Hepimiz biliyoruz ki, frekans dönüştürücüsünün elektrik işlerine katıldığı bir teknolojiye hakim olmalı, motoru kontrol etmek için frekans dönüştürücülerin kullanımı daha yaygın bir elektrik kontrol yöntemidir; Bazıları da ustaca kullanılması gerekmektedir. Bugün, frekans dönüştürücü ve motor arasındaki harika ilişkiyi sizinle paylaşmayı amaçlayan, ilgili bilgi noktalarını sığ bir bilgi, içerik veya tekrarlama ile organize edeceğim ve özetleyeceğim.
Her şeyden önce, neden motoru kontrol etmek için invertör kullanıyorsunuz?
Bu iki cihazın kısa bir anlayışıyla başlayalım.
Motor, akımın değişimini engelleyen ve başlangıç sırasında akımda büyük bir değişiklik üreten endüktif bir yüktür.
Frekans Dönüştürücü, güç frekansının güç kaynağının açılıp kapalı hareketinin kullanılması, güç kaynağı elektrik enerjisi kontrol cihazının başka bir frekansına dönüştürülecektir. Esas olarak devrenin iki parçasından oluşur, biri ana devre (doğrultucu modülü, elektrolitik kapasitör ve inverter modülü), diğeri kontrol devresi (anahtarlama güç kaynağı, kontrol devre kartı).
Motorun başlangıç akımını azaltmak için, özellikle daha yüksek güce sahip motorlar için, güç ne kadar yüksek olursa, başlangıç akımı ne kadar yüksek olursa, aşırı başlangıç akımı güç kaynağı ve dağıtım ağına ve frekans dönüştürücüsüne daha büyük bir yük getirecektir. Bu başlangıç problemini çözebilir ve motorun aşırı başlangıç akımına neden olmadan sorunsuz bir şekilde başlamasını sağlar.
Frekans dönüştürücü kullanmanın bir başka işlevi motorun hızını düzenlemektir, daha iyi üretkenlik elde etmek için birçok durum motorun hızını kontrol etmesi gerekir ve frekans dönüştürücü hız kontrolü en büyük vurgu, frekans dönüştürücü olmuştur, Motorun hızını kontrol etme amacına ulaşmak için güç kaynağı.
Frekans dönüştürücü kontrol yöntemleri nelerdir?
İnverter motor kontrolünün en yaygın kullanılan beş yolu aşağıdaki gibidir:
Düşük voltaj genel amaçlı inverter çıkış voltajı 380-650 v, çıkış gücü 0. -DC-AC devresi. Kontrol modu sonraki dört nesilden geçti.
1U/F=C sinüzoidal darbe genişliği modülasyonu (SPWM) Kontrol Modu
Basit bir kontrol devresi yapısı ile karakterize edilen, daha düşük maliyet, sertliğin mekanik özellikleri de düzgün hız gereksinimlerinin genel iletimini karşılamak daha iyidir, endüstrinin çeşitli alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Bununla birlikte, düşük frekansta bu kontrol yöntemi, düşük çıkış voltajı nedeniyle, stator direnç voltajı düşüşü ile tork daha önemlidir, böylece çıkış maksimum tork azalır.
Buna ek olarak, mekanik özellikleri DC motoru kadar zor değil, dinamik tork kapasitesi ve statik hız performansı tatmin edici değil ve sistem performansı yüksek değil, kontrol eğrisi yük ile değişecek, tork yanıtı yavaş, Motor tork kullanımı yüksek değildir, stator direnci nedeniyle düşük hız ve invertör ölü bandı etkisi ve performans bozulması, stabilite bozulması vb. Bu nedenle, vektör kontrol frekansı dönüşüm hızı düzenlemesi incelenmiştir.
Voltaj Alanı Vektörü (SVPWM) Kontrol Yöntemi
Bir seferde üç fazlı modüle edilmiş dalga formları üretmek amacıyla motor hava boşluğunun ideal dairesel dönen manyetik alan yörüngesini yaklaşık olarak tahmin etmek ve kontrol etmek amacıyla üç fazlı dalga formlarının genel üretim etkisinin öncülüne dayanmaktadır. Dairenin iç çokgen yaklaşımının yolu.
