Svi znamo da je pretvarač frekvencije uključen u električni rad trebao savladati tehnologiju, upotreba pretvarača frekvencija za kontrolu motora je češća metoda električne kontrole; Neki također zahtijevaju da se to mora vješto koristiti. Danas ću organizirati i sažeti relevantne točke znanja s plitkim znanjem, sadržajem ili ponavljanjem s ciljem podijeliti s vama one divne veze između pretvarača frekvencije i motora.
Prije svega, zašto koristiti pretvarač za kontrolu motora?
Započnimo s kratkim razumijevanjem ova dva uređaja.
Motor je induktivno opterećenje, što ometa promjenu struje i stvara veliku promjenu struje tijekom pokretanja.
Pretvaranje frekvencije, je uporaba uređaja za poluvodičke snage i isključeno djelovanje napajanja napajanja pretvorit će se u drugu frekvenciju uređaja za upravljanje električnom energijom. Sastoji se uglavnom od dva dijela kruga, jedan je glavni krug (modul ispravljača, elektrolitički kondenzator i modul pretvarača), a drugi je upravljački krug (preklopna ploča za napajanje, upravljačka ploča).
Da bi se smanjila početna struja motora, posebno za motore s većom snagom, što je veća snaga, što je veća početna struja, to će prekomjerna početna struja donijeti veći teret u mrežu napajanja i distribucije, a pretvarač frekvencije Može riješiti ovaj problem pokretanja, omogućavajući motoru da krene glatko bez uzrokovanja prekomjerne početne struje.
Druga funkcija korištenja pretvarača frekvencije je reguliranje brzine motora, mnoge prigode trebaju kontrolirati brzinu motora kako bi se postigla bolja produktivnost, a kontrola brzine pretvarača frekvencije bila je njegov najveći naglasak, pretvarač frekvencije promjenom frekvencije napajanje kako bi se postigla svrha kontrole brzine motora.
Koje su metode kontrole pretvarača frekvencije?
Pet najčešće korištenih načina kontrole motora pretvarača su sljedeći:
Izlazni napon s niskim naponom općepokretni pretvarač je 380-650 v, izlazna snaga je 0. 75-400 KW, radna frekvencija je 0-400 Hz, a njegovi glavni krugovi svi prihvaćaju ac -DC-AC krug. Njegov način upravljanja prošao je kroz sljedeće četiri generacije.
1u/f=c Modulacija širine sinusoidnog impulsa (SPWM) Način upravljanja
Karakterizirana jednostavna struktura upravljačkog kruga, niže troškove, mehaničke karakteristike tvrdoće također su bolje za ispunjavanje općeg prijenosa zahtjeva za glatkom brzinom, široko se koristi u različitim područjima industrije.
Međutim, ova upravljačka metoda pri niskoj frekvenciji, zbog donjeg izlaznog napona, okretni moment za pad napona otpora statora je značajniji, tako da se smanjuje maksimalni moment izlaza.
Osim toga, njegove mehaničke karakteristike nisu tako tvrde kao DC motor, dinamički kapacitet zakretnog momenta i statičke brzine nisu zadovoljavajući, a performanse sustava nisu visoke, upravljačka krivulja će se mijenjati s opterećenjem, odgovor okretnog momenta je spor, a Korištenje momenta momenta nije visoka, mala brzina zbog otpora statora i postojanja učinka mrtvog pojasa pretvarača i degradacije performansi, pogoršanja stabilnosti i tako dalje. Stoga je proučavana regulacija brzine konverzije vektorske kontrole.
Metoda upravljanja vektorom napona (SVPWM)
Temelji se na premisi ukupnog učinka trofaznih valnih oblika, kako bi se približila idealna kružna putanja magnetskog polja magnetskog polja motornog zraka u svrhu stvaranja trofaznih moduliranih valnih oblika istovremeno i kontrole u u Put unutarnjeg poligona aproksimacije kruga.
Poboljšana je nakon praktične uporabe, tj. Uvodi se nadoknada frekvencije, što može eliminirati pogrešku kontrole brzine; Amplituda magnetskog lanca procjenjuje se povratnim informacijama, što eliminira utjecaj otpora statora pri malim brzinama; a izlazni napon i struja su zatvoreni kako bi se poboljšala točnost i stabilnost dinamike. Međutim, upravljački krug ima više veza i ne unosi regulaciju zakretnog momenta, tako da performanse sustava nije u osnovi poboljšana.
Metoda vektorske kontrole (VC)
Praksa kontrole frekvencije kontrole vektora je pretvoriti struju statora IA, IB, IC, asinhronog motora u trofaznom koordinatnom sustavu u AC struju IA1Ib1 u dvofaznom stacionarnom koordinatnom sustavu kroz trofazno-dvofazno-dvofazno-dvofazni fazna transformacija, a zatim kroz rotacijsku transformaciju prema orijentaciji magnetskog polja rotora, koja je ekvivalentna sinkronom rotirajućem koordinatnom sustavu u istosmjernu struju IM1, IT1 (IM1 je jednak (IM1 je ekvivalentna ekscitacijskoj struji istosmjernog motora; It je ekvivalentna struji armature koja je proporcionalna okretnom momentu), a zatim oponašaju kontrolnu metodu DC motora kako bi dobili kontrolnu količinu DC Motor, i ostvarite kontrolu asinhronog motora nakon odgovarajuće obrnute transformacije koordinata.
