Kif tikkontrolla l-mutur b'konvertitur tal-frekwenza

Il-konvertitur tal-frekwenza huwa teknoloġija li għandha tkun mgħallma sew meta jsir xogħol elettriku. L-użu ta' konvertitur tal-frekwenza biex jikkontrolla l-mutur huwa metodu komuni fil-kontroll elettriku; xi wħud jeħtieġu wkoll profiċjenza fl-użu tagħhom.

1. L-ewwelnett, għaliex għandek tuża konvertitur tal-frekwenza biex tikkontrolla mutur?

Il-mutur huwa tagħbija induttiva, li tfixkel il-bidla tal-kurrent u tipproduċi bidla kbira fil-kurrent meta tibda.

L-inverter huwa apparat tal-kontroll tal-enerġija elettrika li juża l-funzjoni mixgħul-mitfi ta' apparati semikondutturi tal-enerġija biex jikkonverti l-provvista tal-enerġija tal-frekwenza industrijali għal frekwenza oħra. Huwa magħmul prinċipalment minn żewġ ċirkwiti, wieħed huwa ċ-ċirkwit prinċipali (modulu tar-rettifikatur, kapaċitatur elettrolitiku u modulu tal-inverter), u l-ieħor huwa ċ-ċirkwit tal-kontroll (bord tal-provvista tal-enerġija tal-iswiċċjar, bord taċ-ċirkwit tal-kontroll).

Sabiex jitnaqqas il-kurrent tal-bidu tal-mutur, speċjalment tal-mutur b'qawwa ogħla, iktar ma tkun kbira l-qawwa, iktar ikun kbir il-kurrent tal-bidu. Kurrent eċċessiv tal-bidu jġib piż akbar fuq in-netwerk tal-provvista u tad-distribuzzjoni tal-enerġija. Il-konvertitur tal-frekwenza jista' jsolvi din il-problema tal-bidu u jippermetti li l-mutur jibda bla xkiel mingħajr ma jikkawża kurrent eċċessiv tal-bidu.

Funzjoni oħra tal-użu ta' konvertitur tal-frekwenza hija li taġġusta l-veloċità tal-mutur. F'ħafna każijiet, huwa meħtieġ li tiġi kkontrollata l-veloċità tal-mutur biex tinkiseb effiċjenza aħjar fil-produzzjoni, u r-regolazzjoni tal-veloċità tal-konvertitur tal-frekwenza dejjem kienet l-akbar karatteristika tiegħu. Il-konvertitur tal-frekwenza jikkontrolla l-veloċità tal-mutur billi jibdel il-frekwenza tal-provvista tal-enerġija.

2. X'inhuma l-metodi ta' kontroll tal-inverter?

Il-ħames metodi l-aktar użati ta' muturi ta' kontroll tal-inverter huma kif ġej:

A. Metodu ta' kontroll tal-Modulazzjoni tal-Wisa' tal-Impuls Sinusoidali (SPWM)

Il-karatteristiċi tiegħu huma struttura sempliċi taċ-ċirkwit tal-kontroll, spiża baxxa, ebusija mekkanika tajba, u jista' jissodisfa r-rekwiżiti ta' regolazzjoni bla xkiel tal-veloċità tat-trażmissjoni ġenerali. Intuża ħafna f'diversi oqsma tal-industrija.

Madankollu, fi frekwenzi baxxi, minħabba l-vultaġġ baxx tal-ħruġ, it-torque huwa affettwat b'mod sinifikanti mit-tnaqqis fil-vultaġġ tar-reżistenza tal-istator, li jnaqqas it-torque massimu tal-ħruġ.

Barra minn hekk, il-karatteristiċi mekkaniċi tiegħu mhumiex daqshekk b'saħħithom daqs dawk tal-muturi DC, u l-kapaċità dinamika tat-torque u l-prestazzjoni tar-regolazzjoni statika tal-veloċità mhumiex sodisfaċenti. Barra minn hekk, il-prestazzjoni tas-sistema mhijiex għolja, il-kurva tal-kontroll tinbidel mat-tagħbija, ir-rispons tat-torque huwa bil-mod, ir-rata ta' utilizzazzjoni tat-torque tal-mutur mhijiex għolja, u l-prestazzjoni tonqos b'veloċità baxxa minħabba l-eżistenza tar-reżistenza tal-istator u l-effett taż-żona mejta tal-inverter, u l-istabbiltà tiddeterjora. Għalhekk, in-nies studjaw ir-regolazzjoni tal-veloċità tal-frekwenza varjabbli tal-kontroll tal-vettur.

