Всички знаем, че честотният конвертор се занимава с електрическа работа, трябва да овладее технологията, използването на честотни преобразуватели за контрол на двигателя е по -често срещан метод за електрическо управление; Някои също изискват това да се използва умело. Днес ще организирам и обобщавам съответните точки на знанието с плитки знания, съдържание или повторение, като се стремя да споделя с вас онези прекрасни отношения между честотния конвертор и двигателя.
На първо място, защо да използвате инвертора за контрол на двигателя?
Нека започнем с кратко разбиране на тези две устройства.
Моторът е индуктивен товар, който възпрепятства промяната на тока и води до голяма промяна в тока по време на стартиране.
Честотен преобразувател, е използването на устройства за полупроводници за захранване върху и изключване на захранването на захранването на захранването ще бъде преобразувано в друга честота на устройство за контрол на електрическата енергия. Той е съставен главно от две части от веригата, едната е основната верига (модул за изправител, електролитен кондензатор и инвертор), а другата е контролната верига (превключваща платка за захранване, платка за управление).
За да се намали началния ток на двигателя, особено за двигатели с по -висока мощност, толкова по -висока е мощността, толкова по -висок е начален ток, толкова прекомерният начален ток ще донесе по -голяма тежест в мрежата за захранване и разпределение и честотния преобразувател Може да реши този стартиращ проблем, позволявайки на двигателя да започне гладко, без да причини прекомерен стартов ток.
Друга функция на използването на честотен преобразувател е да се регулира скоростта на двигателя, много случаи трябва да контролират скоростта на двигателя, за да се постигне по -добра производителност, а честотният контрол на скоростта е най -големият акцент, честотен преобразувател чрез промяна на честотата на захранването, за да се постигне целта за контрол на скоростта на двигателя.
Какви са методите за контрол на честотния конвертор?
Петте най -често използвани начина на управление на двигателя на инвертора са както следва:
Ниско напрежение с общо напрежение на инверторното изходно напрежение е 380-650 V, изходната мощност е 0. 75-400 kW, честотата на работата е 0-400 Hz, а основните му схеми приемат AC AC -Dc-ac верига. Режимът му за управление премина през следващите четири поколения.
1U/f=C Синусоидален импулс Ширина модулация (SPWM) Режим на управление
Характеризирайки се с проста структура на контролната верига, по -ниската цена, механичните характеристики на твърдостта също е по -добре да се отговори на общото предаване на изискванията за гладка скорост, е широко използвана в различни области на промишлеността.
Въпреки това, този метод на управление при ниска честота, поради по -ниското изходно напрежение, въртящият момент от спада на напрежението на съпротивлението на статора е по -значителен, така че максималният въртящ момент на изхода да бъде намален.
В допълнение, неговите механични характеристики не са толкова твърди, колкото DC двигателят, динамичният капацитет на въртящия момент и характеристиката на статичната скорост не са задоволителни, а работата на системата не е висока, контролната крива ще се промени с товара, реакцията на въртящия момент е бавна, The Използването на двигателния въртящ момент не е висока, ниската скорост поради съпротивлението на статора и наличието на ефекта на инвертора на мъртва лента и влошаването на производителността, влошаването на стабилността и т.н. Следователно е проучено регулирането на скоростта на контролната честота на векторната честота.
Методът на управление на пространството на напрежението (SVPWM)
Той се основава на предпоставката за общия ефект на генериране на трифазни вълнови форми, за да се приближи идеалната кръгова въртяща се магнитно поле на траекторията на моторната въздушна пропаст с цел генериране Пътят на вътрешното сближаване на многоъгълника на кръга.
Той е подобрен след практическа употреба, т.е. е въведена честотна компенсация, която може да премахне грешката на контрола на скоростта; Амплитудата на магнитната верига се оценява чрез обратна връзка, което елиминира влиянието на съпротивлението на статора при ниски скорости; и изходното напрежение и токът са затворени с цикъла, за да се подобри точността и стабилността на динамиката. Контролната верига обаче има повече връзки и не въвежда регулиране на въртящия момент, така че работата на системата не е подобрена фундаментално.
Метод на векторно управление (VC)
Практиката на контрола на честотата на векторното управление е да преобразува тока на статора IA, IB, IC, на асинхронен двигател в трифазната координатна система в променлив ток Ia1ib1 в двуфазната стационарна координатна система чрез трифазна-две- Фазова трансформация и след това чрез въртящата се трансформация според ориентацията на магнитното поле на ротора, която е еквивалентна на синхронната въртяща се координатна система в постоянен ток IM1, IT1 (IM1 е равен на (IM1 е еквивалентен на тока на възбуждане на DC двигателя; IT1 е еквивалентен на тока на арматурата, който е пропорционален на въртящия момент), и след това имитирайте метода на управление на двигателя на DC, за да се получи контролното количество на DC двигател и реализирайте контрола на асинхронния двигател след съответната обратна трансформация на координатите.
