Všetci vieme, že frekvenčný prevodník sa zaoberá elektrickou prácou, ak by mal zvládnuť technológiu, použitie frekvenčných konvertorov na riadenie motora je bežnejšou metódou elektrického riadenia; Niektorí tiež vyžadujú, aby sa mali zručne používať. Dnes zorganizujem a sumarizujem relevantné znalostné body s plytkými znalosťami, obsahom alebo opakovaním s cieľom zdieľať s vami tento úžasný vzťah medzi frekvenčným prevodníkom a motorom.
V prvom rade, prečo pomocou meniča ovládať motor?
Začnime krátkym pochopením týchto dvoch zariadení.
Motor je induktívne zaťaženie, ktoré bráni zmene prúdu a vytvára veľkú zmenu prúdu počas spustenia.
Frekvenčný prevodník je použitie výkonových polovodičových zariadení zapnuté a vypnuté pôsobenie napájacieho zdroja výkonu sa prevedie na inú frekvenciu zariadenia na reguláciu elektrickej energie. Skladá sa hlavne z dvoch častí obvodu, jedna je hlavný obvod (usmerňovací modul, elektrolytický kondenzátor a modul meniča) a druhý je riadiaci obvod (doska na napájanie napájania, doska ovládacích obvodov).
Aby sa znížil počiatočný prúd motora, najmä pre motory s vyšším výkonom, čím vyšší je výkon, čím vyšší je počiatočný prúd, nadmerný počiatočný prúd prinesie väčšie zaťaženie napájacej a distribučnej sieti a frekvenčný konvertor Môže vyriešiť tento problém so spustením, čo umožňuje hladkému spusteniu motora bez toho, aby spôsobil nadmerný počiatočný prúd.
Ďalšou funkciou používania frekvenčného prevodníka je regulácia rýchlosti motora, mnoho príležitostí musí regulovať rýchlosť motora, aby sa získala lepšia produktivita, a rýchlosť prevodníka frekvencie bola jeho najväčším zvýrazneným, frekvenčným meničom zmenou frekvencie napájanie, aby sa dosiahol účel riadenia rýchlosti motora.
Aké sú metódy riadenia frekvencie prevodníka?
Päť najčastejšie používaných spôsobov riadenia meničového motora je nasledujúce:
Nízko napätie Všeobecné výstupné napätie meniča IS 380-650 v, výstupný výkon je 0. -DC-AC obvod. Jeho riadiaci režim prešiel nasledujúcimi štyrmi generáciami.
1U/F=C Riadiaci režim Sinusoid Pulse Width (SPWM)
Charakterizované jednoduchou štruktúrou riadiaceho obvodu, nižšími nákladmi, mechanickými charakteristikami tvrdosti je tiež lepšie splniť všeobecný prenos požiadaviek na hladkú rýchlosť, sa široko používajú v rôznych odvetvových odvetviach.
Táto kontrolná metóda pri nízkej frekvencii v dôsledku dolného výstupného napätia je však moment poklesom odporového napätia statora výraznejší, takže sa zníži maximálny krútiaci moment výstupu.
Okrem toho, jeho mechanické charakteristiky nie sú také ťažké ako jednosmerný motor, dynamická kapacita krútiaceho momentu a statická rýchlosť nie sú uspokojivé a výkon systému nie je vysoký, regulačná krivka sa mení pri zaťažení, odozva krútiaceho momentu je pomalá, Využívanie krútiaceho momentu motora nie je vysoké, nízka rýchlosť v dôsledku odporu statora a existencie efektu mŕtveho pásma meniča a degradácie výkonu, zhoršenia stability atď. Preto bola študovaná regulácia rýchlosti konverzie vektorovej kontroly frekvencie.
Metóda riadenia napätia Vektor (SVPWM)
Je založená na predpoklade celkového generácie účinku trojfázových vlnových tvarov, aby sa priblížila ideálna trajektória kruhového rotujúceho magnetického poľa motorickej vzduchovej medzery za účelom generovania trojfázových modulovaných vlnových tvarov v čase a kontroly v Cesta aproximácie vnútorného polygónu v kruhu.