Hız kontrolü hatasını ortadan kaldırabilecek pratik kullanımdan sonra, yani frekans telafisi alındıktan sonra geliştirilmiştir; Manyetik zincir genliği, stator direncinin düşük hızlarda etkisini ortadan kaldıran geri bildirimlerle tahmin edilir; ve çıkış voltajı ve akım, dinamiklerin doğruluğunu ve stabilitesini artırmak için kapalı döngüdür. Bununla birlikte, kontrol devresi daha fazla bağlantıya sahiptir ve tork düzenlemesi getirmez, bu nedenle sistem performansı temelde geliştirilmez.
Vektör Kontrol (VC) yöntemi
Vektör kontrol frekans kontrolünün uygulaması, üç fazlı koordinat sistemindeki asenkron bir motorun stator akımı IA, IB, IC, üç fazlı sabit koordinat sistemindeki AC akım IA1IB1'e üç fazlı-iki-iki-iki- dönüştürmektir. Faz dönüşümü ve daha sonra, senkron dönen koordinat sistemine DC akımı IM1'e eşdeğer olan rotor manyetik alan yönüne göre döner dönüşüm yoluyla, IT1 (IM1 (IM1, DC motorunun uyarma akımına eşdeğerdir; IT1, torkla orantılı olan armatür akımına eşdeğerdir) ve daha sonra DC'nin kontrol miktarını elde etmek için DC motorunun kontrol yöntemini taklit edin motor ve koordinatların karşılık gelen ters dönüşümünden sonra asenkron motorun kontrolünü gerçekleştirin.
Özünde, AC motor bir DC motoruna eşdeğerdir ve hız ve manyetik alanın iki bileşeni bağımsız olarak kontrol edilir. Rotor manyetik zincirini kontrol ederek ve daha sonra korunan veya ayrışmış kontrolü gerçekleştirmek için koordinat dönüşümü yoluyla tork ve manyetik alan bileşenlerini elde etmek için stator akımını ayrıştırarak. Önerilen vektör kontrol yöntemi çığır açma önemidir. Bununla birlikte, pratik uygulamalarda, rotor manyetik zincirinin doğru bir şekilde gözlemlenmesi zordur, sistem özellikleri motor parametrelerinden büyük ölçüde etkilenir ve eşdeğer DC motorunun kontrol işleminde kullanılan vektör dönüş dönüşümü daha karmaşıktır, bu da ideal analizin sonuçlarını elde etmek için gerçek kontrol etkisinin zor.
Doğrudan Tork Kontrolü (DTC) yöntemi
1985 yılında, Almanya'daki Ruhr Üniversitesi Prof. Depenbrock ilk olarak doğrudan tork kontrol frekans dönüşüm teknolojisini önerdi. Bu teknoloji, yukarıdaki vektör kontrolünün eksikliklerini büyük ölçüde çözmüştür ve yeni kontrol fikirleri, öz ve net sistem yapısı ve mükemmel dinamik ve statik performans ile hızla geliştirilmiştir.
Şu anda, bu teknoloji elektrikli lokomotif çekiş için yüksek güçlü AC sürücülerine başarıyla uygulanmıştır. Doğrudan tork kontrolü, motorun manyetik zincirini ve torkunu kontrol etmek için doğrudan stator koordinat sistemindeki AC motorunun matematiksel modelini analiz eder. AC motorunu bir DC motoruna eşitlemeye gerek yoktur, böylece vektör rotasyon dönüşümündeki birçok karmaşık hesaplamayı ortadan kaldırır; Bir DC motorunun kontrolünü taklit etmeniz gerekmez ve ayrışma için AC motorunun matematiksel modelini basitleştirmesi gerekmez.
Matris AC-AC kontrol yöntemi
VVVF invertör, vektör kontrol inverter ve doğrudan tork kontrol invertör her türlü AC-DC-AC invertördür. Ortak dezavantajları düşük giriş güç faktörü, yüksek harmonik akımlar, DC devresindeki büyük enerji depolama kapasitörlerine ihtiyaç duyulur ve rejeneratif enerji şebekeye geri beslenemez, yani dört quadrant işlemi mümkün değildir.