По същество променливотоковият двигател е еквивалентен на постоянен ток, а двата компонента на скоростта и магнитното поле се контролират независимо. Чрез контролиране на магнитната верига на ротора и след това разлагане на тока на статора, за да се получи компонентите на въртящия момент и магнитното поле, чрез координатата трансформация, за да се реализира ортогонално или отделено управление. Предложеният метод за контрол на вектора е от значение за създаването на епоха. However, in practical applications, due to the rotor magnetic chain is difficult to accurately observe, the system characteristics are greatly affected by the motor parameters, and the vector rotation transformation used in the control process of the equivalent DC motor is more complicated, making it Труден за действителния контролен ефект за постигане на резултатите от идеалния анализ.
Методът директен контрол на въртящия момент (DTC)
През 1985 г. проф. Деленброк от университета Рур в Германия за първи път предложи технологията за преобразуване на честотата на директния въртящ момент. Тази технология до голяма степен е решила недостатъците на горното векторно управление и бързо е разработена с нови идеи за контрол, сбита и ясна структура на системата и отлична динамична и статична производителност.
Понастоящем тази технология успешно се прилага при променливи задвижвания с висока мощност за електрическо локомотивно сцепление. Директният контрол на въртящия момент анализира математическия модел на променлив мотор директно в координатната система на статора, за да контролира магнитната верига и въртящия момент на двигателя. Не е необходимо да се приравнява променливият двигател към постоянен ток, като по този начин елиминира много сложни изчисления при трансформацията на въртене на вектора; Не е необходимо да се имитира контрола на постоянен ток, нито трябва да опрости математическия модел на променливотоковия двигател за отделяне.
Матричен метод за управление на AC-AC
VVVF инверторът, инверторът за контрол на вектора и инверторът за контрол на въртящия момент са всички видове AC-DC-AC инвертор. Общите им недостатъци са коефициент на ниска входна мощност, високи хармонични токове, необходимостта от големи кондензатори за съхранение на енергия в постояннотоковата верига и регенеративната енергия не може да бъде подадена обратно в мрежата, т.е. работата с четири квадратни не е възможна.
Поради тази причина се появи матричният AC-AC инвертор. Тъй като инверторът на матрицата AC-AC елиминира междинната постоянен ток, като по този начин елиминира големия размер, скъпи електролитични кондензатори. Той може да осъзнае коефициента на мощност L, входният ток е синусоидален и може да работи в четири квадранта, плътността на мощността на системата е голяма. Технологията все още не е зряла, но все още привлича много учени за изучаване в дълбочина. Същността му не е да контролира косвено тока, магнитна верига и други количества, а да реализира въртящия момент директно като контролираното количество.
Специфичният метод е:
Контролът на магнитната верига на статора въвежда наблюдател на магнитната верига на статора, за да реализира методът без сензор за скорост;
Автоматичната идентификация (ID) разчита на точен математически модел на двигателя за автоматично идентифициране на параметрите на двигателя;
Изчислете действителните стойности, съответстващи на импеданса на статора, взаимна индуктивност, магнитно насищане, инерция и др. Изчислете действителния въртящ момент, магнитната верига на статора, скоростта на ротора за контрол в реално време;
Реализирането на лентово управление генерира PWM сигнали според контрола на лентовата лента на магнитната верига и въртящия момент, за да контролира състоянието на превключване на инвертора.
Matrix AC-AC инвертор има бърз отговор на въртящия момент (<2ms), high speed accuracy (±2%, no PG feedback), high torque accuracy (<+3%); it also has high starting torque and high torque accuracy, especially at low speeds (including 0 speeds), and it can output 150% to 200% torque.
Как да контролирам двигателя по честотен преобразувател? Как са свързани?
Моторът на двигателя за управление на честотния преобразувател е сравнително просто, с окабеляването на контактора е почти същото, три захранване в линията и след това извън линията към двигателя, но една от настройките на споменатия, контролът на The Control of the Честотният преобразувател е повече от различен начин.
На първо място, нека да разгледаме инверторните терминали, въпреки че марката е повече, окабеляването също е различно, но повечето от инверторните терминали не са твърде много. Обикновено разделени на положителни и отрицателни превключващи входове, използвани за контрол на двигателя повече от началото на положително и отрицателно. Терминал за обратна връзка, използван за обратна връзка на състоянието на работещия двигател, включително честотата на работа, скоростта, състоянието на повреда и т.н. Контрол на настройка на скоростта, известен честотен преобразувател Potentiometer, някои директно, използвайки ключа, не са достъпни.
Чрез физическото окабеляване за контрол на начина, има и друг начин да отидете в комуникационната мрежа, много честотен преобразувател сега поддържат контрол на комуникацията, можете да контролирате двигателя през комуникационната линия, за да стартирате и спрете, напред и обратно, регулирайте Скоростта и т.н., в същото време информацията за обратна връзка също се предава чрез комуникацията.
