Частотный регулятор для асинхронного двигателя: Частотный регулятор для асинхронного двигателя-все функции

Содержание

Частотный преобразователь: полный обзор функций частотника

Преобразователем частоты именуют статическую преобразовательную конструкцию, используемую с целью регуляции скорости вращения асинхронного электрического двигателя. Устройства данного типа, работающие на переменном токе, гораздо проще сконструированы, и их легче эксплуатировать в сравнении с двигателями, использующими постоянный ток. Это способствует популяризации асинхронного электродвигателя.

Преобразователь частоты обеспечивает плавность пуска и остановки электрического двигателя. Наиболее уместно его использование для крупного электродвигателя с большой мощностью.

Кроме частотного преобразователя для регуляции вращательной скорости могут применяться: механические вариаторы, гидравлические муфты и т. д. Однако, такие компоненты имеют ряд недостатков:

  • Низкий уровень качества;
  • Сложная конструкция;
  • Высокая себестоимость;
  • Узкий диапазон вариантов рабочей частоты.

Частотный преобразователь для электродвигателя, регулирующий уровень напряжения питающего тока и его частоту, по данным пунктам явно отличается в лучшую сторону. Как результат, КПД преобразования стремится к ста процентам при достаточно низкой угрозе поломок.

Классификация преобразователей частоты

Согласно типу питающего напряжения необходимого для работы частотного преобразователя, существуют устройства следующих групп:

  • Однофазные;
  • Трёхфазные;
  • Высоковольтные.

Преобразователь может быть подключён к электродвигателям следующих типов:

  • Однофазным, имеющим расщеплённые полюса, и однофазным конденсаторным;
  • Трёхфазным, асинхронного типа, работающим с использованием переменного тока.
  • Оснащённых постоянными магнитами.

Существует несколько сфер использования частотного преобразователя:

  • Общепромышленная;
  • Векторное преобразование частоты;
  • Механизмы с насосно-вентиляторным типом нагрузки;
  • Преобразователи частоты в кранах и иных подъёмных механизмах;

Также существуют взрывозащищённые преобразователи, ориентированные на тяжёлые условия эксплуатации, и децентрализованные модели, которые устанавливаются прямо на базе асинхронного электродвигателя.

Особенности устройства преобразователя частоты

Типичная схема, свойственная частотному преобразователю, основана на построении двойного преобразования. Это означает, что устройство состоит из:

  1. Звена постоянного тока, также сформированного из неуправляемого выпрямителя и фильтра;
  2. Силового импульсного инвентора;
  3. Системы управления.

Первый компонент отвечает за преобразование переменного сетевого напряжения в постоянное. После неуправляемого выпрямителя движения тока происходит через транзисторные ключи, обеспечивающие подключение обмотки асинхронного двигателя к положительным и отрицательным выводам звена постоянного тока. Эти транзисторы вместе называются силовым импульсным инвентором. Трёхфазный инвентор, состоящий из шести, осуществляет преобразование выпрямленного напряжения соответственно в трёхфазное переменное значение необходимой частоты и амплитуды, передаваемое на обмотку статора электрического двигателя.

Для компоновки импульсного инвентора предпочтительно использование IGBT-транзисторов (биполярные, имеют затвор), поскольку они являются обладателями достаточно высокой частоты переключения. Это позволяет формировать на выходе синусоидальный сигнал с минимальными искажениями.

Принципы функционирования частотного преобразователя

Регуляция пускового тока может осуществляться вручную, но это увеличивает затраты электропотребления и снижает срок эксплуатации асинхронного двигателя. Обычно без преобразователя напряжения показания до семи раз превышают значение номинала. Определённо, это не самые лучшие условия для эксплуатации.

Принцип работы преобразователей частоты связан со спецификой действия асинхронного электродвигателя. У двигателя подобного вида наблюдается зависимость между вращательной частотой магнитного поля и частотой напряжения питающего тока. В данном моменте и заключается смысл методики частотного управления. Изменяемая преобразователем входная частота напряжения отвечает за регуляцию частоты вращения. Таким образом, диапазон значений выходного напряжения весьма широк.

По принципу работы силового элемента частотные преобразователи можно отнести к следующим категориям:

  • Конструкции, имеющие выраженный промежуточный неуправляемый выпрямитель.
  • Конструкции, имеющие непосредственную связь (без промежуточного звена).

Частотники второго типа появились гораздо раньше, в них силовой компонент представлен управляемым выпрямителем, сконструированным из тиристоров. Формирование выходного сигнала происходит при поочерёдном отпирании тиристоров управляющим узлом. На сегодняшний день такие приборы потеряли свою актуальность.

Что касается частотного преобразователя первого типа, то он примечателен тем, что его можно запитать через внешнее звено постоянного тока. Сам частотник при этом защищается предохранителем быстрого действия. Однако, это делает нежелательным применение контакторов, поскольку данная разновидность коммутации провоцирует возникновение повышенного зарядного тока и выгорание предохранителей.

Работа частотного преобразователя связана с принципом двойного преобразования напряжения:

  1. Регуляция сетевого напряжения через выпрямление и фильтрование (для этого используются конденсаторные системы).
  2. Задействуется электронное управление, устанавливающее заблаговременно выбранную частоту тока.
  3. Происходит образование прямоугольных импульсов, корректируемых при помощи обмотки статора. В результате они преобразуются в синусоиду.

Содержание двух принципов управления преобразователем частоты

Существует диада основных принципов регуляции частотных преобразователей:

  • Принцип скалярного управления.

Преобразователи частоты управляемые по данному принципу имеют низкую себестоимость. Часто применяются в приводах устройств, где степень частоты вращения может регулироваться в соотношении 1:40. Это позволяет адекватно управлять работой насосов, компрессоров, вентиляторов. К тому скалярный метод позволяет осуществлять регуляцию работы сразу нескольких электродвигателей.

  • Векторный принцип.

Имеют максимальное совпадение характеристик асинхронных электроприводов с параметрами приводов ПТ. Этому способствует разделение регуляционных каналов, связанных с потокосцеплением и вращательной скоростью асинхронного двигателя. Частотники, работающие в рамках данной системы управления, более дорогие по цене и применяются в устройствах требующих высокоточного регулирования скорости: станках, лифтах, кранах.

Как и где следует применять частотный преобразователь

Частотный преобразователь позволяет регулировать скорость действия следующих механизмов:

  • Насосов, перекачивающих горячую или холодную воду по системе водоснабжения и обогрева;
  • Вспомогательных агрегатов котельных, тепловых электростанций, ТЭЦ и т.д.;
  • Дробилках, мельницах, мешалках;
  • Песковых и пульповых насосов, используемых на обогатительных фабриках;
  • Лифтовых установок;
  • Разнотипных центрифуг;
  • Производственных линий, создающих ленточные материалы;
  • Кранового и эскалаторного оборудования;
  • Устройств, обеспечивающих силовые манипуляции;
  • Приводов на буровых станках, специализированных приборов и так далее.

Наиболее очевидна польза частотных преобразователей с точки зрения экономии:

  • Оптимальный уровень КПД позволяет вдвое экономить электроэнергию.
  • Количество и качество конечного продукта в производственной значительно возрастает.
  • Комплектующие механизма меньше изнашиваются;
  • Общая длительность эксплуатации оборудования также возрастает.

Как итог, частотный преобразователь отвечает за эффективность и продуктивность функционирования механизмов.

Тонкости выбора частотного преобразователя

Основным значимым параметром, при выборе той или иной модели преобразователя частоты, на сегодняшний день является именно его стоимость. Это обусловлено тем, что только для дорогого устройства характерна максимальная функциональность. Но это не отменяет наличие специфических требований в зависимости от того, для механизма какой категории подбирается преобразователь, поэтому необходимо учитывать:

  • Разновидность и данные по мощности асинхронного электродвигателя, к которому подключается частотник;
  • Насколько точно и в каком диапазоне можно регулировать скорость;
  • Насколько точно осуществляется поддержание момента и скорости вращения на валу электрического двигателя;
  • Соответствие конструкции (формы, размера, пульта управления и так далее) индивидуальным требованиям.

Обязательно также обратить внимание на значение мощности асинхронного электрического двигателя, с которым будет взаимодействовать преобразователь частоты. Если один из параметров (например: величина пускового момента, затрачиваемое на разгон или торможение время) должен соответствовать каким-то особым требованиям, то нужно выбрать устройство более высокого класса, чем потенциально подходящее.

Самостоятельная сборка преобразователя

Чтобы механизм адекватно функционировал, сеть должна обладать весьма широкой вариацией значений напряжения. Это снижает риск поломки устройства при резких скачках.

Частота должна соответствовать производственным запросам. Нижний предел этого параметра позволяет ориентироваться в спектре возможностей регулирования скорости привода. В случае, если требуется расширить частотный диапазон относительно уже имеющегося, то необходимо подобрать модель частотного преобразователя, принцип работы которой относится к векторному типу.

Однако, стандартный рабочий диапазон составляет 10-60 Герц и лишь иногда доходит до 100 Герц.

Далее следует обратить внимание на входы и выходы управления. Процесс применения устройств с достаточно большим количеством разъёмов гораздо более удобен. Но и стоимость от этого возрастает, кроме того, затрудняется настройка. Подобные приборы могут быть оснащены дискретными, цифровыми или аналоговыми разъёмами.

Использование дискретного разъёма позволяет вводить управляющие команды и выводить информацию о течении процесса. Цифровой разъём обеспечивает введение сигналов, подаваемых цифровыми датчиками. Аналоговый разъём предназначен для введения сигнала обеспечивающего обратную связь.

Также следует проверять соответствие характеристик шины управления и возможностей преобразователя. В первую очередь это можно понять по соответствию числа разъёмов. По возможности их должно быть даже больше, чем требуется, чтобы имелся простор для модернизирования.