Bu nedenle, AC-AC invertör matrisi ortaya çıktı. Matris AC-AC invertör ara DC bağlantısını ortadan kaldırarak, böylece büyük boyutlu, pahalı elektrolitik kapasitörleri ortadan kaldırır. L'nin güç faktörünü gerçekleştirebilir, giriş akımı sinüzoidaldir ve dört çeyrekte çalışabilir, sistemin güç yoğunluğu büyüktür. Teknoloji henüz olgun değil, ancak yine de birçok akademisyeni derinlemesine okumak için çekiyor. Özü, akımı, manyetik zinciri ve diğer miktarları dolaylı olarak kontrol etmek değil, torku doğrudan kontrollü miktar olarak gerçekleştirmektir.
Belirli yöntem:
Stator manyetik zincirini kontrol etmek, hız sensörsüz yöntemi gerçekleştirmek için stator manyetik zincir gözlemcisini tanıtır;
Otomatik tanımlama (ID), motor parametrelerini otomatik olarak tanımlamak için motorun doğru bir matematiksel modeline dayanır;
Stator empedansı, karşılıklı endüktans, manyetik doygunluk faktörü, atalet, vb.
Bant bandı kontrolünün gerçekleştirilmesi, inverter anahtarlama durumunu kontrol etmek için manyetik zincir ve torkun bant bandı kontrolüne göre PWM sinyalleri üretir.
Matrix AC-AC Inverter Hızlı Tork Yanıtı Var (<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.
Motorla frekans dönüştürücü ile nasıl kontrol edilir? Nasıl kablolular?
Frekans Dönüştürücü Kontrol Motor Kabloları nispeten basittir, kontaktörün kabloları neredeyse aynı, hatta üç şebeke gücü ve daha sonra hattan motora doğru, ancak söz konusu ayarlardan biri, Frekans dönüştürücü farklı bir yoldan daha fazlasıdır.
Her şeyden önce, marka daha fazla olmasına rağmen, inverter terminallerine bir göz atalım, kablolama da farklıdır, ancak invertör terminallerinin çoğu çok fazla değildir. Genellikle, motoru pozitif ve negatifin başlangıcından daha fazla kontrol etmek için kullanılan pozitif ve negatif anahtarlama girişlerine bölünmüştür. Geribildirim terminali, çalışma frekansı, hız, arıza durumu vb. Hız ayar kontrolü, bazı frekans dönüştürücü kullanılır, bazıları doğrudan anahtarı kullanan potansiyometre erişilemez.
Yolu kontrol etmek için fiziksel kablolama sayesinde, iletişim ağına gitmek, çok fazla frekans dönüştürücü artık iletişim kontrolünü desteklemektir, motoru iletişim hattında kontrol edebilirsiniz, ileri, ileri ve tersine ayarlayabilir, ayarlayabilirsiniz, ayarlayabilirsiniz. Hız, vb. Aynı zamanda, geri bildirim bilgileri iletişim yoluyla da iletilir.
Motorun dönme hızı (frekansı) değiştiğinde çıkış torkuna ne olur?
Bir invertör sürücüsünün başlangıç torku ve maksimum torku, endüstriyel frekans güç kaynağına sahip doğrudan bir sürücününkinden daha azdır.
Motorlar, bir endüstriyel frekans güç kaynağı ile güçlendirildiğinde büyük başlangıç ve ivme şoklarına sahiptir, ancak bu şoklar bir inverter tarafından güçlendirildiğinde daha zayıftır. Endüstriyel frekansdan doğrudan başlama büyük bir başlangıç akımı üretir. Bir frekans dönüştürücü kullanılırken, frekans dönüştürücünün çıkış voltajı ve frekansı motora yavaş yavaş eklenir, böylece motor başlangıç akımı ve darbesi daha küçüktür.