Po praktickom použití sa zlepšila, tj zavedená frekvenčná kompenzácia, ktorá môže odstrániť chybu riadenia rýchlosti; Amplitúda magnetického reťazca sa odhaduje pomocou spätnej väzby, ktorá eliminuje vplyv odporu statora pri nízkych rýchlostiach; a výstupné napätie a prúd sú uzavreté, aby sa zlepšila presnosť a stabilita dynamiky. Riadiaci obvod má však viac prepojení a nezavádza reguláciu krútiaceho momentu, takže výkonnosť systému sa zásadne nezlepší.
Metóda Vector Control (VC)
Prax regulácie vektorovej kontroly frekvencie je previesť statorový prúd IA, IB, IC, asynchrónneho motora v trojfázovom súradnicovom systéme do striedavého prúdu IA1IB1 v dvojfázovom stacionárnom súradnicovom systéme prostredníctvom trojfázového-dvojfázového-dvojfázového-dvojfázového-dvojfázového-dvojfázového- Fázová transformácia a potom cez rotačnú transformáciu podľa orientácie magnetického poľa rotora, ktorá je ekvivalentná s synchrónnym rotačným súradnicovým systémom do jednosmerného prúdu IM1, IT1 (im1 sa rovná (IM1 je ekvivalentný s exitačným prúdom jednosmerného motora; IT1 je ekvivalentný k prúdu kotvy, ktorý je úmerný krútiacim momentom), a potom napodobňuje riadiacu metódu jednosmerného motora, aby sa získala kontrolná kvantita jednosmerného motora a realizujte kontrolu asynchrónneho motora po zodpovedajúcej inverznej transformácii súradníc.
V podstate je striedavý motor ekvivalentný s jednosmerným motorom a dve zložky rýchlosti a magnetického poľa sú regulované nezávisle. Ovládaním magnetického reťazca rotora a potom rozkladom prúdu statora, aby ste získali komponenty krútiaceho momentu a magnetického poľa, cez súradnicovú transformáciu, aby sa realizovala ortogonálne alebo oddelené riadenie. Navrhovaná metóda kontroly vektorov má význam epochy. Avšak v praktických aplikáciách, v dôsledku magnetického reťazca rotora je ťažké presne pozorovať, sú charakteristiky systému značne ovplyvnené parametrami motora a transformácia rotácie vektorov použitá v riadiacom procese ekvivalentného jednosmerného motora je zložitejšia, čím sa zvyšuje, čím sa zvyšuje, čím je komplikovanejšia pre skutočný kontrolný efekt je ťažké dosiahnuť výsledky ideálnej analýzy.
Metóda priameho riadenia krútiaceho momentu (DTC)
V roku 1985 Prof. DePenbrock z Ruhr University v Nemecku prvýkrát navrhol technológiu konverzie frekvencie priameho krútiaceho momentu. Táto technológia do značnej miery vyriešila nedostatky vyššie uvedeného vektorového riadenia a bola rýchlo vyvinutá s novými nápadmi na kontrolu, stručnou a jasnou štruktúrou systému a vynikajúcim dynamickým a statickým výkonom.
V súčasnosti sa táto technológia úspešne použila na vysokorýchlostné AC Drives pre elektrické lokomotívne trakcie. Priame riadenie krútiaceho momentu analyzuje matematický model striedavého motora priamo v systéme súradnice statora na reguláciu magnetického reťazca a krútiaceho momentu motora. Nemusí sa prirovnať k striedavému motoru s jednosmerným motorom, čím sa eliminuje mnoho komplexných výpočtov pri transformácii rotácie vektora; Nemusí napodobňovať kontrolu jednosmerného motora, ani nemusí zjednodušiť matematický model striedavého motora na oddelenie.
Metóda riadenia matice AC-AC
Invertor VVVF, invertor riadenia vektora a priamy menič krútiaceho momentu sú všetky typy meniča AC-DC-AC. Ich spoločné nevýhody sú nízky vstupný faktor, vysoké harmonické prúdy, potreba veľkých kondenzátorov ukladania energie v obvode DC a regeneračná energia sa nedá dostať späť do mriežky, tj štvor-kvadrantová operácia nie je možná.