Если говорить о перегрузочных способностях, то следует предпочесть модели, которые имеют уровень мощности на 15% превышающий данные по мощности у двигателя.

В любом случае всегда нужно как следует изучать прилагающуюся к частотнику документацию. Там можно найти все требуемые сведения о параметрах и характеристиках.

Схема сборки

Следующая последовательность подойдёт для проводки, функционирующей с уровнем напряжения в 220 вольт и на одной фазе. Схема рассчитана на двигатель уровнем мощности не более 1 кВт.

В первую очередь осуществляется соединение обмоток двигателя по принципу «треугольник».

В качестве фундамента преобразователя используется пара плат. Одна из них необходима для блока питания и драйвера. Также туда будут относиться транзисторы и силовые клеммы. Другую плату применяют, чтобы закрепить микроконтроллер и индикатор. Между собой платы контактируют посредством гибкого шлейфа.

Для моделирования импульсного блока питания понадобится стандартная схема, которую можно обнаружить в сети.

Для контроля работы двигателя и напряжения не нужно влиять на ток извне. Тем не менее вполне уместно ввести в устройство линейную развязку с микросхемой.

На общем радиаторе устройства фиксируются транзисторы и диодный мост.

Обязательно потребуются оптроны ОС2-4, которые используются для дублирования кнопок управления. А с помощью ОС-1 выполняются пользовательские функции.

Однофазный преобразователь частоты не нуждается в трансформаторе. В качестве альтернативы  воспользоваться токовым шунтом, который при необходимости дополняется при помощи усилителя DA-1.

При мощности до 400 ватт схема для стабильной работы двигателя не требует установки термодатчика. Уровень сетевого напряжения вполне можно контролировать усилителем DA-1-2.

Для управляющих кнопок необходима защита в виде пластиковых толкателей. Сам процесс управления построен на опторазвязке.

При применении проводов чрезмерной длины, используются помехоподавляющие кольца.

Методика подключения преобразователя частоты к двигателю

Подключение преобразователя возможно только при соблюдении рекомендованной изготовителем комплектации устройства:

  • Сечения определённых типов;
  • Провода определённых типов;
  • Дополнительное оборудование.

К дополнительному оборудованию можно отнести:

  • Реактор ПТ;
  • Тормозной блок;
  • Фильтр (входной/выходной).

Не рекомендовано занижение номинала автоматического выключателя. Даже минимальное несоответствие может привести к хаотичному размыканию цепи, что зачастую сводит ситуацию к тому, что звено постоянного тока выходит из строя, и схема оказывается нарушена. Следует обращать внимание на то, чтобы наконечники проводов были хорошо обжаты.

Зачастую при самостоятельной установке входная и выходная клеммы оказываются перепутаны (хотя общепонятную маркировку преобразователя вполне можно увидеть). Поэтому нужно знать, схема формируется таким образом, что клеммы L1, L2, L3 используются для соединения с питающей сетью, а U, V, W — предназначаются для электродвигателя. Если не соблюсти этого правила, скорее всего придётся всё ремонтировать.

Ввод в эксплуатацию преобразователя частоты Danfoss VLT Micro Drive FC 51


Watch this video on YouTube

Также, поломка гарантирована, если на входы управляющего элемента осуществляется подача напряжения на 220 и 380 вольт.

Уход за преобразователем

Чтобы продлить срок службы ПЧ следует осуществлять за ним соответствующий уход:

  • Отслеживать оседание пыли на внутренних элементах и производить своевременную чистку устройства при помощи компрессора.
  • Удостоверяться в работоспособности узлов, которые используются механизме, и производить их замену, если возникает такая необходимость.
  • Соблюдать адекватную рабочую температуру (не более +40°С) механизма и уровень напряжения на управляющей шине.
  • Регулярно (не реже одного раза за 3 года) обновлять слой термопасты на силовых компонентах устройства.
  • По возможности соблюдать умеренный уровень влажности.

Частотный преобразователь: полный обзор функций частотника

Преобразователем частоты именуют статическую преобразовательную конструкцию, используемую с целью регуляции скорости вращения асинхронного электрического двигателя. Устройства данного типа, работающие на переменном токе, гораздо проще сконструированы, и их легче эксплуатировать в сравнении с двигателями, использующими постоянный ток. Это способствует популяризации асинхронного электродвигателя.

Преобразователь частоты обеспечивает плавность пуска и остановки электрического двигателя. Наиболее уместно его использование для крупного электродвигателя с большой мощностью.

Кроме частотного преобразователя для регуляции вращательной скорости могут применяться: механические вариаторы, гидравлические муфты и т. д. Однако, такие компоненты имеют ряд недостатков:

  • Низкий уровень качества;
  • Сложная конструкция;
  • Высокая себестоимость;
  • Узкий диапазон вариантов рабочей частоты.

Частотный преобразователь для электродвигателя, регулирующий уровень напряжения питающего тока и его частоту, по данным пунктам явно отличается в лучшую сторону. Как результат, КПД преобразования стремится к ста процентам при достаточно низкой угрозе поломок.

Классификация преобразователей частоты

Согласно типу питающего напряжения необходимого для работы частотного преобразователя, существуют устройства следующих групп:

  • Однофазные;
  • Трёхфазные;
  • Высоковольтные.

Преобразователь может быть подключён к электродвигателям следующих типов:

  • Однофазным, имеющим расщеплённые полюса, и однофазным конденсаторным;
  • Трёхфазным, асинхронного типа, работающим с использованием переменного тока.
  • Оснащённых постоянными магнитами.

Существует несколько сфер использования частотного преобразователя:

  • Общепромышленная;
  • Векторное преобразование частоты;
  • Механизмы с насосно-вентиляторным типом нагрузки;
  • Преобразователи частоты в кранах и иных подъёмных механизмах;

Также существуют взрывозащищённые преобразователи, ориентированные на тяжёлые условия эксплуатации, и децентрализованные модели, которые устанавливаются прямо на базе асинхронного электродвигателя.

Особенности устройства преобразователя частоты

Типичная схема, свойственная частотному преобразователю, основана на построении двойного преобразования. Это означает, что устройство состоит из:

  1. Звена постоянного тока, также сформированного из неуправляемого выпрямителя и фильтра;
  2. Силового импульсного инвентора;
  3. Системы управления.

Первый компонент отвечает за преобразование переменного сетевого напряжения в постоянное. После неуправляемого выпрямителя движения тока происходит через транзисторные ключи, обеспечивающие подключение обмотки асинхронного двигателя к положительным и отрицательным выводам звена постоянного тока. Эти транзисторы вместе называются силовым импульсным инвентором. Трёхфазный инвентор, состоящий из шести, осуществляет преобразование выпрямленного напряжения соответственно в трёхфазное переменное значение необходимой частоты и амплитуды, передаваемое на обмотку статора электрического двигателя.

Для компоновки импульсного инвентора предпочтительно использование IGBT-транзисторов (биполярные, имеют затвор), поскольку они являются обладателями достаточно высокой частоты переключения. Это позволяет формировать на выходе синусоидальный сигнал с минимальными искажениями.

Принципы функционирования частотного преобразователя

Регуляция пускового тока может осуществляться вручную, но это увеличивает затраты электропотребления и снижает срок эксплуатации асинхронного двигателя. Обычно без преобразователя напряжения показания до семи раз превышают значение номинала. Определённо, это не самые лучшие условия для эксплуатации.

Принцип работы преобразователей частоты связан со спецификой действия асинхронного электродвигателя. У двигателя подобного вида наблюдается зависимость между вращательной частотой магнитного поля и частотой напряжения питающего тока. В данном моменте и заключается смысл методики частотного управления. Изменяемая преобразователем входная частота напряжения отвечает за регуляцию частоты вращения. Таким образом, диапазон значений выходного напряжения весьма широк.

По принципу работы силового элемента частотные преобразователи можно отнести к следующим категориям:

  • Конструкции, имеющие выраженный промежуточный неуправляемый выпрямитель.
  • Конструкции, имеющие непосредственную связь (без промежуточного звена).

Частотники второго типа появились гораздо раньше, в них силовой компонент представлен управляемым выпрямителем, сконструированным из тиристоров. Формирование выходного сигнала происходит при поочерёдном отпирании тиристоров управляющим узлом. На сегодняшний день такие приборы потеряли свою актуальность.

Что касается частотного преобразователя первого типа, то он примечателен тем, что его можно запитать через внешнее звено постоянного тока. Сам частотник при этом защищается предохранителем быстрого действия. Однако, это делает нежелательным применение контакторов, поскольку данная разновидность коммутации провоцирует возникновение повышенного зарядного тока и выгорание предохранителей.

Работа частотного преобразователя связана с принципом двойного преобразования напряжения:

  1. Регуляция сетевого напряжения через выпрямление и фильтрование (для этого используются конденсаторные системы).
  2. Задействуется электронное управление, устанавливающее заблаговременно выбранную частоту тока.
  3. Происходит образование прямоугольных импульсов, корректируемых при помощи обмотки статора. В результате они преобразуются в синусоиду.

Содержание двух принципов управления преобразователем частоты

Существует диада основных принципов регуляции частотных преобразователей:

  • Принцип скалярного управления.

Преобразователи частоты управляемые по данному принципу имеют низкую себестоимость. Часто применяются в приводах устройств, где степень частоты вращения может регулироваться в соотношении 1:40. Это позволяет адекватно управлять работой насосов, компрессоров, вентиляторов. К тому скалярный метод позволяет осуществлять регуляцию работы сразу нескольких электродвигателей.

  • Векторный принцип.