B. Metodu ta' Kontroll tal-Vettur tal-Ispazju tal-Vultaġġ (SVPWM)

Huwa bbażat fuq l-effett ġenerali tal-ġenerazzjoni tal-forma tal-mewġa bi tliet fażijiet, bil-għan li joqrob lejn it-trajettorja ideali tal-kamp manjetiku li jdur ċirkolari tad-distakk tal-arja tal-mutur, jiġġenera forma tal-mewġa ta' modulazzjoni bi tliet fażijiet kull darba, u jikkontrollaha fil-mod ta' poligonu skritt li japprossima ċ-ċirku.

Wara użu prattiku, ġie mtejjeb, jiġifieri, introduċa kumpensazzjoni tal-frekwenza biex telimina l-iżball tal-kontroll tal-veloċità; stima tal-amplitudni tal-fluss permezz ta' feedback biex telimina l-influwenza tar-reżistenza tal-istator b'veloċità baxxa; għeluq tal-vultaġġ tal-ħruġ u l-linja tal-kurrent biex titjieb l-eżattezza u l-istabbiltà dinamika. Madankollu, hemm ħafna konnessjonijiet taċ-ċirkwit tal-kontroll, u l-ebda aġġustament tat-torque ma ġie introdott, għalhekk il-prestazzjoni tas-sistema ma tjiebitx fundamentalment.

C. Metodu ta' kontroll tal-vettur (VC)

L-essenza hija li l-mutur AC isir ekwivalenti għal mutur DC, u jikkontrolla b'mod indipendenti l-veloċità u l-kamp manjetiku. Billi jikkontrolla l-fluss tar-rotor, il-kurrent tal-istator jiġi dekompost biex jinkisbu l-komponenti tat-torque u tal-kamp manjetiku, u t-trasformazzjoni tal-koordinati tintuża biex jinkiseb kontroll ortogonali jew diżakkoppjat. L-introduzzjoni tal-metodu ta' kontroll vettorjali hija ta' sinifikat epokali. Madankollu, f'applikazzjonijiet prattiċi, peress li l-fluss tar-rotor huwa diffiċli biex jiġi osservat b'mod preċiż, il-karatteristiċi tas-sistema huma affettwati ħafna mill-parametri tal-mutur, u t-trasformazzjoni tar-rotazzjoni vettorjali użata fil-proċess ta' kontroll tal-mutur DC ekwivalenti hija relattivament kumplessa, li tagħmilha diffiċli għall-effett tal-kontroll attwali biex jinkiseb ir-riżultat ideali tal-analiżi.

D. Metodu ta' Kontroll Dirett tat-Torque (DTC)

Fl-1985, il-Professur DePenbrock tal-Università ta' Ruhr fil-Ġermanja ppropona għall-ewwel darba teknoloġija ta' konverżjoni tal-frekwenza tal-kontroll dirett tat-torque. Din it-teknoloġija fil-biċċa l-kbira solviet in-nuqqasijiet tal-kontroll vettorjali msemmi hawn fuq, u ġiet żviluppata malajr b'ideat ta' kontroll ġodda, struttura tas-sistema konċiża u ċara, u prestazzjoni dinamika u statika eċċellenti.

Fil-preżent, din it-teknoloġija ġiet applikata b'suċċess għat-trazzjoni tat-trażmissjoni AC ta' qawwa għolja ta' lokomotivi elettriċi. Il-kontroll dirett tat-torque janalizza direttament il-mudell matematiku tal-muturi AC fis-sistema ta' koordinati tal-istator u jikkontrolla l-fluss manjetiku u t-torque tal-mutur. M'għandux għalfejn jitqabbel il-muturi AC mal-muturi DC, u b'hekk jelimina ħafna kalkoli kumplessi fit-trasformazzjoni tar-rotazzjoni tal-vettur; m'għandux għalfejn jimita l-kontroll tal-muturi DC, u lanqas m'għandux għalfejn jissimplifika l-mudell matematiku tal-muturi AC għad-diżakkoppjar.

