Vi ved alle, at frekvenskonverteren er involveret i elektrisk arbejde, der skal mestre en teknologi, brugen af frekvensomformere til at kontrollere motoren er en mere almindelig metode til elektrisk kontrol; Nogle kræver også, at det skal bruges dygtigt. I dag vil jeg organisere og opsummere de relevante videnpunkter med en lav viden, indhold eller gentagelse, med det formål at dele med dig det vidunderlige forhold mellem frekvenskonverteren og motoren.
Først og fremmest, hvorfor bruge inverteren til at kontrollere motoren?
Lad os starte med en kort forståelse af disse to enheder.
Motoren er en induktiv belastning, der hindrer ændringen af strømmen og producerer en stor ændring i strøm under opstart.
Frekvenskonverter er brugen af strømmundtindføringsenheder til og fra handlingen af strømfrekvens Strømforsyning konverteres til en anden frekvens af elektrisk energikontrolenhed. Det er hovedsageligt sammensat af to dele af kredsløbet, den ene er hovedkredsløbet (ensrettermodul, elektrolytisk kondensator og invertermodul), og det andet er kontrolkredsløbet (skifte strømforsyningskort, kontrolkredsløbskort).
For at reducere motorens startstrøm, især for motorer med højere effekt, jo højere effekt, jo højere er startstrømmen, den overdrevne startstrøm bringer en større byrde til strømforsyningen og distributionsnetværket og frekvensomformeren Kan løse dette opstartsproblem, så motoren kan begynde glat uden at forårsage overdreven startstrøm.
En anden funktion ved at bruge frekvenskonverter er at regulere motorens hastighed, mange lejligheder er nødt til at kontrollere motorens hastighed for at få bedre produktivitet, og frekvenskonverterhastighedskontrol har været dens største højdepunkt, frekvensomformer ved at ændre hyppigheden af Strømforsyningen for at opnå formålet med at kontrollere motorens hastighed.
Hvad er frekvenskonverterkontrolmetoder?
De fem mest almindeligt anvendte måder til invertermotorstyring er som følger:
Lavspændingsgeneral-inverterudgangsspænding er 380-650 V, udgangseffekt er 0. 75-400 kW, arbejdsfrekvens er 0-400 Hz, og dens hovedkredsløb vedtager alle AC AC. -Dc-ac kredsløb. Dens kontroltilstand har gennemgået de følgende fire generationer.
1U/f=C sinusformet pulsbredde Modulering (SPWM) Kontroltilstand
Karakteriseret ved en simpel kontrolkredsløbsstruktur, lavere omkostninger, mekaniske egenskaber ved hårdheden er også bedre at imødekomme den generelle transmission af glatte hastighedskrav, er blevet vidt brugt inden for forskellige industrifelter.
Imidlertid er denne kontrolmetode ved lav frekvens på grund af den nedre udgangsspænding, drejningsmoment ved statorresistensspændingsfaldet mere markant, så det maksimale output maksimale drejningsmoment reduceres.
Derudover er dets mekaniske egenskaber ikke så hårde som DC -motor, den dynamiske drejningsmomentkapacitet og statisk hastighedsydelse er ikke tilfredsstillende, og systemets ydelse er ikke høj, kontrolkurven ændres med belastningen, drejningsmomentets respons er langsom, den Udnyttelse af motorisk drejningsmoment er ikke høj, den lave hastighed på grund af statormodstanden og eksistensen af inverteren deadband -effekten og ydelsesnedbrydning, forringelse af stabilitet og så videre. Derfor er vektorkontrolfrekvensomdannelseshastighedsregulering blevet undersøgt.
Spændingsrum Vector (SVPWM) kontrolmetode
Det er baseret på forudsætningen for den samlede generationseffekt af trefasede bølgeformer for at tilnærme den ideelle cirkulære roterende magnetfeltbane for motorluftspalten med det formål at generere trefasemodulerede bølgeformer ad gangen og kontrol i Vejen til den indre polygon tilnærmelse af cirklen.
Det er blevet forbedret efter praktisk brug, dvs. frekvenskompensation introduceres, hvilket kan eliminere fejlen for hastighedskontrol; Den magnetiske kædeamplitude estimeres af feedback, der eliminerer påvirkningen af statormodstanden ved lave hastigheder; og udgangsspændingen og strømmen er lukket for at forbedre nøjagtigheden og stabiliteten af dynamikken. Kontrolkredsløbet har imidlertid flere links og indfører ikke drejningsmomentregulering, så systemets ydelse forbedres ikke grundlæggende.
Vector Control (VC) metode
Praksisen med vektorkontrolfrekvensstyring er at omdanne statorstrøm IA, IB, IC, af en asynkron motor i trefaset koordinatsystem til AC-strøm IA1IB1 i det to-fase stationære koordinatsystem gennem tre-fase-to- To- To- To- To- To- To- To- To- To- To- To- To- To- Fasetransformation og derefter gennem den roterende transformation i henhold til rotormagnetisk feltorientering, som svarer til det synkrone roterende koordinatsystem til DC -strømmen IM1, IT1 (IM1 er lig med (IM1 er ækvivalent med excitationsstrømmen for DC -motor; IT1 svarer til ankerstrømmen, der er proportional med drejningsmomentet), og efterligner derefter kontrolmetoden for DC -motor for at få kontrolmængden af DC motor og indse kontrollen af asynkron motor efter den tilsvarende omvendte transformation af koordinater.