Имеют максимальное совпадение характеристик асинхронных электроприводов с параметрами приводов ПТ. Этому способствует разделение регуляционных каналов, связанных с потокосцеплением и вращательной скоростью асинхронного двигателя. Частотники, работающие в рамках данной системы управления, более дорогие по цене и применяются в устройствах требующих высокоточного регулирования скорости: станках, лифтах, кранах.

Как и где следует применять частотный преобразователь

Частотный преобразователь позволяет регулировать скорость действия следующих механизмов:

  • Насосов, перекачивающих горячую или холодную воду по системе водоснабжения и обогрева;
  • Вспомогательных агрегатов котельных, тепловых электростанций, ТЭЦ и т.д.;
  • Дробилках, мельницах, мешалках;
  • Песковых и пульповых насосов, используемых на обогатительных фабриках;
  • Лифтовых установок;
  • Разнотипных центрифуг;
  • Производственных линий, создающих ленточные материалы;
  • Кранового и эскалаторного оборудования;
  • Устройств, обеспечивающих силовые манипуляции;
  • Приводов на буровых станках, специализированных приборов и так далее.

Наиболее очевидна польза частотных преобразователей с точки зрения экономии:

  • Оптимальный уровень КПД позволяет вдвое экономить электроэнергию.
  • Количество и качество конечного продукта в производственной значительно возрастает.
  • Комплектующие механизма меньше изнашиваются;
  • Общая длительность эксплуатации оборудования также возрастает.

Как итог, частотный преобразователь отвечает за эффективность и продуктивность функционирования механизмов.

Тонкости выбора частотного преобразователя

Основным значимым параметром, при выборе той или иной модели преобразователя частоты, на сегодняшний день является именно его стоимость. Это обусловлено тем, что только для дорогого устройства характерна максимальная функциональность. Но это не отменяет наличие специфических требований в зависимости от того, для механизма какой категории подбирается преобразователь, поэтому необходимо учитывать:

  • Разновидность и данные по мощности асинхронного электродвигателя, к которому подключается частотник;
  • Насколько точно и в каком диапазоне можно регулировать скорость;
  • Насколько точно осуществляется поддержание момента и скорости вращения на валу электрического двигателя;
  • Соответствие конструкции (формы, размера, пульта управления и так далее) индивидуальным требованиям.

Обязательно также обратить внимание на значение мощности асинхронного электрического двигателя, с которым будет взаимодействовать преобразователь частоты. Если один из параметров (например: величина пускового момента, затрачиваемое на разгон или торможение время) должен соответствовать каким-то особым требованиям, то нужно выбрать устройство более высокого класса, чем потенциально подходящее.

Самостоятельная сборка преобразователя

Чтобы механизм адекватно функционировал, сеть должна обладать весьма широкой вариацией значений напряжения. Это снижает риск поломки устройства при резких скачках.

Частота должна соответствовать производственным запросам. Нижний предел этого параметра позволяет ориентироваться в спектре возможностей регулирования скорости привода. В случае, если требуется расширить частотный диапазон относительно уже имеющегося, то необходимо подобрать модель частотного преобразователя, принцип работы которой относится к векторному типу.

Однако, стандартный рабочий диапазон составляет 10-60 Герц и лишь иногда доходит до 100 Герц.

Далее следует обратить внимание на входы и выходы управления. Процесс применения устройств с достаточно большим количеством разъёмов гораздо более удобен. Но и стоимость от этого возрастает, кроме того, затрудняется настройка. Подобные приборы могут быть оснащены дискретными, цифровыми или аналоговыми разъёмами.

Использование дискретного разъёма позволяет вводить управляющие команды и выводить информацию о течении процесса. Цифровой разъём обеспечивает введение сигналов, подаваемых цифровыми датчиками. Аналоговый разъём предназначен для введения сигнала обеспечивающего обратную связь.

Также следует проверять соответствие характеристик шины управления и возможностей преобразователя. В первую очередь это можно понять по соответствию числа разъёмов. По возможности их должно быть даже больше, чем требуется, чтобы имелся простор для модернизирования.

Если говорить о перегрузочных способностях, то следует предпочесть модели, которые имеют уровень мощности на 15% превышающий данные по мощности у двигателя.

В любом случае всегда нужно как следует изучать прилагающуюся к частотнику документацию. Там можно найти все требуемые сведения о параметрах и характеристиках.

Схема сборки

Следующая последовательность подойдёт для проводки, функционирующей с уровнем напряжения в 220 вольт и на одной фазе. Схема рассчитана на двигатель уровнем мощности не более 1 кВт.

В первую очередь осуществляется соединение обмоток двигателя по принципу «треугольник».

В качестве фундамента преобразователя используется пара плат. Одна из них необходима для блока питания и драйвера. Также туда будут относиться транзисторы и силовые клеммы. Другую плату применяют, чтобы закрепить микроконтроллер и индикатор. Между собой платы контактируют посредством гибкого шлейфа.

Для моделирования импульсного блока питания понадобится стандартная схема, которую можно обнаружить в сети.

Для контроля работы двигателя и напряжения не нужно влиять на ток извне. Тем не менее вполне уместно ввести в устройство линейную развязку с микросхемой.

На общем радиаторе устройства фиксируются транзисторы и диодный мост.

Обязательно потребуются оптроны ОС2-4, которые используются для дублирования кнопок управления. А с помощью ОС-1 выполняются пользовательские функции.

Однофазный преобразователь частоты не нуждается в трансформаторе. В качестве альтернативы  воспользоваться токовым шунтом, который при необходимости дополняется при помощи усилителя DA-1.

При мощности до 400 ватт схема для стабильной работы двигателя не требует установки термодатчика. Уровень сетевого напряжения вполне можно контролировать усилителем DA-1-2.

Для управляющих кнопок необходима защита в виде пластиковых толкателей. Сам процесс управления построен на опторазвязке.

При применении проводов чрезмерной длины, используются помехоподавляющие кольца.

Методика подключения преобразователя частоты к двигателю

Подключение преобразователя возможно только при соблюдении рекомендованной изготовителем комплектации устройства:

  • Сечения определённых типов;
  • Провода определённых типов;
  • Дополнительное оборудование.

К дополнительному оборудованию можно отнести:

  • Реактор ПТ;
  • Тормозной блок;
  • Фильтр (входной/выходной).

Не рекомендовано занижение номинала автоматического выключателя. Даже минимальное несоответствие может привести к хаотичному размыканию цепи, что зачастую сводит ситуацию к тому, что звено постоянного тока выходит из строя, и схема оказывается нарушена. Следует обращать внимание на то, чтобы наконечники проводов были хорошо обжаты.

Зачастую при самостоятельной установке входная и выходная клеммы оказываются перепутаны (хотя общепонятную маркировку преобразователя вполне можно увидеть). Поэтому нужно знать, схема формируется таким образом, что клеммы L1, L2, L3 используются для соединения с питающей сетью, а U, V, W — предназначаются для электродвигателя. Если не соблюсти этого правила, скорее всего придётся всё ремонтировать.

Ввод в эксплуатацию преобразователя частоты Danfoss VLT Micro Drive FC 51


Watch this video on YouTube

Также, поломка гарантирована, если на входы управляющего элемента осуществляется подача напряжения на 220 и 380 вольт.

Уход за преобразователем

Чтобы продлить срок службы ПЧ следует осуществлять за ним соответствующий уход:

  • Отслеживать оседание пыли на внутренних элементах и производить своевременную чистку устройства при помощи компрессора.
  • Удостоверяться в работоспособности узлов, которые используются механизме, и производить их замену, если возникает такая необходимость.
  • Соблюдать адекватную рабочую температуру (не более +40°С) механизма и уровень напряжения на управляющей шине.
  • Регулярно (не реже одного раза за 3 года) обновлять слой термопасты на силовых компонентах устройства.
  • По возможности соблюдать умеренный уровень влажности.

Частотный регулятор для изменения оборотов асинхронного двигателя

Частотный регулятор – это один из терминов, которым обозначают устройство, реализующее принципы частотного регулирования для управления электродвигателями. Достаточно часто в литературе и в Интернете встречаются следующие синонимы для данного термина:
Частотный преобразователь.
Преобразователь частоты.

Частотник (относится к профессионализмам).
Инвертор (имеет и другие значения, например инвертор для сварки).
В зарубежной литературе этому термину соответствуют следующие:
Converter, Frequency shifter (Англ. яз.)
В состав частотного регулятора входят следующие элементы:
Выпрямитель, который служит для преобразование переменного напряжения питающей сети в постоянное напряжение.
Звено постоянного тока, которое осуществляет фильтрацию и сглаживание пульсаций для повышения качества постоянного тока перед его преобразованием.

Инвертор, задача которого преобразователь постоянное напряжение в переменно с заданной частотой. Преобразование в инверторы осуществляется по принципам широтно-импульсной модуляции сигнала.
Осуществляя преобразование частоты питающей сети в широких диапазонах от 0 до 400 Гц, частотный регулятор позволяет регулировать обороты электродвигателей наиболее эффективным способом.

Какие производители изготавливают частотные регуляторы для двигателей?
Рынок сбыта частотных регуляторов для управления электродвигателями весьма широк. Это является причиной того, что большое количество фирм изготавливают регуляторы частоты. Вот лишь краткий список наиболее известных брендов:
частотные регуляторы lg;
регуляторы частоты данфосс;
частотный регулятор abb;
частотные регуляторы danfoss;
регулятор частоты веспер.

 

< Предыдущая   Следующая >

Регулятор частоты асинхронного двигателя

Регулятор частоты асинхронного двигателя:

Регулирование частоты асинхронного двигателя — синхронная скорость, поэтому скорость двигателя можно регулировать, изменяя частоту питания. Напряжение, индуцируемое в статоре, пропорционально произведению частоты питания и потока в воздушном зазоре. Если пренебречь падением напряжения в статоре, напряжение на клеммах можно считать пропорциональным произведению частоты и магнитного потока.