E. Metodu ta' kontroll Matriċi AC-AC

Il-konverżjoni tal-frekwenza VVVF, il-konverżjoni tal-frekwenza tal-kontroll tal-vettur, u l-konverżjoni tal-frekwenza tal-kontroll dirett tat-torque huma kollha tipi ta' konverżjoni tal-frekwenza AC-DC-AC. L-iżvantaġġi komuni tagħhom huma fattur ta' qawwa tad-dħul baxx, kurrent armoniku kbir, kapaċitatur kbir tal-ħażna tal-enerġija meħtieġ għaċ-ċirkwit DC, u l-enerġija riġenerattiva ma tistax tiġi mitmugħa lura lejn il-grilja tal-enerġija, jiġifieri, ma tistax topera f'erba' kwadranti.

Għal din ir-raġuni, bdiet il-konverżjoni tal-frekwenza matriċi AC-AC. Peress li l-konverżjoni tal-frekwenza matriċi AC-AC telimina l-konnessjoni DC intermedja, telimina l-kapaċitatur elettrolitiku kbir u għali. Tista' tikseb fattur ta' qawwa ta' 1, kurrent ta' input sinusoidali u tista' topera f'erba' kwadranti, u s-sistema għandha densità ta' qawwa għolja. Għalkemm din it-teknoloġija għadha mhix matura, xorta tattira ħafna studjużi biex iwettqu riċerka fil-fond. L-essenza tagħha mhix li tikkontrolla indirettament il-kurrent, il-fluss manjetiku u kwantitajiet oħra, iżda li tuża direttament it-torque bħala l-kwantità kkontrollata biex tikseb dan.

3. Kif jikkontrolla konvertitur tal-frekwenza mutur? Kif huma konnessi t-tnejn flimkien?

Il-wajers tal-inverter biex jikkontrollaw il-mutur huma relattivament sempliċi, simili għall-wajers tal-kuntattur, bi tliet linji ewlenin tal-enerġija li jidħlu u mbagħad joħorġu mill-mutur, iżda s-settings huma aktar ikkumplikati, u l-modi kif tikkontrolla l-inverter huma wkoll differenti.

L-ewwelnett, għat-terminal tal-inverter, għalkemm hemm ħafna marki u metodi ta' wajers differenti, it-terminals tal-wajers tal-biċċa l-kbira tal-inverters mhumiex differenti ħafna. Ġeneralment maqsuma f'inputs ta' swiċċ 'il quddiem u lura, użati biex jikkontrollaw il-bidu 'l quddiem u lura tal-mutur. It-terminals ta' feedback jintużaw biex jagħtu feedback dwar l-istatus operattiv tal-mutur,inkluż il-frekwenza tat-tħaddim, il-veloċità, l-istatus tal-ħsara, eċċ.

Għall-kontroll tal-issettjar tal-veloċità, xi konvertituri tal-frekwenza jużaw potenzjometri, oħrajn jużaw buttuni direttament, li kollha huma kkontrollati permezz ta' wajers fiżiċi. Mod ieħor huwa li tuża netwerk ta' komunikazzjoni. Ħafna konvertituri tal-frekwenza issa jappoġġjaw il-kontroll tal-komunikazzjoni. Il-linja ta' komunikazzjoni tista' tintuża biex tikkontrolla l-bidu u l-waqfien, ir-rotazzjoni 'l quddiem u lura, l-aġġustament tal-veloċità, eċċ. tal-mutur. Fl-istess ħin, l-informazzjoni ta' feedback tiġi trażmessa wkoll permezz tal-komunikazzjoni.

4. X'jiġri mit-torque tal-ħruġ ta' mutur meta l-veloċità rotazzjonali (frekwenza) tiegħu tinbidel?

It-torque tal-bidu u t-torque massimu meta mmexxija minn konvertitur tal-frekwenza huma iżgħar milli meta mmexxija direttament minn provvista tal-enerġija.

