Antaŭ ĉio, kial uzi frekvenctransformilon por kontroli motoron?

Ni unue komprenu ĉi tiujn du aparatojn mallonge.

La motoro estas indukta ŝarĝo, kiu malhelpas la ŝanĝon de kurento, kaj produktos grandan ŝanĝon de kurento kiam ĝi estas komencita.

La frekvenctransformilo estas potenca kontrolo-aparato kiu uzas la on-malŝaltan funkcion de la potenca duonkondukta aparato por konverti la elektrofrekvencan elektroprovizon al alia frekvenco. Ĝi estas ĉefe kunmetita de du partoj de la cirkvito, unu estas la ĉefa cirkvito (rektifilo-modulo, elektroliza kondensilo kaj invetilo-modulo), kaj la alia estas la kontrola cirkvito (ŝanĝanta elektroprovizo, kontrola cirkvito).

Por redukti la ekfluon de la motoro, precipe por motoro kun pli alta potenco, ju pli granda la potenco, des pli granda la ekfluo. Troa ekfluo alportos pli grandan ŝarĝon al la elektroprovizo kaj distribua reto, kaj la frekvenca konvertilo povas solvi ĉi tiun ekproblemon por ke la motoro ekfunkciu glate sen kaŭzi troan ekfluon.

Alia funkcio de uzado de la frekvenca konvertilo estas ĝustigi la rapidon de la motoro. En multaj okazoj, necesas kontroli la rapidon de la motoro por akiri pli bonan produktan efikecon, kaj la rapideca reguligo de la frekvenca konvertilo ĉiam estis ĝia plej granda elstaraĵo. La frekvenca konvertilo povas ŝanĝi la frekvencon de la nutrado por atingi La celon kontroli la motoran rapidon.

Kio estas la invetila kontrolo metodoj?

La kvin plej oftaj manieroj en kiuj invetilo kontrolas motoron estas kiel sekvas:

La eliga tensio de malalttensia universala frekvenca konvertiĝo estas 380-650V, la eliga potenco estas 0.75-400kW, kaj la laborfrekvenco estas 0-400Hz. Ĝia ĉefa cirkvito adoptas AC-DC-AC cirkviton. Ĝia kontrolmetodo trapasis la sekvajn kvar generaciojn.

1U/f=C sinusoida pulslarĝmodulado (SPWM) kontrolmetodo

Ĝi estas karakterizita de simpla kontrolcirkvito strukturo, malalta kosto, kaj bonaj mekanikaj propraĵoj kaj malmoleco, kiu povas plenumi la glatajn rapidregulajn postulojn de ĝenerala transdono, kaj estis vaste uzata en diversaj kampoj de industrio.

Tamen, kiam ĉi tiu kontrolmetodo estas ĉe malaltfrekvenco, pro la malalta eliga tensio, la tordmomanto estas signife tuŝita de la tensiofalo de la statorrezisto, kiu reduktas la maksimuman eligmomanton.

Krome, ĝiaj mekanikaj trajtoj ne estas tiel malmolaj kiel DC-motoroj poste, kaj la dinamika tordmomanto kaj la statika rapideca reguliga rendimento ne estas kontentigaj, la sistema rendimento ne estas alta, la kontrolkurbo ŝanĝiĝos kun la ŝarĝoŝanĝo, kaj la tordmomanto-respondo. estas malrapida, kaj la motoro turnas La kurzo de uzado de tordmomanto ne estas alta, kaj la rendimento malpliiĝas pro la ekzisto de la statora rezisto kaj la efekto de morta zono de la invetilo je malalta rapido, kaj la stabileco malboniĝas. Sekve, homoj evoluigis vektoran kontrolon de frekvenca konvertiĝo-rapideca reguligo.

Regila reĝimo de tensia spaca vektoro (SVPWM)

Ĝi baziĝas sur la premiso de la ĝenerala genera efiko de la trifaza ondoformo kaj celas alproksimiĝi al la ideala cirkla rotacia magneta kampo trajektorio de la motora aerinterspaco. Ĝi generas trifazan modulan ondformon samtempe kaj kontrolas ĝin tiel, ke enskribita plurangulo proksimumas cirklon.

Post praktika uzo, ĝi estis plibonigita, tio estas, la enkonduko de frekvenca kompenso povas forigi la eraron de rapida kontrolo; la grandeco de fluo-ligo povas esti taksita tra religo por elimini la influon de statorrezisto ĉe malalta rapideco; la eliga tensio kaj kurento estas fermita buklo por plibonigi dinamikan precizecon kaj stabilecon. Tamen, ekzistas multaj ligiloj en la kontrolcirkvito, kaj neniu tordmomanta ĝustigo estas enkondukita, do la sistema rendimento ne estis esence plibonigita.