I det væsentlige svarer AC -motoren til en DC -motor, og de to komponenter i hastighed og magnetfelt styres uafhængigt. Ved at kontrollere rotorens magnetiske kæde og derefter nedbrydes statorstrømmen for at opnå moment- og magnetfeltkomponenter gennem koordinattransformationen for at realisere ortogonal eller afkoblet kontrol. Den foreslåede vektorkontrolmetode er af epokroduktion af betydning. På grund af praktiske anvendelser, på grund af den rotormagnetiske kæde, er imidlertid vanskeligt at observere, påvirkes systemegenskaberne meget af motorparametrene, og vektorrotationstransformationen, der bruges i kontrolprocessen for den ækvivalente DC -motor, er mere kompliceret, hvilket gør det til Svær for den faktiske kontroleffekt at opnå resultaterne af den ideelle analyse.
Direkte drejningsmomentkontrol (DTC) metode
I 1985 foreslog professor DePenbrock fra Ruhr University i Tyskland først den direkte momentkontrolfrekvensomdannelsesteknologi. Denne teknologi har stort set løst manglerne ved ovennævnte vektorkontrol og er hurtigt blevet udviklet med nye kontrolideer, kortfattet og klar systemstruktur og fremragende dynamisk og statisk ydelse.
På nuværende tidspunkt er denne teknologi med succes anvendt på AC-drev med høj effekt til elektrisk lokomotivtraktion. Direkte drejningsmomentkontrolanalyser analyserer den matematiske model af AC -motor direkte i statorkoordinatsystemet for at kontrollere motorens magnetiske kæde og drejningsmoment. Det behøver ikke at sidestille AC -motoren med en DC -motor, hvilket eliminerer mange komplekse beregninger i vektorrotationstransformationen; Det behøver ikke at efterligne kontrollen af en DC -motor, og den behøver heller ikke at forenkle den matematiske model for AC -motoren til afkobling.
Matrix AC-AC-kontrolmetode
VVVF-inverter, vektorkontrolinverter og direkte drejningsmomentkontrolinverter er alle typer AC-DC-AC-inverter. Deres almindelige ulemper er lav indgangseffektfaktor, høje harmoniske strømme, behovet for store energilagringskondensatorer i DC-kredsløbet, og den regenerative energi kan ikke føres tilbage til nettet, dvs. fire-kvadrantoperation er ikke mulig.
Af denne grund blev Matrix AC-AC-inverteren til. Da Matrix AC-AC-inverteren eliminerer det mellemliggende DC-link og eliminerer således den store størrelse, dyre elektrolytiske kondensatorer. Det kan realisere effektfaktoren for L, indgangsstrømmen er sinusformet og kan fungere i fire kvadranter, systemets effekttæthed er stor. Teknologien er endnu ikke moden, men tiltrækker stadig mange lærde til at studere i dybden. Dets essens er ikke indirekte at kontrollere den nuværende, magnetiske kæde og andre mængder, men at realisere drejningsmomentet direkte som den kontrollerede mængde.
Den specifikke metode er:
Kontrol af statormagnetisk kæde introducerer Stator Magnetic Chain Observer for at realisere den hastighedssensorfri metode;
Automatisk identifikation (ID) er afhængig af en nøjagtig matematisk model af motoren til automatisk at identificere motorparametrene;
Beregn de faktiske værdier svarende til statorimpedans, gensidig induktans, magnetisk mætningsfaktor, inerti osv. Beregn det faktiske drejningsmoment, statormagnetisk kæde, rotorhastighed til realtidskontrol;
Realisering af båndbåndskontrol genererer PWM-signaler i henhold til båndbåndskontrollen af magnetisk kæde og drejningsmoment for at kontrollere inverterskifttilstand.
Matrix AC-AC-inverter har hurtig drejningsmomentrespons (<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.
Hvordan styres motoren med frekvensomformer? Hvordan er de kablet?
Frekvenskonverter Control Motor Wiring er relativt enkel, med ledningsføring af kontaktoren er næsten den samme, tre hovedpersoner i linjen og derefter ud af linjen til motoren, men en af indstillingerne på nævnte, kontrol af det Frekvensomformer er mere end en anden måde.
Først og fremmest, lad os se på inverterterminalerne, selvom mærket er mere, er ledningerne også forskellige, men de fleste af inverterterminalerne er ikke for meget. Generelt opdelt i positive og negative skifteindgange, der bruges til at kontrollere motoren mere end starten på positiv og negativ. Feedbackterminal, der bruges til at feedback, motorens kørestatus, herunder kørefrekvens, hastighed, fejlstatus og så videre. Kontrol af hastighedsindstilling, nogle frekvenskonverter bruges potentiometer, nogle direkte ved hjælp af nøglen, er ikke tilgængelige.