Какво се случва с изходния въртящ момент, когато се променя скоростта на въртене (честота) на двигателя?
Стартовият въртящ момент и максималният въртящ момент на инвертора е по -малък от този на директно задвижване с промишлено честотно захранване.
Моторите имат големи удари за стартиране и ускорение, когато се захранват от промишлено-честотно захранване, но тези удари са по-слаби, когато се захранват от инвертор. Директното начало на индустриалната честота произвежда голям начален ток. Когато използвате честотен преобразувател, изходното напрежение и честотата на честотния преобразувател постепенно се добавят към двигателя, така че стартиращият ток и въздействието на двигателя са по -малки.
Обикновено въртящият момент, произведен от двигателя, намалява с честотата (намаляване на скоростта). Действителните данни за намаляването са дадени в някои инверторни ръководства за илюстрация.
С помощта на инвертор с контрол на флокс вектор, липсата на въртящ момент при ниски скорости на двигателя ще бъде подобрена и двигателят ще доведе до достатъчен въртящ момент дори в зоната с ниска скорост.
Когато честотният конвертор се контролира скоростта до честота, по-голяма от 50 Hz, изходният въртящ момент на двигателя ще бъде намален.
Обикновено двигателите са проектирани и произведени за 50Hz напрежение, а техният номинален въртящ момент също е даден в този диапазон на напрежение. Следователно регулирането на скоростта под номиналната честота се нарича постоянна регулация на скоростта на въртящия момент. (T=te, стр<=Pe)
Когато изходната честота на инвертора е по -голяма от 50Hz честота, въртящият момент, произведен от двигателя, трябва да намалее в линейна връзка обратно пропорционално на честотата.
Когато двигателят работи със скорост, по -голяма от 50Hz честота, размерът на натоварването на двигателя трябва да се обмисли, за да се предотврати липсата на въртящ момент на моторния изход.
Например, въртящият момент, произведен от двигател при 100 Hz, се намалява до приблизително 1/2 от въртящия момент, произведен при 50 Hz.
Следователно контролът на скоростта над номиналната честота се нарича постоянен контрол на скоростта на мощност. (P=ue*т.е.)
Прилагане на честотен конвертор над 50Hz
Както знаете, за определен двигател, номиналното му напрежение и номиналният ток са постоянни.
Например стойностите на инвертора и мотора са: 15kW/380V/30A, моторът може да работи над 50Hz.
Когато скоростта на 50Hz, изходното напрежение на инвертора е 380V, токът е 30a, в този момент, ако увеличите изходна честота до 60Hz, максималното изходно напрежение и ток на инвертора може да бъде само 380V/30A, то, то е ясно, че изходната мощност остава непроменена, така че ние го наричаме постоянен контрол на скоростта на мощността.
Каква е ситуацията с въртящия момент в този момент?
Тъй като p=wt (w; ъглова скорост, t: въртящ момент), тъй като p е непроменен, w се увеличава, така че въртящият момент ще бъде намален съответно.
Можем да го разгледаме и по друг начин:
Напрежението на статора на двигателя u=e + i * r (i е токът, r е електронното съпротивление, e е индуцираният потенциал)
Вижда се, че когато и u и аз сме постоянни, E също е постоянен.
And E=k*f*X (k: constant; f: frequency; X: magnetic flux), so when f from 50 -->60Hz, x ще бъде намален съответно
За двигател t=k*i*x (k: константа; i: ток; x: поток), така че въртящият момент t ще намалее с потока X.
Meanwhile, less than 50Hz, the flux (X) is constant when U/f=E/f is constant because I*R is very small. Torque T is proportional to current. This is why the overcurrent capability of an inverter is usually used to describe its overload (torque) capability and is called constant torque speed regulation (constant rated current -->постоянен максимален въртящ момент)
Заключение: Изходният въртящ момент на двигателя намалява, когато изходната честота на инвертора се увеличи от 50Hz или повече.
Други фактори, свързани с изходния въртящ момент
Способността за генериране на топлина и топлинното разсейване определя способността на изходния ток на инвертора, като по този начин влияе върху способността на изходния въртящ момент на инвертора.
Честота на носителя: Номиналният ток, маркиран от общия инвертор, е най -високата честота на носителя, най -високата температура на околната среда може да гарантира непрекъснатата стойност на изхода, да намали честотата на носителя, двигателният ток няма да бъде засегнат. Но нагряването на компонентите ще бъде намалено.
Температура на околната среда: Точно както няма да увеличи стойността на тока на защитата на инвертора, когато околната температура бъде открита, за да бъде по -ниска.
Надморска височина: Повишената надморска височина оказва влияние върху разсейването на топлината и изолационната ефективност. Обикновено под 1000 м могат да бъдат пренебрегнати, над всеки 1000 метра, за да се намали капацитетът от 5%.