Il-mutur ikollu impatt kbir fuq il-bidu u l-aċċelerazzjoni meta jkun imħaddem minn provvista tal-enerġija, iżda dawn l-impatti jkunu aktar dgħajfa meta jkun imħaddem minn konvertitur tal-frekwenza. Il-bidu dirett b'provvista tal-enerġija jiġġenera kurrent kbir tal-bidu. Meta jintuża konvertitur tal-frekwenza, il-vultaġġ tal-ħruġ u l-frekwenza tal-konvertitur tal-frekwenza jiżdiedu gradwalment mal-mutur, u għalhekk il-kurrent u l-impatt tal-bidu tal-mutur ikunu iżgħar. Normalment, it-torque ġġenerat mill-mutur jonqos hekk kif il-frekwenza tonqos (il-veloċità tonqos). Id-dejta attwali tat-tnaqqis tiġi spjegata f'xi manwali tal-konvertituri tal-frekwenza.

Il-mutur tas-soltu huwa ddisinjat u mmanifatturat għal vultaġġ ta' 50Hz, u t-torque nominali tiegħu jingħata wkoll f'din il-medda ta' vultaġġ. Għalhekk, ir-regolazzjoni tal-veloċità taħt il-frekwenza nominali tissejjaħ regolazzjoni tal-veloċità tat-torque kostanti. (T=Te, P<=Pe)

Meta l-frekwenza tal-ħruġ tal-konvertitur tal-frekwenza tkun akbar minn 50Hz, it-torque ġġenerat mill-mutur jonqos f'relazzjoni lineari inversament proporzjonali għall-frekwenza.

Meta l-mutur jaħdem bi frekwenza akbar minn 50Hz, id-daqs tat-tagħbija tal-mutur għandu jiġi kkunsidrat biex jiġi evitat li t-torque tal-ħruġ tal-mutur ma jkunx biżżejjed.

Pereżempju, it-torque ġġenerat mill-mutur f'100Hz jitnaqqas għal madwar 1/2 tat-torque ġġenerat f'50Hz.

Għalhekk, ir-regolazzjoni tal-veloċità 'l fuq mill-frekwenza nominali tissejjaħ regolazzjoni tal-veloċità tal-qawwa kostanti. (P = Ue * Ie).

5. Applikazzjoni ta' konvertitur tal-frekwenza 'l fuq minn 50Hz

Għal mutur speċifiku, il-vultaġġ nominali u l-kurrent nominali tiegħu huma kostanti.

Pereżempju, jekk il-valuri nominali tal-inverter u l-mutur huma t-tnejn: 15kW/380V/30A, il-mutur jista' jopera 'l fuq minn 50Hz.

Meta l-veloċità tkun 50Hz, il-vultaġġ tal-ħruġ tal-inverter ikun 380V u l-kurrent ikun 30A. F'dan il-ħin, jekk il-frekwenza tal-ħruġ tiżdied għal 60Hz, il-vultaġġ u l-kurrent massimi tal-ħruġ tal-inverter jistgħu jkunu biss 380V/30A. Ovvjament, il-qawwa tal-ħruġ tibqa' l-istess, għalhekk insejħulha regolazzjoni kostanti tal-veloċità tal-qawwa.

X'inhu t-torque f'dan il-ħin?

Minħabba li P=wT(w; veloċità angolari, T: torque), peress li P tibqa' l-istess u w tiżdied, it-torque se tonqos kif xieraq.

Nistgħu nħarsu lejha wkoll minn angolu ieħor:

Il-vultaġġ tal-istator tal-mutur huwa U = E + I * R (I huwa l-kurrent, R hija r-reżistenza elettronika, u E huwa l-potenzjal indott).

Jista' jidher li meta U u I ma jinbidlux, E ma jinbidilx lanqas.

U E=k*f*X (k: kostanti; f: frekwenza; X: fluss manjetiku), għalhekk meta f tinbidel minn 50–>60Hz, X tonqos kif xieraq.

Għall-mutur, T=K*I*X (K: kostanti; I: kurrent; X: fluss manjetiku), għalhekk it-torque T jonqos hekk kif il-fluss manjetiku X jonqos.