Genellikle, motor tarafından üretilen tork frekansla azalır (hız azaltma). Azaltma için gerçek veriler, illüstrasyon için bazı invertör kılavuzlarında verilmiştir.
Akı vektörü kontrolüne sahip bir invertör kullanarak, düşük motor hızlarında tork eksikliği geliştirilecek ve motor düşük hızlı bölgede bile yeterli tork üretecektir.
Frekans dönüştürücü, 50 Hz'den büyük bir frekansa hız kontrol edildiğinde, motorun çıkış torku azaltılacaktır.
Normalde motorlar 50Hz voltaj için tasarlanmış ve üretilir ve nominal torkları da bu voltaj aralığında verilmiştir. Bu nedenle, nominal frekansın altındaki hız düzenlemesine sabit tork hız düzenlemesi denir. (T=te, p<=Pe)
İnvertörün çıkış frekansı 50Hz frekansından fazla olduğunda, motor tarafından üretilen tork, lineer bir ilişkide frekansla ters orantılı olarak azalmalıdır.
Motor 50Hz frekansından büyük bir hızda çalıştırıldığında, motor çıkış torkunun eksikliğini önlemek için motor yükünün boyutu dikkate alınmalıdır.
Örneğin, 100 Hz'de bir motor tarafından üretilen tork, 50 Hz'de üretilen torkun yaklaşık 1/2'sine indirgenir.
Bu nedenle, nominal frekansın üzerindeki hız kontrolüne sabit güç hızı kontrolü denir. (P=ue*yani)
50Hz'in üzerinde frekans dönüştürücüsünün uygulanması
Bildiğiniz gibi, belirli bir motor için, nominal voltajı ve nominal akımı sabittir.
Örneğin, inverter ve motor nominal değerleri şunlardır: 15kW/380V/30A, motor 50Hz'in üzerinde çalışabilir.
50Hz hızı, invertörün çıkış voltajı 380V olduğunda, akım 30A'dır, şu anda, çıkış frekansını 60Hz'e çıkarırsanız, invertörün maksimum çıkış voltajı ve akımı sadece 380V/30A olabilir, IT çıkış gücünün değişmeden kaldığı açıktır, bu yüzden buna sürekli güç hızı kontrolü diyoruz.
Şu anda tork durumu nedir?
P=wt (w; açısal hız, t: tork), çünkü P değişmeden, W arttı, böylece tork buna göre azaltılacaktır.
Ayrıca başka bir şekilde de bakabiliriz:
Motorun stator voltajı u=e + i * r (i akımdır, r elektronik dirençtir, e indüklenen potansiyeldir)
Siz ve ben sabit olduğunuzda, E'nin de sabit olduğu görülebilir.
And E=k*f*X (k: constant; f: frequency; X: magnetic flux), so when f from 50 -->60Hz, X buna göre azaltılacak
Bir motor için t=k*i*x (k: sabit; i: akım; x: akı), bu nedenle t tork X akısı ile azalır.
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 -->sabit maksimum tork)
Sonuç: İnvertörün çıkış frekansı 50Hz veya daha fazla arttığında motorun çıkış torku azalır.
Çıktı torkuyla ilgili diğer faktörler
Isı üretimi ve ısı yayma kabiliyeti, invertörün çıkış akımı kabiliyetini belirler, böylece invertörün çıkış tork yeteneğini etkiler.
Taşıyıcı frekansı: Genel inverter tarafından işaretlenen nominal akım en yüksek taşıyıcı frekansıdır, en yüksek ortam sıcaklığı sürekli çıkış değerini sağlayabilir, taşıyıcı frekansını azaltabilir, motor akımı etkilenmeyecektir. Ancak bileşenlerin ısıtılması azalacaktır.
Ortam sıcaklığı: Çevredeki sıcaklığın daha düşük olduğu tespit edildiğinde invertör koruma akım değerini artırmayacağı gibi.
Yükseklik: Artan yükseklik, ısı dağılımı ve yalıtım performansı üzerinde bir etkiye sahiptir. Genellikle 1000m'nin altında,% 5'lik kapasiteyi azaltmak için her 1000 metrenin üstünde göz ardı edilebilir.