Vektora kontrolo (VC) reĝimo

La praktiko de vektora kontrolfrekvenca konverta rapidecreguligo devas konverti la statorfluojn Ia, Ib, kaj Ic de la nesinkrona motoro en la trifaza koordinatsistemo en ekvivalentan AC-fluon Ia1Ib1 en la dufaza senmova koordinatsistemo tra trifaza. -dufaza konvertiĝo, kaj tiam tra Laŭ la orientiĝo turnada transformo de la rotor magneta kampo, ĝi estas ekvivalenta al la DC-kurento Im1 kaj It1 en la sinkrona turnanta koordinatsistemo (Im1 estas ekvivalenta al la ekscita fluo de la DC-motoro; It1 estas ekvivalenta al la armatura kurento proporcia al la tordmomanto) kaj tiam imitas la DC-motoron En la kontrolmetodo, la kontrolkvanto de la DC-motoro estas akirita, kaj la kontrolo de la nesinkrona motoro estas realigita per la responda koordinata inversa transformo.

Ĝia esenco estas, ke la AC-motoro estas ekvivalenta al DC-motoro, kaj la du komponentoj de rapido kaj magneta kampo estas sendepende kontrolitaj. Kontrolante la rotoran fluo-ligon, kaj poste malkomponante la statoran fluon por akiri la du komponentojn de tordmomanto kaj magneta kampo, la koordinata transformo povas realigi la kvadraturon aŭ malkunligan kontrolon. La propono de la vektorkontrolmetodo havas epokfaran signifon. Tamen, en praktikaj aplikoj, pro la malfacileco precize observi la rotoran fluo-ligon, la sistemaj karakterizaĵoj estas tre tuŝitaj de la motoraj parametroj, kaj la vektora rotacia transformo uzata en la ekvivalenta DC-motora kontrolo-procezo estas pli komplika, kio malfaciligas ĝin por la fakta kontrolefiko por atingi idealan analizon. rezulto.

Rekta tordmomanta kontrolo (DTC) reĝimo

En 1985, profesoro DePenbrock de Ruhr-Universitato en Germanio proponis la rektan tordmomantan kontrolon de frekvenca konverta teknologio por la unua fojo. Ĉi tiu teknologio plejparte solvas la supre menciitajn mankojn de vektora kontrolo kaj rapide disvolviĝis kun novaj regideoj, simpla kaj klara sistema strukturo kaj bonega dinamika kaj statika agado.

Nuntempe, ĉi tiu teknologio estis sukcese aplikita al la alt-potenca AC-transsendo de elektra lokomotiva tirado. Rekta tordmomanta kontrolo rekte analizas la matematikan modelon de la AC-motoro en la statora koordinatsistemo kaj kontrolas la fluan ligon kaj tordmomanton de la motoro. Ĝi ne bezonas egaligi la AC-motoron al DC-motoro, tiel ŝparante multajn komplikajn kalkulojn en la vektora rotacia transformo; ĝi ne bezonas simuli la kontrolon de la DC-motoro, nek ĝi bezonas simpligi la matematikan modelon de la AC-motoro por malkunigo.

Reĝimo de kontrolo de Matrico AC-AC

VVVF-frekvenckonverto, vektora kontrola frekvenca konvertiĝo kaj rekta tordmomanta frekvenca konvertiĝo estas ĉiuj AC-DC-AC-frekvenckonvertoj. Iliaj komunaj malavantaĝoj estas malalta eniga povfaktoro, granda harmonia kurento, grandaj energistokaj kondensiloj por DC-cirkvitoj, kaj regenera energio ne povas esti provizita reen al la krado, tio estas, kvar-kvadranta operacio ne povas esti farita.

Tial, matrico AC-AC frekvenckonverto ekestis. Ĉar la matrica AC-AC-frekvenckonverto eliminas la mezan DC-ligon, la volumenaj kaj multekostaj elektrolizaj kondensiloj estas preterlasitaj. Ĝi povas rimarki, ke la potencfaktoro estas l, la eniga kurento estas sinusoida kaj povas funkcii en kvar kvadrantoj, kaj la potenca denseco de la sistemo estas alta. Kvankam la teknologio ankoraŭ ne estas matura, ĝi ankoraŭ altiras multajn akademiulojn fari profundajn esplorojn. Ĝia esenco estas ne nerekte kontroli la fluon, fluan ligon, ktp., sed realigi la tordmomanton rekte kiel la kontrolitan kvanton.