U osnovi, izmjenični motor je ekvivalentan DC motoru, a dvije komponente brzine i magnetskog polja se kontroliraju neovisno. Kontroliranjem magnetskog lanca rotora, a zatim raspadanjem struje statora kako bi se dobilo komponente zakretnog momenta i magnetskog polja, kroz transformaciju koordinata, kako bi se ostvarila ortogonalna ili razdvojena kontrola. Predložena metoda kontrole vektora je značajnog značaja. Međutim, u praktičnim primjenama, zbog magnetskog lanca rotora teško je točno primijetiti, na karakteristike sustava uvelike utječu motorički parametri, a na transformaciju rotacije vektora koja se koristi u kontrolnom procesu ekvivalentnog istosmjernog motora je složenija, što ga čini Teško da se stvarni kontrolni učinak postigne rezultati idealne analize.
Metoda izravne kontrole momenta (DTC)
Godine 1985. prof. DeenBrock sa Sveučilišta Ruhr u Njemačkoj prvi je predložio tehnologiju konverzije frekvencije konverzije konverzije izravne kontrole zakretnog momenta. Ova je tehnologija u velikoj mjeri riješila nedostatke gore navedene vektorske kontrole i brzo je razvijena s novim kontrolnim idejama, sažetom i jasnom strukturom sustava i izvrsnom dinamičkom i statičkom performansama.
Trenutno se ova tehnologija uspješno primijenila na pogonske pogone velike snage za električnu lokomotivu. Izravna kontrola momenta analizira matematički model izmjeničnog motora izravno u koordinatnom sustavu statora za kontrolu magnetskog lanca i okretnog momenta motora. Ne treba izjednačiti izmjenični motor s istosmjernim motorom, čime se eliminira mnoga složena izračunavanja u transformaciji rotacije vektora; Ne treba oponašati kontrolu DC motora, niti je potrebno pojednostaviti matematički model izmjeničnog motora za razdvajanje.
Metoda kontrole matrice AC-AC
VVVF pretvarač, vektorski kontrolni pretvarač i pretvarač za upravljanje izravnim okretnim momentom sve su vrste pretvarača AC-DC-AC. Njihovi uobičajeni nedostaci su nizak faktor ulazne snage, visoke harmonične struje, potreba za velikim kondenzatorima za skladištenje energije u DC krugu, a regenerativna energija ne može se vratiti u mrežu, tj. Operacija s četiri kvadrata nije moguća.
Iz tog razloga je nastao Matrix AC-AC pretvarač. Kako Matrix AC-AC pretvarač eliminira intermedijarnu DC vezu, uklanjajući tako velike veličine, skupe elektrolitičke kondenzatore. Može shvatiti faktor snage L, ulazna struja je sinusoidna i može raditi u četiri kvadranta, gustoća snage sustava je velika. Tehnologija još nije zrela, ali još uvijek privlači mnoge znanstvenike koji su dubinski proučavali. Njegova suština nije neizravno kontrola struje, magnetskog lanca i drugih količina, već da izravno ostvari okretni moment kao kontrolirana količina.
Specifična metoda je:
Kontroliranje magnetskog lanca statora uvodi promatrač magnetskog lanca statora kako bi ostvario metodu bez senzora brzine;
Automatska identifikacija (ID) oslanja se na točan matematički model motora kako bi se automatski identificirao parametre motora;
Izračunajte stvarne vrijednosti koje odgovaraju impedanciji statora, međusobnoj induktivnosti, magnetskom faktoru zasićenja, inerciji itd. Izračunajte stvarni moment, magnetski lanac statora, brzinu rotora za kontrolu u stvarnom vremenu;
Realizacija kontrole pojasa generira PWM signale prema kontroli pojasa magnetskog lanca i okretnog momenta za kontrolu stanja prebacivanja pretvarača.
Matrix AC-AC pretvarač ima brzi odgovor okretnog momenta (<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.
Kako kontrolirati motor pretvaračem frekvencije? Kako su ožičeni?
Ožičenje motora za pretvaranje frekvencije relativno je jednostavno, s ožičenjem kontaktora gotovo je isti, tri glavne snage u liniju, a zatim izvan linije do motora, ali jedna od postavki na spomenutom, kontrola nad Pretvaranje frekvencije je više od različitog načina.
Prije svega, pogledajmo terminale pretvarača, iako je marka više, ožičenje je također drugačije, ali većina terminala za pretvarač nije previše. Općenito podijeljen na pozitivne i negativne prebacivne ulaze, koji se koriste za kontrolu motora više od početka pozitivnog i negativnog. Terminal za povratne informacije, koji se koristi za povratnu informaciju status pokretanja motora, uključujući frekvenciju trčanja, brzinu, status kvara i tako dalje. Kontrola postavljanja brzine, neki pretvarač frekvencije koristi se potenciometar, neki izravno pomoću ključa, nisu dostupni.