Любое снижение частоты питания без изменения напряжения на клеммах вызывает увеличение потока в воздушном зазоре. Асинхронные двигатели предназначены для работы в точке перегиба характеристики намагничивания, чтобы в полной мере использовать магнитный материал. Следовательно, увеличение потока приведет к насыщению двигателя. Это приведет к увеличению тока намагничивания, искажению линейного тока и напряжения, увеличению потерь в сердечнике и медных потерях статора, а также к возникновению высокочастотного акустического шума.Хотя увеличение потока выше номинального значения нежелательно из-за учета эффектов насыщения, также следует избегать уменьшения потока, чтобы сохранить допустимый крутящий момент двигателя. Таким образом, частотное регулирование асинхронного электропривода ниже номинальной частоты обычно выполняется при номинальном потоке в воздушном зазоре путем изменения напряжения на клеммах в зависимости от частоты, чтобы поддерживать постоянное отношение (V/f) на уровне номинального значения.

Из уравнения (6.13)

, где K — константа, а L s и L′ r — соответственно индуктивности статора и ротора относительно статора.Положительный знак соответствует двигательному режиму, отрицательный — тормозному режиму.

Когда частота не мала, (R s /f) ≪ 2π(L s  + L′ r ) и, следовательно, из (6.69)

Уравнение (6.70) предполагает, что при постоянном отношении (V/f) двигатель развивает постоянный максимальный крутящий момент, за исключением низких скоростей (или частот). Таким образом, двигатель работает в режиме постоянного крутящего момента. Согласно уравнению (6.69), для низких частот (или низких скоростей) из-за падения сопротивления статора [т.е.е. когда (R s /f) нельзя пренебречь по сравнению с 2π(L s  + L’ r )], максимальный крутящий момент будет иметь более низкое значение в двигательном режиме (знак -Eve) и большее значение в режиме торможения ( -ве знак). Такое поведение связано с уменьшением потока во время работы двигателя и увеличением потока во время торможения. Когда требуется, чтобы тот же максимальный крутящий момент сохранялся на низких скоростях и в моторном режиме, отношение (V/f) увеличивается на низких частотах. Это вызывает дальнейшее увеличение максимального тормозного момента и значительное насыщение машины в режиме торможения.

Когда либо V достигает насыщения, либо достигает номинального значения при базовой скорости, его нельзя увеличить с частотой. Следовательно, при скорости выше базовой частота изменяется при постоянном значении V. Согласно уравнению (6.70), при постоянном V максимальный крутящий момент уменьшается с увеличением частоты (или скорости).

Таким образом, изменение напряжения на клеммах в зависимости от частоты показано на рис. 6.33(a). V поддерживается постоянным выше базовой скорости. Ниже базовой скорости отношение (V/f) поддерживается постоянным, за исключением низких частот, где отношение (V/f) увеличивается для поддержания постоянного максимального крутящего момента.

Соответствующие кривые крутящего момента показаны на рис. 6.33(b) как для моторного режима, так и для режима торможения. Кривые показывают, что управление скоростью и операция торможения доступны от скорости, близкой к нулевой, до скорости, превышающей синхронную.

Заданный крутящий момент достигается при более низком токе, когда работа на любой частоте ограничена между синхронной скоростью и точкой максимального крутящего момента, как для двигателя, так и для торможения. Следовательно, работа двигателя для каждой частоты ограничена между синхронной скоростью и точкой максимального крутящего момента, как показано сплошными линиями на рис.6.33(б).

Регулятор частоты асинхронного двигателя обеспечивает хорошие рабочие и переходные характеристики благодаря следующим характеристикам:

  1. Управление скоростью и торможение доступны от нулевой скорости до скорости, превышающей базовую.
  2. Во время переходных процессов (пуск, торможение и реверсирование скорости) работа может выполняться при максимальном крутящем моменте с уменьшенным током, обеспечивающим хорошие динамические характеристики.
  3. Потери в меди низкие, а КПД и коэффициент мощности высокие, поскольку работа ограничена между синхронной скоростью и точкой максимального крутящего момента на всех частотах.
  4. Падение скорости от холостого хода до полной нагрузки небольшое.

Наиболее важным преимуществом частотно-регулируемого привода асинхронного двигателя является то, что он позволяет получить привод с регулируемой скоростью с вышеупомянутыми хорошими рабочими и переходными характеристиками от асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Двигатель с короткозамкнутым ротором имеет ряд преимуществ перед двигателем постоянного тока. Он дешевый, прочный, надежный и долговечный. Благодаря отсутствию коллектора и щеток он практически не требует обслуживания, может эксплуатироваться во взрывоопасной и загрязненной среде, может быть рассчитан на более высокие скорости, напряжение и мощность.Он также имеет меньшую инерцию, объем и вес. Хотя стоимость двигателя с короткозамкнутым ротором намного ниже по сравнению со стоимостью двигателя постоянного тока того же номинала, общая стоимость приводов с асинхронным двигателем с регулируемой частотой в целом выше.

Но из-за преимуществ, перечисленных выше, приводы с асинхронными двигателями с переменной частотой предпочтительнее приводов с двигателями постоянного тока для большинства применений. В специальных применениях, требующих необслуживаемой эксплуатации, таких как подземные и подводные установки, а также во взрывоопасных и загрязненных средах, таких как шахты и химическая промышленность, приводы с асинхронными двигателями с регулируемой частотой являются естественным выбором.У них есть несколько других применений, таких как тяга, прокатные столы, сталелитейные заводы, насосы, вентиляторы, воздуходувки, компрессоры, шпиндельные приводы, конвейеры, станки и так далее.

Блок-схема схемы частотно-регулируемого привода асинхронного двигателя

показана на рис. 6.34. Двигатель питается от источника переменного напряжения переменной частоты (VFVS). V* и f* — команды напряжения и частоты для VFVS. Блок управления потоком выдает команду напряжения V* для VFVS, чтобы поддерживать зависимость, показанную на рис. 6.33(а) между V* и f*. Опорная частота f* изменяется на скорость управления. Цепь задержки введена между f* и fr, так что даже когда ft изменяется на большую величину, f* будет изменяться только медленно, так что скорость двигателя может отслеживать изменения ft, тем самым ограничивая работу двигателя для каждой частоты между синхронной скоростью и точка максимального крутящего момента. VFVS может быть инвертором источника напряжения или циклопреобразователем.

 

Контроль скорости скольжения:

Пусть V и f обозначают номинальное напряжение и частоту машины.Когда двигатель работает на скорости ниже базовой при постоянном управлении (V/f), для частоты kf напряжение на клеммах будет равно kV, где k — коэффициент, такой, что 0 ≤ k ≤ 1. Таким образом, поскольку частота изменяется от 0 до f, k изменяется от 0 до 1 и напряжение изменяется от 0 до V.

Заменяя напряжение kV и частоту kf и пренебрегая падением сопротивления статора, из уравнений (6.4) и (6.

10)

В уравнениях. (6.71) и (6.72) если (ks) поддерживается постоянным при изменении k, то ток ротора I′ r и крутящий момент T останутся постоянными.Так как скольжение мало, I′ r будет синфазным с напряжением. Поскольку поток постоянен, I m также будет постоянным. Сейчас

Таким образом, если работа двигателя осуществляется при постоянном значении ks при изменении частоты, то двигатель будет работать при постоянном токе и крутящем моменте. Давайте рассмотрим значение кс.

На частоте kf

Примечание ω st  – скорость скольжения, представляющая собой разность скорости вращающегося поля kω мс  и скорости вращения ротора ω м .Это также падение скорости двигателя по сравнению со скоростью без нагрузки, когда машина загружена.

Приведенное выше обсуждение показывает. что для любого значения T падение скорости двигателя по сравнению с его скоростью без нагрузки (kω мс ) одинаково для всех частот. Следовательно, характеристики крутящего момента скорости машины для 0 < s < s m представляют собой приблизительно параллельные кривые.

Работа машины при постоянной скорости скольжения также подразумевает работу при постоянной частоте ротора, как показано ниже

, где f r и ω r  – частота ротора в Гц и рад/с соответственно.

Для s < s m , (R′ r /sk) >> (X s  + X′ r ), отсюда из уравнений (6,72) и (6,73)

уравнение (6.76) предполагает, что для s < s m кривые скорости и момента почти прямые. Поскольку они также параллельны, кривые скорость-момент представляют собой приблизительно параллельные прямые линии для s < s m .

В соответствии с приведенным выше обсуждением, для заданной скорости скольжения ток и крутящий момент двигателя имеют одинаковые значения на всех частотах.Таким образом, током и крутящим моментом двигателя можно управлять, контролируя скорость скольжения. Кроме того, ток двигателя можно ограничить безопасным пределом, ограничив скорость скольжения. Это поведение используется в управлении скоростью с обратной связью для ограничения тока в допустимых пределах.

Давайте теперь рассмотрим работу выше базовой скорости. Как было сказано ранее, машина работает при постоянном напряжении V. Сейчас

Поскольку частота выше номинальной k > 1. Поскольку работа снова ограничена между синхронной скоростью и максимальным крутящим моментом, скольжение имеет небольшое значение, поэтому

Таким образом, для скоростей, превышающих базовую скорость, при данном I’ r и, следовательно, приблизительно при заданном I s скорость скольжения ω sl увеличивается линейно с k (или частотой).Это поведение используется в управлении скоростью с обратной связью для ограничения тока в пределах допустимого значения выше базовой скорости.

Поскольку проскальзывание мало, I′ r находится в фазе с V. Если пренебречь потерями в меди машины, развиваемая мощность P м определяется как

Следовательно, P m постоянно для данного I′ r , а значит, и для данного I s . Таким образом, привод работает в режиме постоянной мощности.