Fl-istess ħin, meta jkun inqas minn 50Hz, peress li I*R huwa żgħir ħafna, meta U/f=E/f ma jinbidilx, il-fluss manjetiku (X) ikun kostanti. It-torque T huwa proporzjonali għall-kurrent. Huwa għalhekk li l-kapaċità ta' kurrent żejjed tal-inverter ġeneralment tintuża biex tiddeskrivi l-kapaċità ta' tagħbija żejda (torque) tiegħu, u tissejjaħ regolazzjoni tal-veloċità tat-torque kostanti (il-kurrent nominali jibqa' l-istess -> it-torque massimu jibqa' l-istess)

Konklużjoni: Meta l-frekwenza tal-ħruġ tal-inverter tiżdied minn aktar minn 50Hz, it-torque tal-ħruġ tal-mutur jonqos.

6. Fatturi oħra relatati mat-torque tal-ħruġ

Il-ġenerazzjoni tas-sħana u l-kapaċità tad-dissipazzjoni tas-sħana jiddeterminaw il-kapaċità tal-kurrent tal-ħruġ tal-inverter, u b'hekk jaffettwaw il-kapaċità tat-torque tal-ħruġ tal-inverter.

1. Frekwenza tat-trasportatur: Il-kurrent nominali mmarkat fuq l-inverter ġeneralment huwa l-valur li jista' jiżgura output kontinwu fl-ogħla frekwenza tat-trasportatur u l-ogħla temperatura ambjentali. It-tnaqqis tal-frekwenza tat-trasportatur mhux se jaffettwa l-kurrent tal-mutur. Madankollu, il-ġenerazzjoni tas-sħana tal-komponenti se titnaqqas.

2. Temperatura ambjentali: L-istess bħall-valur tal-kurrent tal-protezzjoni tal-inverter, mhux se jiżdied meta t-temperatura ambjentali tiġi skoperta li hija relattivament baxxa.

3. Altitudni: Iż-żieda fl-altitudni għandha impatt fuq id-dissipazzjoni tas-sħana u l-prestazzjoni tal-insulazzjoni. Ġeneralment, tista' tiġi injorata taħt l-1000m, u l-kapaċità tista' titnaqqas b'5% għal kull 1000 metru 'l fuq.

7. X'inhi l-frekwenza xierqa għal konvertitur tal-frekwenza biex jikkontrolla mutur?

Fis-sommarju ta' hawn fuq, tgħallimna għaliex l-inverter jintuża biex jikkontrolla l-mutur, u fhimna wkoll kif l-inverter jikkontrolla l-mutur. L-inverter jikkontrolla l-mutur, li jista' jiġi mqassar kif ġej:

L-ewwel, l-inverter jikkontrolla l-vultaġġ u l-frekwenza tal-bidu tal-mutur biex jikseb bidu bla xkiel u waqfien bla xkiel;

It-tieni, l-inverter jintuża biex jaġġusta l-veloċità tal-mutur, u l-veloċità tal-mutur tiġi aġġustata billi tinbidel il-frekwenza.

Il-mutur b'kalamita permanenti ta' Anhui MingtengIl-prodotti huma kkontrollati mill-inverter. Fil-medda tat-tagħbija ta' 25%-120%, għandhom effiċjenza ogħla u firxa operattiva usa' minn muturi asinkroniċi tal-istess speċifikazzjonijiet, u għandhom effetti sinifikanti ta' ffrankar tal-enerġija.

It-tekniċi professjonali tagħna jagħżlu inverter aktar adattat skont il-kundizzjonijiet speċifiċi tax-xogħol u l-bżonnijiet attwali tal-klijenti biex jiksbu kontroll aħjar tal-mutur u jimmassimizzaw il-prestazzjoni tal-mutur. Barra minn hekk, id-dipartiment tas-servizz tekniku tagħna jista' jiggwida lill-klijenti mill-bogħod biex jinstallaw u jiddebuggjaw l-inverter, u jirrealizza segwitu u servizz sħiħ qabel u wara l-bejgħ.

Drittijiet tal-awtur: Dan l-artiklu huwa stampar mill-ġdid tan-numru pubbliku tal-WeChat “Taħriġ tekniku”, il-link oriġinali huwa https://mp.weixin.qq.com/s/eLgSvyLFTtslLF-m6wXMtA

Dan l-artiklu ma jirrappreżentax il-fehmiet tal-kumpanija tagħna. Jekk għandek opinjonijiet jew fehmiet differenti, jekk jogħġbok ikkoreġina!