive SP驱动器能够控制交流异步电动机，也能控制交流无刷伺服电动机。任何一种功率段的Unidrive SP驱动器都能工作在V/Hz方式、无速度传感器矢量方式、闭环磁通矢量方式和伺服方式下，同时也能工作在再生模式（AFE-Regen模式）下。该驱动器的控制方式能够通过随机面板、远控面板进行更改，也可以通过基于Windows操作系统的CTSoft软件进行在线配置。Unidrive SP驱动器的功率段涵盖了0.75kW到1.9MW，其状态可以是单机运行，也可以是并列运行。

本文将着重阐述SP1406 SP2403 SP3403 SP4402-Unidrive SP驱动器控制原理与应用

2.Unidrive SP驱动器的基本运行方式
 Unidrive SP驱动器的基本运行方式包括以下三种:
2.1 开环控制方式
开环控制方式的*基本原理是V/f=C的正弦脉宽调制模式，其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，并已在产业的各个领域得到广泛应用。图1所示为开环控制V/Hz原理图

             图1 开环控制V/Hz方式原理
但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出*大转矩减小。另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电动机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。
为了克服以上的问题，通常对开环控制方式采取如下三种对策:
(1) 转差补偿
电机转矩的变化将直接影响电机的运行转差，导致电机的速度变化。通过转差补偿，根据电机负载转矩自动调整变频器的输出频率，可减小电机随负载变化而引起的转速变化。当电机处于电动状态时，实际转速低于给定速度时，可以逐步提高补偿增益;当电机处于发电状态时，实际转速高于给定转速时，逐步提高补偿增益。
(2) 转矩提升
为了补偿低频转矩特性，可对输出电压做一些提升补偿。
(3) 无速度传感器矢量方式
无速度传感器矢量方式可以根据电机负载自动调整电机的输出电压以保证电机磁通的动态恒定，从而提高电机的转速精度和低频带载功能。图2为无速度传感器矢量方式的示意图。

             图2 无速度传感器矢量方式
2.2 闭环磁通矢量控制方式
有速度传感器的闭环矢量控制方式，主要用于高精度的速度控制、转矩控制等对控制性能要求严格的使用场合。在该方式下采用的速度传感器一般是旋转编码器，并安装在被控电动机的轴端。而且闭环磁通矢量控制方式与开环方式不同，通常只能控制一台电动机。图3为闭环磁通矢量控制方式的示意图

             图3 闭环磁通矢量控制方式
闭环磁通矢量控制的实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。
2.3 闭环伺服控制方式
所谓伺服，就是指执行机构服从控制信号的要求而动作，也就是说在控制信号来到之前，转子静止不动;控制信号来到之后，转子立即转动;当控制信号消失，转子能即时自行停转。
电气式伺服系统根据电气信号可分为DC直流伺服系统和AC交流伺服系统二大类，AC交流伺服系统又有异步电机伺服系统和同步电机伺服系统两种，而Unidrive SP驱动器的伺服功能主要针对的是电气式伺服系统中的*重要一种—交流永磁同步电机伺服系统。图4为闭环伺服控制原理示意图。

             图4 闭环伺服控制原理示意
3 结束语
综合以上分析可以看出，Unidrive SP驱动器集成了多种控制模式和外部功能，而且可编程控制器和运动控制功能现在可以在一台驱动器中以相当低的总系统成本实现。
***Unidrive SP驱动器用户指南下载链接地址：http://www.shlc-ct.com/xiaoshou/pddetailthree/download.html

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