Ограничения по крутящему моменту и мощности, а также режимы работы:

Изменения крутящего момента и мощности для заданного тока статора и для частот ниже и выше номинальной частоты показаны точками на рис.6.35. Когда ток статора имеет максимально допустимое значение, они представляют максимальный крутящий момент и мощность двигателя при частотно-регулируемом приводе асинхронного двигателя.

Изменение максимального крутящего момента и мощности в зависимости от частоты показано на рис. 6.36. На этом рисунке также показано изменение скорости скольжения ω sl в зависимости от частоты.

Как видно на рис. 6.35 и 6.36 двигатель имеет постоянный максимальный крутящий момент от нуля до базовой скорости ω mb , поэтому привод работает в режиме постоянного крутящего момента. В этом диапазоне частот V изменяется с частотой, как показано на рис. 6.33 (а), а скорость скольжения при максимально допустимом токе остается постоянной. От базовой скорости до скорости ω mc максимальная мощность имеет постоянное значение, поэтому двигатель работает в режиме постоянной мощности. При скорости ω мс (рис. 6.35) достигается опрокидывающий момент. Любая попытка запустить двигатель при максимально допустимом токе за пределами этой скорости приведет к остановке двигателя. Следовательно, за пределами скорости ω mc машина работает с постоянной скоростью скольжения, а максимально допустимый ток и максимальная мощность могут уменьшаться (рис.6.36). Теперь ток двигателя уменьшается обратно пропорционально скорости, а крутящий момент уменьшается обратно пропорционально квадрату скорости. Работа в этой области требуется для приводов, требующих широкого диапазона скоростей, но низкого крутящего момента на высоких скоростях. Например, в тяговых приложениях привод работает в этой области при работе на полной скорости, потому что крутящий момент, необходимый в установившемся режиме на высоких скоростях, очень мал по сравнению с его значением при ускорении.

Лучшее решение для управления движением

Для приложений с ограниченным бюджетом частотно-регулируемые приводы могут обеспечить удивительно хорошую производительность по доступной цене.

«Когда я впервые начал работать с частотно-регулируемыми приводами, они вообще не могли работать с какой-либо точностью, — говорит Рубин Ортис, менеджер по развитию бизнеса по ЧРП в Mitsubishi Electric (Вернон-Хиллз, Иллинойс). «Теперь вы можете почти заменить сервопривод, если это не высокоточное приложение».

Было время, когда моторы с постоянными магнитами и сервоприводы были единственной игрой в городе для точного движения.Сегодня приводы с регулируемой скоростью (ЧРП) используются с асинхронными двигателями переменного тока и, да, с двигателями с постоянными магнитами, для достижения высокоточного движения. Правильно подобранные и сконфигурированные оси движения на основе частотно-регулируемых приводов могут быть очень эффективными решениями для приложений, чувствительных к стоимости, с более щадящими техническими характеристиками.

Основы частотно-регулируемого привода
ЧРП, иногда называемые приводами с регулируемой скоростью или приводами с инвертором переменного тока, генерируют выходную мощность с различной частотой.

Соотношение между частотой привода f и скоростью двигателя ω в асинхронном двигателе переменного тока задается выражением

    

, где ω — угловая скорость в об/мин, f — частота в герцах, n — число полюсов, а 120 — коэффициент преобразования единиц измерения.Чем выше частота, тем выше значение RPM.

Стандартные приводы генерируют сигнал на частоте сети переменного тока – 60 Гц, в США. Когда стандартный привод используется для работы асинхронного двигателя переменного тока, двигатель работает на максимальной скорости. Чтобы двигатель работал на более низкой скорости, привод должен подавать низкочастотный сигнал. ЧРП могут изменять частоту сигнала, управляющего двигателем. Таким образом, они обеспечивают средства для регулировки выходной скорости, крутящего момента и мощности двигателя.

В частотно-регулируемых приводах используются различные методы изменения частоты. Вероятно, наиболее эффективным и, безусловно, наиболее распространенным методом является широтно-импульсная модуляция (ШИМ).


ЧРП с ШИМ состоит из трех основных компонентов: блока преобразования переменного тока в постоянный (выпрямитель), блока фильтрации (шина постоянного тока) и блока преобразования постоянного тока в переменный, в котором происходит частотная модуляция (инвертор, см. рис. 1). . Выпрямитель генерирует псевдопульсации постоянного тока, которые удаляются блоком фильтрации.В инверторе массив биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT) разделяет сигнал на прямоугольные волны напряжения, которые объединяются для синтеза сигнала переменного тока заданной частоты.

VFD включает в себя встроенный микропроцессор со специальной прошивкой. ЧРП для управления движением также включают в себя высокоскоростные порты ввода/вывода для обратной связи, встроенные средства подключения, такие как MODBUS, CC link и Ethernet/IP. Микропроцессор дает частотно-регулируемому приводу возможность выполнять простое движение по одной оси или даже по архитектуре ведущий-ведомый.Для более сложных операций требуется ПЛК или специальный контроллер движения.

ЧРП в действии
Первоначальный вариант использования частотно-регулируемых приводов заключался в обеспечении энергосбережения и увеличении срока службы асинхронных двигателей переменного тока с фиксированной скоростью, используемых для вращающихся устройств, таких как вентиляторы, насосы и воздуходувки. В то время подход к достижению переменных скоростей или объемов заключался в том, чтобы запустить двигатель на максимальной скорости и использовать механические средства, такие как дроссели, клапаны, кулачки и шестерни, для регулировки конечных результатов. Такой подход тратит энергию впустую, увеличивает износ двигателя, усложняет процесс, увеличивает объем технического обслуживания и количество точек отказа. VFD обеспечивают альтернативу.

Преобразователи частоты

позволяют пользователям напрямую регулировать скорость двигателя, снижая энергопотребление, износ двигателя, затраты на техническое обслуживание и время простоя. ЧРП просты в развертывании, надежны и при правильном выборе размера и размера обеспечивают быструю окупаемость инвестиций.

Схемы управления ЧРП
ЧРП управляют двигателями одним из четырех способов:

  • Вольт на герц (V/f) без обратной связи
  • V/f замкнутый контур
  • Векторное управление с обратной связью
  • Векторное управление без обратной связи

Вольт на Герц ( V/f )
Регулирование вольт на частоту, иногда называемое регулированием вольт на герц, представляет собой скалярный метод управления, который дает команду приводу обеспечить заданную частоту, соответствующую требуемой скорости. Асинхронные двигатели переменного тока зависят от тока в обмотках статора для создания распределения магнитного поля. Обмотки действуют как индуктор. Мы можем выразить индуктивное сопротивление X L часть импеданса, как

, где L — индуктивность катушки. Уравнение 2 означает, что увеличение частоты также увеличивает сопротивление катушки и наоборот. Используя закон Ома, мы можем связать это с током и напряжением:

Снижение частоты при сохранении напряжения увеличивает потребляемый ток.Это может увеличить крутящий момент, но также может вызвать перегорание обмоток. V/f VFD включают ограничители напряжения, которые поддерживают заданное отношение напряжения к частоте.

Управление V/f можно использовать только для управления скоростью, что осуществляется с точностью до нескольких процентов.

V/f ЧРП обычно используются для работы с переменной скоростью насосов, вентиляторов, воздуходувок и конвейеров. В этих приложениях воздух и несколько оборотов в минуту не будут иметь значения.Приводы очень недорогие и не требуют обратной связи. Обычно они не требуют настройки. Их не следует использовать на низких скоростях или в приложениях, требующих полного крутящего момента при нулевой скорости.

V/f с энкодером
Обратите внимание, что в базовом управлении V/f система работает без обратной связи. Привод передает команды, но не имеет средств подтверждения того, что двигатель работает в соответствии с командой или вращается ли вообще вал двигателя.Более требовательные приложения могут выиграть от добавления внешнего энкодера для контроля вала двигателя.

Замкнутая обратная связь

значительно повышает производительность: частотно-регулируемые приводы V/f могут регулировать скорость порядка нескольких сотых процента от максимальной частоты. Как и версия без обратной связи, они не могут использоваться для управления крутящим моментом или положением. Общие области применения включают станки, шпиндели, рольганги и другие поперечные каретки.

Векторное управление с обратной связью
Векторное управление или ориентированное на поле управление — это схема управления, способная обеспечить высокую точность позиционирования.Векторное управление основано на том, что асинхронные двигатели работают на двух токах: потокообразующем токе в обмотках статора, индуцирующем магнитные поля в роторе, и моментообразующем токе в обмотках ротора, индуцируемом статором. Преобразователь частоты с векторным управлением поддерживает эти два тока в противофазе на 90°, чтобы максимизировать крутящий момент. Двигатель работает аналогично двигателю постоянного тока, в котором щетки действуют механически, чтобы максимизировать крутящий момент.

Векторное управление обеспечивает более точное управление скоростью и позиционированием, а также более высокий начальный крутящий момент и более высокий крутящий момент на низких скоростях.

Асинхронные двигатели переменного тока

не имеют магнитов. Вместо этого магнитное поле статора индуцирует магнитное поле в роторе. Поле ротора всегда следует за полем статора, которое последовательно перемещается от катушки к катушке. Эта задержка известна как проскальзывание и приводит к асинхронной работе. В результате скольжения фактическая скорость асинхронного двигателя переменного тока ниже его номинальной скорости. Например, двигатель, рассчитанный на 1800 об/мин, может работать со скоростью 1750 об/мин. Проскальзывание увеличивается с увеличением крутящего момента.В результате проскальзывания асинхронные двигатели переменного тока, работающие в разомкнутом контуре, даже при использовании с ЧРП не могут обеспечивать точное движение. Были разработаны компенсационные схемы, которые значительно улучшают ситуацию, но проблема остается.