Kroz fizičko ožičenje za kontrolu puta, postoji drugi način da se pređe na komunikacijsku mrežu, puno pretvarača frekvencije sada podržava kontrolu komunikacije, možete kontrolirati motor putem komunikacijske linije za pokretanje i zaustavljanje, naprijed i obrnuto, prilagoditi se, prilagoditi Brzina itd. Istovremeno se informacije o povratnim informacijama također prenose putem komunikacije.
Što se događa s izlaznim okretnim momentom kada se promijeni brzina rotacije (frekvencija) motora?
Početni okretni moment i maksimalni moment pogona pretvarača manji su od izravnog pogona s napajanjem industrijske frekvencije.
Motori imaju velike početne i ubrzane šokove kada ih napaja industrijsko-frekvencijski napajanje, ali ti su udarci slabiji kada ih pokreće pretvarač. Izravni početak industrijske frekvencije proizvodi veliku početnu struju. Kada koristite pretvarač frekvencije, izlazni napon i frekvencija pretvarača frekvencije postupno se dodaju u motor, tako da su početna struja i udar motora manji.
Obično se okretni moment koji proizvodi motor smanjuje s frekvencijom (smanjenje brzine). Stvarni podaci za smanjenje dani su u nekim priručnicima za pretvarač za ilustraciju.
Korištenjem pretvarača s kontrolom vektora fluksa poboljšat će se nedostatak okretnog momenta pri malim brzinama motora, a motor će proizvesti dovoljan okretni moment čak i u zoni male brzine.
Kad se pretvarač frekvencije kontrolira brzinom na frekvenciju veću od 50 Hz, izlazni okretni moment motora će se smanjiti.
Motori su obično dizajnirani i proizvedeni za napon od 50 Hz, a njihov nazivni okretni moment također je dan u ovom rasponu napona. Stoga se regulacija brzine ispod nazivne frekvencije naziva regulacija konstantne brzine zakretnog momenta. (T=te, P<=Pe)
Kad je izlazna frekvencija pretvarača veća od 50Hz frekvencije, moment koji proizvodi motor mora se smanjiti u linearnom odnosu obrnuto proporcionalan frekvenciji.
Kada se motor radi brzinom većom od 50Hz frekvencije, veličina opterećenja motora mora se razmotriti kako bi se spriječilo nedostatak momenta motora.
Na primjer, okretni moment koji proizvodi motor na 100 Hz smanjuje se na približno 1/2 momenta proizvedenog na 50 Hz.
Stoga se kontrola brzine iznad nazivne frekvencije naziva konstantna kontrola brzine snage. (P=ue*ie)
Primjena pretvarača frekvencije iznad 50Hz
Kao što znate, za određeni motor, njegov nazivni napon i nazivna struja su konstantni.
Na primjer, vrijednosti invertera i motora su: 15kW/380V/30A, motor može raditi iznad 50Hz.
Kada je brzina 50Hz, izlazni napon pretvarača je 380V, struja je 30A, u ovom trenutku, ako povećate izlaznu frekvenciju na 60Hz, maksimalni izlazni napon i struja pretvarača mogu biti samo 380V/30A, je jasno da izlazna snaga ostaje nepromijenjena, pa je nazivamo stalnom kontrolom brzine snage.
Kakva je situacija zakretnog momenta u ovom trenutku?
Jer p=wt (w; kutna brzina, t: okretni moment), jer je p nepromijenjen, w se povećao, tako da će se okretni moment u skladu s tim smanjiti.
To također možemo pogledati na drugi način:
Napon statora motora u=e + i * r (i je struja, r je elektronički otpor, e je inducirani potencijal)
Može se vidjeti da kad smo u i ja konstantni, E je također konstantna.
And E=k*f*X (k: constant; f: frequency; X: magnetic flux), so when f from 50 -->60Hz, x će se u skladu s tim smanjiti
Za motor t=k*i*x (k: konstanta; i: struja; x: fluks), tako da će se okretni moment t smanjiti s fluksom 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 -->stalni maksimalni moment)
Zaključak: Izlazni moment motora smanjuje se kada se izlazna frekvencija pretvarača poveća s 50Hz ili više.
Ostali čimbenici povezani s izlaznim okretnim momentom
Stvaranje topline i sposobnost rasipanja topline određuje sposobnost izlazne struje pretvarača, utječući na tako izlazni okretni moment sposobnosti pretvarača.
Frekvencija nosača: Označena struja označena općim pretvaračem je najveća nosač frekvencije, najveća temperatura okoline može osigurati kontinuiranu izlaznu vrijednost, smanjiti nosač frekvencije, motorna struja neće utjecati. Ali zagrijavanje komponenti će se smanjiti.
Temperatura okoline: Baš kao što neće povećati vrijednost struje za zaštitu pretvarača kada se otkrije okolna temperatura niža.
Nadmorska visina: Povećana nadmorska visina utječe na rasipanje topline i performanse izolacije. Općenito ispod 1000m može se zanemariti, iznad svakih 1000 metara kako bi se smanjio kapacitet od 5%.