Gennem de fysiske ledninger for at kontrollere vejen, er der en anden måde at gå til kommunikationsnetværket, en masse frekvenskonverter nu understøtter kommunikationskontrol, du kan kontrollere motoren gennem kommunikationslinjen for at starte og stoppe, fremad og vende, justere, justere Hastigheden osv. På samme tid overføres feedbackoplysningerne også gennem kommunikationen.
Hvad sker der med udgangsmomentet, når motorens rotationshastighed (frekvens) ændres?
Startmomentet og det maksimale drejningsmoment for et inverterdrev er mindre end et direkte drev med en industriel frekvens strømforsyning.
Motorer har store start- og accelerationsstød, når de drives af en industriel frekvens strømforsyning, men disse chok er svagere, når de drives af en inverter. Direkte start på industriel frekvens producerer en stor startstrøm. Når du bruger en frekvensomformer, tilsættes udgangsspændingen og frekvensen af frekvensomformeren gradvist til motoren, så motorens startstrøm og påvirkning er mindre.
Normalt falder det drejningsmoment, der produceres af motoren, med frekvensen (hastighedsreduktion). De faktiske data for reduktionen er angivet i nogle invertermanualer til illustration.
Ved at bruge en inverter med fluxvektorkontrol vil manglen på drejningsmoment ved lave motorhastigheder blive forbedret, og motoren producerer tilstrækkeligt drejningsmoment, selv i den lave hastighedszone.
Når frekvensomformeren er hastighedsstyret til en frekvens, der er større end 50 Hz, reduceres motorens udgangsmoment.
Normalt er motorer designet og fremstillet til 50Hz spænding, og deres nominelle drejningsmoment er også angivet i dette spændingsområde. Derfor kaldes hastighedsregulering under den nominelle frekvens konstant regulering af momenthastighed. (T=te, p<=Pe)
Når outputfrekvensen for inverteren er større end 50Hz -frekvens, skal drejningsmomentet, der produceres af motoren, falde i et lineært forhold omvendt proportional med frekvensen.
Når motoren betjenes med en hastighed større end 50Hz -frekvens, skal størrelsen på motorbelastningen overvejes for at forhindre en mangel på motorisk udgangsmoment.
For eksempel reduceres drejningsmomentet, der produceres af en motor ved 100 Hz, til ca. 1/2 af det drejningsmoment, der produceres ved 50 Hz.
Derfor kaldes hastighedskontrol over den nominelle frekvens konstant effekthastighedskontrol. (P=ue*ie)
Anvendelse af frekvensomformeren over 50Hz
Som du ved, for en bestemt motor, er dens nominelle spænding og nominel strøm konstant.
For eksempel er inverter- og motoriske klassificerede værdier: 15 kW/380V/30A, motoren kan arbejde over 50Hz.
Når hastigheden på 50Hz, udgangsspændingen for inverteren er 380V, er strømmen 30A, på dette tidspunkt, hvis du øger outputfrekvensen til 60Hz, kan den maksimale udgangsspænding og strømmen af inverteren kun være 380V/30A, det er klar over, at udgangseffekten forbliver uændret, så vi kalder det konstant effekthastighedskontrol.
Hvad er drejningsmomentsituationen på dette tidspunkt?
Fordi p=WT (W; vinkelhastighed, T: drejningsmoment), fordi p er uændret, steg, så øges momentet i overensstemmelse hermed.
Vi kan også se på det på en anden måde:
Statorspændingen på motoren u=e + i * r (i er den nuværende, r er den elektroniske modstand, e er det inducerede potentiale)
Det kan ses, at når du og jeg er konstant, er E også konstant.
And E=k*f*X (k: constant; f: frequency; X: magnetic flux), so when f from 50 -->60Hz, X reduceres i overensstemmelse hermed
For en motor t=k*i*x (k: konstant; i: strøm; x: flux), så drejningsmomentet ts falder med fluxen 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 -->konstant maksimalt drejningsmoment)
Konklusion: Motorens outputmoment falder, når outputfrekvensen for inverteren øges fra 50Hz eller mere.
Andre faktorer relateret til outputmoment
Varmeproduktion og varmeafledningsevne bestemmer inverterens udgangsstrømsevne og påvirker således inverterens outputmoment.
Carrier -frekvens: Den nominelle strøm markeret af generalinverteren er den højeste bærerfrekvens, den højeste omgivelsestemperatur kan sikre, at den kontinuerlige udgangsværdi, reducerer bærerfrekvensen, motorstrømmen påvirkes ikke. Men opvarmningen af komponenterne reduceres.
Omgivelsestemperatur: Ligesom den ikke øger den aktuelle værdi af inverterbeskyttelsesstrømmen, når den omgivende temperatur detekteres for at være lavere.
Højde: øget højde har en effekt på varmeafledning og isoleringsydelse. Generelt under 1000 m kan ses bort fra hver 1000 meter for at reducere kapaciteten på 5% kan være.