Решение заключается в использовании внешней обратной связи (см. рис. 2). Вход датчика позволяет системе управления точно позиционировать даже при проскальзывании. «Дело не в том, что скольжения нет, а в том, что вы считаете импульсы», — говорит Крейг Далквист, инженер по применению, Lenze Americas (Аксбридж, Массачусетс).«Если вы идете на один дюйм, система говорит, что мне нужно пройти один дюйм, а у меня так много импульсов на дюйм. Его не беспокоит, сколько синусоидальных волн он посылает двигателю и сколько проскальзывает. Это не волнует. Он просто идет, пока не достигнет нужного количества счетов».

ЧРП

, работающие с векторным управлением с обратной связью, обладают очень высокой точностью и повторяемостью. Приложения включают автоматизированные вилочные погрузчики, устройства для хранения и извлечения, подъемники, интеллектуальные конвейеры, укладчики на поддоны, грузовые лифты и т. п. (см. рис. 3).

Когда выбирать частотно-регулируемый привод
ЧРП эффективны для приложений с ограниченным бюджетом, требующих лишь умеренной точности позиционирования и разрешения. «Когда вам нужна точность от 0,5 мм до 2 мм, обычно работают частотно-регулируемые приводы», — говорит Далквист. «Когда вы достигнете точности около 0,1 мм или 0,01 мм, тогда мы перейдем к сервоприводу».

«Сервопривод — это просто очень точный тип управления, — говорит Ортиз. «Точность частотно-регулируемого привода составляет примерно 1,5° по сравнению с 0.05° для сервопривода. Если вам нужен действительно высокоточный тип управления, сервопривод по-прежнему остается лучшим решением, но если клиенту нужен только базовый тип движения, то ЧРП может справиться с этой задачей».

Векторное управление без датчиков
Термин «бессенсорное векторное управление» является неправильным. Схема получила свое название из-за того, что привод работает без внешней обратной связи. Вместо этого он получает входные данные от датчиков тока внутри двигателя.Данные объединяются с математической моделью для создания адаптивного наблюдателя магнитного потока для отслеживания движения двигателя.

Хотя частотно-регулируемые приводы с бездатчиковым векторным управлением могут использоваться с асинхронными двигателями переменного тока, на практике они используются с двигателями постоянного тока с постоянными магнитами. Синхронное поведение двигателя с постоянными магнитами позволяет достичь хорошей точности позиционирования и повторяемости, а также жесткого контроля скорости.

Хотя использование двигателя постоянного тока с постоянными магнитами в разомкнутом контуре с ЧРП, а не в замкнутом контуре с сервоприводом может показаться странным, для этого может быть несколько веских причин.Предполагая, что частотно-регулируемый привод может обеспечить соответствующую производительность для приложения, конструкция устраняет стоимость и сложность кодера/резольвера и кабелей, которые к нему прилагаются. Система имеет меньше точек отказа и меньше обслуживания. Поскольку двигатель постоянного тока с постоянными магнитами является синхронным, нет проблем с проскальзыванием и, следовательно, нет необходимости в обратной связи.

Приложения включают многие из элементов, перечисленных в разделе векторного управления с замкнутым контуром.

Когда выбирать частотно-регулируемый привод
ЧРП эффективны для приложений с ограниченным бюджетом, требующих лишь умеренной точности позиционирования и разрешения. «Когда вам нужна точность от 0,5 мм до 2 мм, обычно работают частотно-регулируемые приводы», — говорит Далквист. «Когда вы достигнете точности около 0,1 мм или 0,01 мм, тогда мы перейдем к сервоприводу».

«Сервопривод — это просто очень точный тип управления, — говорит Ортиз. «Точность частотно-регулируемого привода составляет примерно 1,5° по сравнению с 0,05° для сервопривода. Если вам нужен действительно высокоточный тип управления, сервопривод по-прежнему является лучшим решением, но если клиент ищет просто базовый тип движения, то ЧРП может справиться с этой задачей.

Альтернативы частотно-регулируемых приводов
Как всегда, есть компромиссы. Асинхронные двигатели переменного тока больше при той же мощности. В них больше меди, для большего веса. Точно так же ЧРП больше, чем сервоприводы. В результате получается система с гораздо более высокой инерцией, которая ограничивает ускорение и замедление, которых может достичь система.

Также важно помнить, что хотя частотно-регулируемые приводы не требуют тех же уровней программирования, что и сервоприводы, они требуют довольно детальной настройки. Как правило, описанные выше типы приложений требуют инженера со значительным опытом работы с частотно-регулируемыми приводами. «Существует множество параметров, особенно при точном контроле, — говорит Ортиз. «Для установки и программирования, вероятно, потребуется специалист среднего и высокого уровня, знающий частотно-регулируемые приводы. Тем не менее, когда дело доходит до программирования сервопривода, требуется гораздо больше, чем программирование частотно-регулируемого привода. С VFD вы, вероятно, могли бы делать все на клавиатуре».

Для успеха требуется правильный выбор двигателя и частотно-регулируемого привода.ЧРП разработаны и настроены для конкретных схем управления. Совместно с поставщиком убедитесь, что выбранный частотно-регулируемый привод соответствует двигателю и может выполнять схему управления для приложения.

В частности, при низких скоростях важно выбирать двигатели с инверторным режимом работы. Асинхронные двигатели обычно охлаждаются вентиляторами, соединенными с валом двигателя. На малых оборотах охлаждение недостаточное. Двигатели инверторного типа рассчитаны на более высокие температуры. Они включают в себя лучшую изоляцию и активное управление температурой, например, внешние вентиляторы или даже водяное охлаждение.В инверторных двигателях ротор оптимизирован для внутренних датчиков. Это позволяет датчикам работать более эффективно при бессенсорном векторном управлении.

Расширенные возможности скорости и положения частотно-регулируемых приводов при определенной степени сложности. В результате пользователи иногда недооценивают то, что требуется для установки и комиссионных сборов оси. «Это не так просто, как подключить двигатель с постоянными магнитами к трехфазному выходу в частотно-регулируемом приводе, дать ему команду запуска и скорость, и все готово», — говорит Ортис.«У вас должен быть правильный энкодер. У вас должна быть правильная дополнительная карта на частотно-регулируемом приводе, чтобы общаться с энкодером, убедитесь, что проводка правильная».

Преобразователи частоты

продолжают развиваться благодаря более мощным микропроцессорам и сложным алгоритмам. Такие функции безопасности, как Safe Torque Off и Safe Stop, становятся все более распространенными в последние несколько лет.

«Технология прошла долгий путь, — говорит Джефф Пейн, менеджер по продуктам группы приводов и двигателей компании AutomationDirect (Камминг, Джорджия).«Это действительно удивительно, как много вы можете сделать, особенно если у вас есть система, в которой привод и двигатель представляют собой согласованную пару. Если они могут говорить, и вы можете получить обратную связь, тогда вы действительно можете повысить свою производительность. Не только в крутящем моменте, но и в позиционировании».

Конечным результатом является то, что частотно-регулируемые приводы, возможно, стоит рассмотреть для общего проекта автоматизации. «Существует множество приложений, в которых традиционно использовались сервосистемы, которые теперь могут выполняться с помощью частотно-регулируемых приводов с асинхронными двигателями переменного тока», — говорит Далквист.«Если люди готовы рассмотреть новый способ, они могут снизить стоимость своей машины и стать более конкурентоспособными или заработать больше денег. Все дело в том, чтобы сделать что-то более экономичным».

Страница не найдена — Inpressco

Международный журнал передовой промышленной инженерии

IJAIE приглашает статьи во всех областях промышленного проектирования, включая торговые центры и перерабатывающую промышленность, целлюлозно-бумажную промышленность, кожевенную промышленность, текстильную промышленность, керамическую промышленность, стекольную промышленность, производство шелка, киноиндустрию и т. д.

Людей, которых мы обслужили

INPRESSCO опубликовала около 3500 статей с 2010 года и объединила более 10000 исследователей по всему миру, включая различные области технических наук и технологий

Международный журнал тепловых технологий

International Journal of Thermal Technologies ISSN: 2277 – 4114, публикуется ежеквартально

Международный журнал современной техники и технологий

International Journal of Current Engineering and Technology индексируется Регенсбургским университетом Германии

Добро пожаловать в международную пресс-корпорацию

Inpressco является международным издателем серии международных журналов и книг с открытым доступом, рецензируемых экспертами, которые охватывают широкий спектр академических дисциплин.

IRJET-Запрошенная вами страница не найдена на нашем сайте Март 2022 г. Идет публикация…

Просмотр статей


IRJET Получен «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Подтвердить здесь


Компания IRJET получила сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


IRJET приглашает статьи из различных технических и научных дисциплин для тома 9, выпуск 3 (март 2022 г.) Документы


IRJET получили «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Подтвердить здесь


Компания IRJET получила сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


IRJET приглашает статьи из различных технических и научных дисциплин для тома 9, выпуск 3 (март 2022 г.) Документы


IRJET получили «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Подтвердить здесь


Компания IRJET получила сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


IRJET приглашает статьи из различных технических и научных дисциплин для тома 9, выпуск 3 (март 2022 г.) Документы


IRJET получили «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Подтвердить здесь


Компания IRJET получила сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


IRJET приглашает статьи из различных технических и научных дисциплин для тома 9, выпуск 3 (март 2022 г.) Документы


IRJET получили «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Подтвердить здесь


Компания IRJET получила сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


IRJET приглашает статьи из различных технических и научных дисциплин для тома 9, выпуск 3 (март 2022 г.) Документы


IRJET получили «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Подтвердить здесь


Компания IRJET получила сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


IRJET приглашает статьи из различных технических и научных дисциплин для тома 9, выпуск 3 (март 2022 г.) Документы


IRJET получили «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Подтвердить здесь


Компания IRJET получила сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


IRJET приглашает статьи из различных технических и научных дисциплин для тома 9, выпуск 3 (март 2022 г.) Документы


IRJET получили «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Подтвердить здесь


Компания IRJET получила сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


Принципы работы — преобразователи частоты переменного тока

a. Асинхронные двигатели переменного тока

Асинхронный двигатель переменного тока имеет ротор, обмотки которого пересекаются с вращающимся магнитным полем, создаваемым обмотками статора.