Z tohto dôvodu vznikol menič matrice AC-AC. Pretože matrica AC-AC menič eliminuje medziprodukt DC Link, čím sa eliminuje drahé, drahé elektrolytické kondenzátory. Môže si uvedomiť, že účinný faktor L, vstupný prúd je sínusoidný a môže pracovať v štyroch kvadrantoch, hustota energie systému je veľká. Táto technológia ešte nie je zrelá, ale stále priťahuje veľa vedcov, aby podrobne študovali. Jeho podstatou nie je nepriamo kontrolovať prúd, magnetický reťazec a ďalšie množstvá, ale na to, aby sa krútiaci moment uskutočnil priamo ako kontrolované množstvo.
Špecifická metóda je:
Ovládanie magnetického reťazca statora zavádza pozorovateľa magnetického reťazca statora na realizáciu metódy bez rýchlostného snímača;
Automatická identifikácia (ID) sa spolieha na presný matematický model motora na automatickú identifikáciu parametrov motora;
Vypočítajte skutočné hodnoty zodpovedajúce impedancii statora, vzájomnej indukčnosti, faktora magnetického saturácie, zotrvačnosti atď.
Realizácia regulácie pásmových pásiem generuje signály PWM podľa regulácie pásmového pásma magnetického reťazca a krútiaceho momentu na riadenie stavu prepínania meniča.
Matricový menič AC-AC má rýchly krútiaci moment (<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.
Ako ovládať motor pomocou frekvenčného prevodníka? Ako sú zapojené?
Vedenie riadiaceho motora prevodníka frekvencie je relatívne jednoduché, pričom zapojenie stykača je takmer rovnaké, tri sieťové napájanie do linky a potom z linky k motoru, ale jedno z nastavení na uvedenom, ovládaní ovládacieho prvku Frekvenčný prevodník je viac ako iný spôsob.
Po prvé, pozrime sa na terminály meniča, hoci značka je viac, zapojenie je tiež iné, ale väčšina terminálov meniča nie je príliš veľa. Všeobecne sa rozdeľuje na pozitívne a negatívne spínacie vstupy, ktoré sa používajú na riadenie motora viac ako začiatok pozitívneho a negatívneho. Terminál spätnej väzby, ktorý sa používa na spätnú väzbu na spustený stav motora, vrátane bežiacej frekvencie, rýchlosti, stavu porúch atď. Ovládanie nastavenia rýchlosti, niektoré frekvenčné prevodník sa používa potenciometra, niektoré priamo pomocou kľúča nie sú prístupné.
Through the physical wiring to control the way, there is another way is to go to the communication network, a lot of frequency converter now support communication control, you can control the motor through the communication line to start and stop, forward and reverse, adjust Rýchlosť atď. Súčasne sa informácie o spätnej väzbe prenášajú aj prostredníctvom komunikácie.
Čo sa stane s výstupným krútiacim momentom, keď sa zmení rýchlosť otáčania (frekvencia) motora?
Počiatočný krútiaci moment a maximálny krútiaci moment meničovej jazdy sú menšie ako priamy pohon s napájaním priemyselného frekvencie.
Motory majú veľké počiatočné a zrýchľovacie otrasy, keď sú poháňané priemyselnými frekvenčnými zdrojmi energie, ale tieto otrasy sú slabšie, keď sú poháňané meničom. Priamy začiatok priemyselnej frekvencie vytvára veľký počiatočný prúd. Pri použití frekvenčného prevodníka sa do motora postupne pridáva výstupné napätie a frekvencia frekvenčného prevodníka, takže počiatočný prúd a náraz motora sú menšie.
Zvyčajne sa krútiaci moment produkovaný motorom znižuje s frekvenciou (zníženie rýchlosti). Skutočné údaje o redukcii sú uvedené v niektorých príručkách meniča na ilustráciu.