При полной скорости вращения ротор вращается немного медленнее, чем синхронная скорость двигателя.Это связано с тем, что магнитное поле вызывает протекание токов в обмотках ротора и создает крутящий момент, который вращает ротор; поэтому, если ротор вращается с той же скоростью, что и магнитное поле, между ротором и магнитным полем не будет относительного движения, и крутящий момент не будет создаваться.

Величина скорости, на которую ротор отстает от вращающегося магнитного поля, называется скольжением двигателя. Чем выше скольжение, тем больше крутящий момент вырабатывается двигателем.

Скорость, с которой вращается магнитное поле, зависит от количества полюсов или катушек, распределенных вокруг статора, и частоты питающего тока.Это называется синхронной скоростью.

Синхронная скорость = 120 x частота
Количество полюсов

 

Типичные скорости асинхронного двигателя переменного тока составляют 3600, 1800, 1200 и 900 об/мин.

На следующей диаграмме показано соотношение момента и скорости типичного асинхронного двигателя.

 

Рис. 4: Кривая крутящий момент-скорость асинхронного двигателя.

Текстовая версия: Рисунок 4

Рисунок 4

График с начальным крутящим моментом по вертикальной оси от 0 до 200 и % скорости по горизонтальной оси от 0 до 100.

Нарисованная линия начинается при начальном крутящем моменте 160 и скорости 0 % и изгибается вниз до пускового момента 125 при скорости 25 %, где она начинает изгибаться обратно вверх, пока не достигает пика пускового момента 200 при скорости 75 %. Затем на графике линия падает до 0 пускового момента при 100% скорости. Начальная нисходящая кривая помечена как «Подтягивающий крутящий момент», а спад после пика помечен как «Разрушающий крутящий момент».

 

б. Асинхронные двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором

Большинство асинхронных двигателей переменного тока представляют собой двигатели с короткозамкнутым ротором.

Обмотки ротора в двигателе с короткозамкнутым ротором представляют собой стержни из алюминиевого или медного сплава, которые расположены вдоль направления вала и замыкаются концевыми кольцами, как показано на следующей схеме.

 

Рисунок 5: Схема ротора с короткозамкнутым ротором

 

Форма стержней и сопротивление сплава, используемого в их конструкции, влияет на характеристики крутящего момента двигателя.

в.Частотно-регулируемые приводы с широтно-импульсной модуляцией

При работе от источника питания с постоянной частотой (обычно 60 Гц) асинхронные двигатели переменного тока являются устройствами с фиксированной скоростью.

Преобразователь частоты регулирует скорость двигателя переменного тока, изменяя частоту, подаваемую на двигатель.

Привод также регулирует выходное напряжение пропорционально выходной частоте, чтобы обеспечить относительно постоянное отношение напряжения к частоте (В/Гц), как того требуют характеристики двигателя переменного тока для создания соответствующего крутящего момента.

Первым шагом в этом процессе является преобразование переменного напряжения питания в постоянное с помощью выпрямителя. Питание постоянного тока содержит пульсации напряжения, которые сглаживаются с помощью фильтрующих конденсаторов. Этот участок частотно-регулируемого привода часто называют звеном постоянного тока.

Затем это постоянное напряжение преобразуется обратно в переменное. Это преобразование обычно достигается за счет использования мощных электронных устройств, таких как силовые транзисторы IGBT, с использованием метода, называемого широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Выходное напряжение включается и выключается с высокой частотой, при этом продолжительность включения или ширина импульса регулируется для приближения к синусоидальной форме волны.

В более старых приводных технологиях, таких как инверторы источников тока и контроллеры переменного напряжения, в качестве устройств управления использовались тиристоры или тиристоры. Эти технологии теперь заменены PWM VFD.

Весь процесс контролируется микропроцессором, который контролирует:

  • Входное напряжение,
  • уставка скорости,
  • Напряжение промежуточного контура,
  • Выходное напряжение и ток
  • обеспечивают работу двигателя в пределах установленных параметров.

 

Принципиальная схема частотно-регулируемого привода с широтно-импульсной модуляцией

 

График сравнения напряжения и тока для частотно-регулируемого привода с широтно-импульсной модуляцией

 

Рисунок 6: Блок-схема типичного ЧРП с ШИМ

 

В самых простых приводах или приложениях задание скорости является просто заданным значением; однако в более сложных приложениях задание скорости поступает от контроллера процесса, такого как программируемый логический контроллер (ПЛК) или тахометр.

Предыдущий | Содержание | Далее

 

Прикладное интеллектуальное управление приводами асинхронных двигателей

Preficate XIII

Благодарности XVII

О компании XXI

Список символов XXIII

1 Введение 1

1.1 Двигатель индукции 1

1.2 Управление индукционного двигателя 2

1.3 Обзор предыдущей работы 2

1.3.1. Скалярное управление 3

1.3.2 Векторное управление 3

1.3.3 Бездатчиковое управление скоростью 4

1.3.4 Интеллектуальное управление асинхронным двигателем 4

1.3.5 Состояние применения и тенденции исследований в области управления асинхронным двигателем 4

1.4 Настоящее исследование 4

6 906 управления асинхронными двигателями 9

2.1 Введение 9

2.2 Теория управления асинхронными двигателями 10

2.2.1 Нелинейное управление с обратной связью 10

2.2.2 Модели асинхронных двигателей 11

2.2.3 Поле-ориентированное управление 13

2.2.4 Прямое самоуправление 14

2.2.5 Предлагаемое управление ускорением 15

2.2.6 Необходимость интеллектуального управления 16

2.2.7 Интеллектуальные схемы управления асинхронным двигателем 17

Алгоритмы управления 19

2.4 Алгоритмы оценки скорости 23

2.5 Аппаратные средства 25

3 Моделирование и имитация асинхронного двигателя 31

3.1 Введение 31

3.

2 Моделирование асинхронного двигателя 32

3.3 Модель токового входа асинхронного двигателя 34

3.3.1 Подмодель преобразования тока (3/2) при вращении 35

3.3.2 Электрическая подмодель 35

3.3.3 Механическая Подмодель 37

3.3.4 Моделирование модели входного тока асинхронного двигателя 37

3.4 Модель входного напряжения асинхронного двигателя 40

3.4.1 Результаты моделирования «Двигатель 1» 43

3.4.2 Результаты моделирования «Мотор 2» 43

3.4.3 Результаты симуляции «Мотор 3» 44

3.5 Дискретная модель индукционного мотора 45

3.6 Моделирование и моделирование синусоидального PWM 49

3.7 Моделирование и моделирование кодировщика 51

3.8 Моделирование декодера 54

3.9 Симуляция асинхронного двигателя с инвертором ШИМ и энкодером/декодером 54

3.10 Примеры программирования в MATLAB/Simulink 55

3.11 Резюме 73

1 Введение 75

4.2 Начало работы с Fuzzy Logic Simulation 75

4.2.1 Fuzzy Logic Control 75

4.2.2 Пример: Fuzzy PI Controller 77

4.3 Начало работы с Neural-Network Simulation 83

Нейронная сеть.4.2 Пример: оценка сигнала в присутствии шума с помощью фильтра Калмана 94

4.5 Начало работы с моделированием с помощью генетического алгоритма 98

4.5.1 Генетический алгоритм 98

4.5.2 Пример: оптимизация модели Simulink с помощью генетического алгоритма 100 9006 Резюме 107

5 Управление ускорением на основе экспертной системы 109

5.1 Введение 109

5.2 Связь между вектором напряжения статора и ускорением ротора 110

5.3 Анализ ускорения двигателя ротора 113

5.4 Стратегия управления сравнением вектора напряжения и сохранением вектора напряжения 114

5.5 Экспертная система управления асинхронным двигателем 118

5.6 Компьютерное моделирование и сравнение 122

5.6.1 Первое моделирование Пример 123

5.6.2 Второй пример моделирования 125

5.6.3 Третий пример моделирования 126

5.6.4 Четвертый пример моделирования 127

5.6.5 Пример пятого моделирования 129

5.7 Сводка 131

6 гибридный нечеткий / PI двухэтапный контроль 133

6.1 Введение 133

6.2 Введение 133

6.2 Двухступенчатая стратегия управления для индукционного мотора 135

6.3.

6.3.1 Нечеткая база данных 138

6.3.2 Нечеткая база правил 139

6.3.3 Нечеткий вывод 141

6.3.4 Дефаззификация 142

6 6

6

6.3.5 Нечеткий регулятор частоты4 ПИ-регулятор величины тока 143

6.5 Гибридный нечеткий/ПИ-регулятор для асинхронного двигателя 145

6.6 Моделирование асинхронного двигателя мощностью 7,5 кВт 145

6.6.1 Сравнение с поле-ориентированным управлением 146

9000 2 Влияние изменения параметра 148

6.6.3 Влияние шума на измеряемую скорость и входной ток 149

6.6.4 Влияние магнитного насыщения 149

6.6.5 Влияние изменения момента нагрузки 150

6.7 Исследование симуляции асинхронного двигателя мощностью 0,147 кВт 152

6.8 Примеры программирования в MATLAB/Simulink 158

6.8.1 Пример программирования 1: Модель входного напряжения асинхронного двигателя 158

6.8.2 Пример программирования 2: Fuzzy/PI Two Магистральный контроллер 163

6.9 Сводка 165

7 Необычно-сетевое напрасное самоконтроль 167

7.1 ВВЕДЕНИЕ 167

7.2 Введение 167

7.2 Neural Networks 168

7.3 Контроллер нейронного сетевого доступа DSC 170

7.3.1 Подсеть оценки потока 170

7.3.2 Подсеть расчета крутящего момента 171

7.3.3 Подсеть датчика угла потока и вычисления магнитуды потока 173

7.3.4 Подсеть компаратора гистерезиса 178

Подсеть оптимальной таблицы коммутации 180

7.3.6 Связывание нейронных сетей 183

7.4 Моделирование DSC на основе нейронной сети 184

7.5 Примеры программирования MATLAB/Simulink 187

7.1:1 Пример прямого программирования контроллера 187

7.5.2 Пример программирования 2: Neural-сетевая оптимальная коммутационная таблица 192

7.6 Сводка 196

70653 8 Оценка параметров Использование нейронных сетей 199

8.1 ВВЕДЕНИЕ 199

8.2 Интегральные уравнения на основе эквивалентной цепи «T» 200

8.3 Интегральные уравнения на основе эквивалентной схемы G 203

8.4 Оценка параметров асинхронного двигателя с использованием ИНС 205

8.4.1 Оценка электрических параметров 206

8.4.2 Механическая модель на основе ИНС 208

8.4.3 Имитационные исследования 210

8.5 Модели асинхронных двигателей на основе ИНС 214

8.6 Влияние шума в обучающих данных на расчетные параметры 217

07 10

8.7.1 Оценка нагрузки 218

8.7.2 Оценка потока статора 222

8.7.3 Оценка скорости вращения ротора 226

8.8 Примеры программирования в MATLAB/Simulink 231

(FOC) Система 231

8.8.2 ПРОГРАММИРОВАНИЕ ПРИМЕР 2: Бездомоготный контроль индукционного мотора 234

8.9 Сводка 240

9 GA-оптимизированного расширенного фильтра Kalman для оценки скорости 243

9.1 Введение 243

9.2 Введение 243

9.2 ВВЕДЕНИЕ МОДЕЛИ ДВЕРЖАНИЯ 244

9.3 Алгоритм фильтра Калмана для оценки скорости ротора 245

9.3.1 Прогнозирование состояния 245

9.3.2 Оценка матрицы ковариаций ошибок 245

9.3.3 Вычисление выбора фильтра Kalman 245

9.3.4 Оценка государства 246

9.3.5 Обновление ошибки ковариационную матрицу 246

9.4 Оптимизировано расширенный фильтр Kalman 247

9.5 Оптимизация шума Matrices EKF с использованием GA 250

9.6 Оценка скорости для безсенсорного прямого самоконтроллера 253

9.7 Оценка скорости для полевого контроллера 255

9.8 Примеры программирования MATLAB/Simulink 260

9.8.1 Пример программирования 1: привод с частотно-регулируемым приводом (VFC) 260

9.8.2 Пример программирования 2: EKF, оптимизированный для GA, для оценки скорости 264

268

9.8.4 Пример программирования 4: бездатчиковый асинхронный двигатель с ВОК на базе GA 269

9.9 Резюме 270

10 Оптимизированные случайные стратегии ШИМ, основанные на генетических алгоритмах 273

71 ВВЕДЕНИЕ 273

10.2 Оценка производительности PWM 274

10.2.1 Анализ Фурье волны PWM 276

10.2.2 Гармоническая оценка типичных сигналов 277

10.3 Случайный PWM-методы 283

10.3.1 Случайная частота CUR 283

10.3.2 Случайный пульс-полос PWM 285

10.3.3 Случайный импульс-ширина ШИМ 285

10.3.4 Гибридный случайные импульсные положения и ширина импульса ШИП 286

10.3.5 Гармонические оценки результаты 287

10 .4 Оптимизированная случайная ШИМ на основе генетического алгоритма 288

10.4.1 GA-оптимизированная случайная ШИМ с несущей частотой 289

10.4.2 GA-оптимизированная ШИМ со случайным положением импульса 290

10.4.3 Rom and GA-Optimized Width PWM 292

10.4.4 GA-Optimized Hybrid PWM со случайным положением и шириной импульса 293

10.4.5 Оценка различных GA-Optimized случайных PWM-инверторов 295

10.4.6 Single-Optimized Random Loss of GA -Фазовые ШИМ-инверторы 296

10.4.7 Диапазон линейной модуляции GA-оптимизированных случайных однофазных ШИМ-инверторов 297

10.4.8 Реализация GA-оптимизированных случайных однофазных ШИМ-инверторов 298

10.4.9 Ограничения опорной синусоидальной частоты GA-оптимизированных случайных ШИМ-инверторов 298

10.5 Примеры программирования в MATLAB/Simulink 299

10.5.1 Пример программирования 1: Однофазная синусоидальная ШИМ 299

10.5.2 Пример программирования 2: Оценка четырехимпульсной волны 302

1

15.3 Пример программирования 3: Случайная несущая частота

10.6 Эксперименты по различным стратегиям PWM 305

10.6.1 Реализация методов PWM с использованием DSP 305

10.6.2 Экспериментальные результаты 307

10.7 Сводка 310

11 экспериментальные расследования 313

11.1 Введение 313

11.2 Экспериментальная конструкция оборудования для управления асинхронным двигателем 314

11.2.1 Описание оборудования 314

11.3 Метод разработки программного обеспечения 320

11.4 Эксперимент 1: Определение параметров двигателя 321

11.5 Эксперимент 2: Разгон асинхронного двигателя 321

11.5.1 Разработка программы 322

11.5.2 Эксперимент 3.6 Отладка программы 11.5. 327

11.6 Эксперимент 3: Реализация двухэтапного контроллера Fuzzy/PI 330

11.6.1 Разработка программы 330

11.6.2 Отладка программы 338

11.6.3 Тесты производительности 339

10.6.17 Эксперимент 4. Оценка скорости с использованием расширенного фильтра Калмана, оптимизированного для GA 344

11.7.1 Разработка программы 345

11.7.2 Экспериментальный метод GA-EKF 345

11.7.3 Эксперименты GA-EKF 346

91.7.4 Ограничения из GA-EKF 349

11.8

11.8 DSP Программирование примеров 352

11.8.1 Генерация 3-фазных синусоидальных PWM 354

11.8.2 RTDX Программирование 359

11.8.3 ADC Программирование 361

11.8.4 CAP Программирование 364

11.9 Сводка 370

12 Выводы и будущие разработки 373

12.1 Основные вклады книги 374

12.2 Промышленные применения новых индукционных двигателей 375

12.3 Будущие события 377

12.3.1 Ускорение на основе экспертов Управление 378

12.3.2 Гибридный нечеткий/PI двухэтапный контроль 378

12.3.3 Прямой самоконтроль на основе нейронных сетей 378

12.3.4 Генетический алгоритм для расширенного фильтра Калмана 378

12.3.5 Оценка параметров с использованием нейронных сетей 378

12.3.6 Оптимизированные стратегии случайного ШИМ, основанные на генетических алгоритмах 378

12.3.7 Алгоритм и аппаратные средства, интегрированные с искусственным интеллектом 379

Приложение A Эквивалентные схемы асинхронного двигателя 06 90 Параметры 06 90 381 381 Асинхронные двигатели. 393

Приложение G Экспериментальная система на базе ADMC331 395

Приложение H Эксперимент 1: Измерение электрических параметров двигателя 3 397

Приложение I Исходный код DSP для основной программы эксперимента 2 Основная программа эксперимента 3 407

Индекс.

Обзор О управлении V/F | Veichi.org

Когда речь идет о режимах управления электродвигателем, алгоритм управления V/F является одним из основных режимов управления, который широко используется в системах насосов и вентиляторов. В этом посте мы расскажем о принципе управления, применении и многом другом о методе управления VF.

1. Введение в управление V/F

V/F — сокращение от напряжения/частоты. Управление V/F — это метод управления асинхронным двигателем, который обеспечивает выходное напряжение, пропорциональное частоте, поэтому он поддерживает постоянный поток двигателя, предотвращая явление слабого магнитного поля и магнитного насыщения.

2. Принцип управления

Принцип управления

V/F заключается в создании схемы, называемой генератором регулятора напряжения с частотой генератора. Это емкость, зависящая от напряжения, при изменении напряжения ее емкость будет меняться, а затем изменение емкости вызовет изменения частоты колебаний, что приведет к переменной частоте. Эта регулируемая частота используется для управления частотой выходного напряжения, чтобы добиться изменения скорости управляемых электродвигателей.

3. Применение управления V/F

Крутящий момент асинхронного электродвигателя является результатом взаимодействия потока и потока ротора. При номинальной частоте, если установить напряжение на определенное значение и только уменьшить частоту, будет большой магнитный поток и насыщение магнитной цепи (сильно, это сожжет двигатель). Поэтому частота и напряжение должны изменяться пропорционально. При изменении частоты мы должны контролировать выходное напряжение привода переменного тока, чтобы поддерживать постоянный поток и избежать явления слабого магнитного поля и магнитного насыщения.Этот метод управления обычно применяется для вентиляторов и насосов.

4. Плюсы и минусы управления V/F

В настоящее время большинство устройств общего назначения используют метод управления V/F. Частотно-регулируемые приводы с управлением V/F обычно имеют простую структуру. Но этот тип частотно-регулируемого привода использует управление без обратной связи, поэтому трудно достичь высокой эффективности управления, кроме того, на низкой частоте требуется компенсация крутящего момента, чтобы изменить характеристики крутящего момента на низкой частоте.

На приведенном ниже рисунке показаны режимы управления двигателем, поддерживаемые Veichi AC70: V/F-управление и режим векторного управления двигателем:

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*