Použitím meniča s reguláciou vektora toku sa zlepší nedostatok krútiaceho momentu pri nízkych rýchlostiach motora a motor vytvorí dostatočný krútiaci moment aj v zóne nízkej rýchlosti.
Ak je frekvenčný prevodník kontrolovaný rýchlosťou na frekvenciu vyššiu ako 50 Hz, zníži sa výstupný krútiaci moment motora.
Normálne sú motory navrhnuté a vyrábané na napätie 50 Hz a ich menovitý krútiaci moment je tiež uvedený v tomto rozsahu napätia. Preto regulácia rýchlosti pod menovitou frekvenciou sa nazýva regulácia konštantnej rýchlosti krútiaceho momentu. (T=te, P<=Pe)
Ak je výstupná frekvencia meniča vyššia ako frekvencia 50 Hz, krútiaci moment vyrobený motorom sa musí znížiť v lineárnom vzťahu nepriamo úmernom frekvencii.
Ak je motor prevádzkovaný rýchlosťou vyššou ako frekvencia 50 Hz, musí sa zvážiť veľkosť motora, aby sa zabránilo nedostatku momentu výstupného motora.
Napríklad krútiaci moment vyrobený motorom pri 100 Hz sa zníži na približne 1/2 krútiaceho momentu produkovaného pri 50 Hz.
Preto sa regulácia rýchlosti nad menovitú frekvenciu nazýva konštantná regulácia rýchlosti napájania. (P=ue*tj)
Aplikácia frekvenčného prevodníka nad 50 Hz
Ako viete, pre konkrétny motor sú menovité napätie a menovité prúd konštantné.
Napríklad hodnoty meniča meniča a motora sú: 15 kW/380V/30A, motor môže fungovať nad 50 Hz.
Keď rýchlosť 50 Hz, výstupné napätie meniča je 380 V, prúd je 30A, v tomto okamihu, ak zvýšite výstupnú frekvenciu na 60 Hz, maximálne výstupné napätie a prúd meniča môžu byť iba 380 V/30A, IT, IT je zrejmé, že výstupný výkon zostáva nezmenený, takže ho nazývame konštantné riadenie rýchlosti napájania.
Aká je momentová situácia v súčasnosti?
Pretože p=wt (w; uhlová rýchlosť, t: krútiaci moment), pretože p je nezmenený, W sa zvýšil, takže moment sa podľa toho zníži.
Môžeme sa na to pozrieť aj iným spôsobom:
Napätie statora motora u=e + i * r (i je prúd, r je elektronický odpor, e je indukovaný potenciál)
Je zrejmé, že keď sú u a ja konštantné, E je tiež konštantná.
And E=k*f*X (k: constant; f: frequency; X: magnetic flux), so when f from 50 -->60 Hz, X sa podľa toho zníži
Pre motor T=k*i*x (k: constant; i: current; x: tok), takže krútiaci moment t sa zníži s tokom 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 -->konštantný maximálny krútiaci moment)
Záver: Výstupný krútiaci moment motora klesá, keď sa výstupná frekvencia meniča zvýši z 50 Hz alebo viac.
Ďalšie faktory súvisiace s výstupným krútiacim momentom
Vytváranie tepla a schopnosť rozptylu tepla určujú schopnosť meniča výstupného prúdu, čím ovplyvňuje schopnosť meniča výstupného krútiaceho momentu.
Frekvencia nosiča: Menovaný prúd vyznačený všeobecným meničom je najvyššia frekvencia nosiča, najvyššia teplota okolia môže zabezpečiť nepretržitú hodnotu výstupu, znížiť frekvenciu nosiča, motorický prúd nebude ovplyvnený. Zahrievanie komponentov sa však zníži.
Okolitá teplota: Rovnako ako sa nezvýši hodnota ochrany meniča, keď sa zistí okolitá teplota, aby bola nižšia.
Nadmorská výška: Zvýšená nadmorská výška má vplyv na rozptyl tepla a izoláciu. Všeobecne sa dá ignorovať pod 1 000 m, môže byť viac ako 1000 metrov, aby sa znížila kapacita 5%.