La specifa metodo estas:

Kontrolu la statoran fluan ligon kaj enkonduku la statoran fluon-observanton por realigi la rapidan sensensan reĝimon;

Aŭtomata identigo (ID) dependas de la preciza motora matematika modelo por aŭtomate identigi la motorajn parametrojn;

Kalkulu la realan valoron responda al la statora impedanco, reciproka induktanco, magneta saturiĝa faktoro, inercio, ktp. Kalkuli la realan tordmomanton, statoran fluo-ligon kaj rotorrapidecon por realtempa kontrolo;

Realigi Band-Band-kontrolon Laŭ la Band-Band-kontrolo de flua ligo kaj tordmomanto, PWM-signaloj estas generitaj por kontroli la ŝanĝan staton de la invetilo.

Matrico AC-AC-frekvenca konvertiĝo havas rapidan tordmomantan respondon (<2ms), altrapidan precizecon (± 2%, neniu PG-religon), kaj altan tordmomantan precizecon (<+3%); ĝi ankaŭ havas altan komencan rapidon Torque kaj altan tordmomantan precizecon, precipe ĉe malalta rapido (inkluzive de 0 rapido), ĝi povas eligi 150% ĝis 200% tordmomanton.

Kiel invetilo kontrolas motoron? Kiel la du estas kabligitaj?

La drataro de la invetilo por kontroli la motoron estas relative simpla, simila al la drataro de la kontaktilo. La tri ĉefaj elektraj linioj eniras kaj poste eliras al la motoro.

Antaŭ ĉio, ni rigardu la terminalojn de la invetilo. Kvankam ekzistas multaj markoj kaj malsamaj kablaj metodoj, la plej multaj el la fina stacioj de la invetilo ne estas tro malsamaj. Ĝi estas ĝenerale dividita en antaŭen kaj inversan ŝaltilon enigaĵon, kiu estas uzata por kontroli la antaŭen kaj inversan rotacion de multaj motoroj. La sugesta terminalo estas uzata por retrosciigo pri la kuranta stato de la motoro, inkluzive de la kura frekvenco, rapideco, misfunkciado, ktp. Por rapidreferenca kontrolo, kelkaj frekvenctransformiloj uzas potenciometrojn, dum aliaj uzas ŝlosilojn rekte.

Ĝi estas kontrolita per fizika drataro, kaj alia maniero estas iri tra la komunika reto. Multaj invetiloj nun subtenas komunikadkontrolon. Per ĉi tiu komunika linio, la motoro povas esti kontrolita por starti kaj halti, antaŭen kaj inversigi, ĝustigi rapidon ktp., kaj samtempe informoj de retrosciigo ankaŭ estas transdonita per komunikado.

Kio okazas al la eliga tordmomanto de motoro kiam ĝia rotacia rapideco (frekvenco) ŝanĝiĝas?

La startmomanto kaj maksimuma tordmomanto kiam movitaj per frekvenctransformilo estas pli malgrandaj ol tiuj rekte movitaj per komerca frekvenca elektroprovizo.

Kiam la motoro estas funkciigita per komerca frekvenca elektroprovizo, la ŝokoj de startado kaj akcelo estas tre grandaj, sed kiam la motoro estas funkciigita per frekvenca konvertilo, ĉi tiuj ŝokoj estos pli malfortaj. Potenca frekvenco rekta ekfunkciigo generos grandan ekfluon. Kiam oni uzas frekvenctransformilon, la eliga tensio kaj ofteco de la frekvenca konvertilo estas iom post iom aldonitaj al la motoro, do la ekfluo kaj efiko de la motoro estas pli malgrandaj.

Ĝenerale, la tordmomanto produktita de la motoro malpliiĝas kiam la frekvenco malpliiĝas (rapideco malpliiĝas). La reduktitaj realaj datumoj estos klarigitaj en iuj manlibroj pri invetilo.

Uzante la frekvenctransformilon kontrolitan de magneta fluo-vektoro, la manko de tordmomanto ĉe la malalta rapido de la motoro estos plibonigita, kaj la motoro povas eligi sufiĉan tordmomanton eĉ en la malaltrapida areo.

Kiam la frekvenca konvertilo estas ĝustigita al frekvenco pli granda ol 50Hz, la eliga tordmomanto de la motoro malpliiĝos.

La kutima motoro estas desegnita kaj fabrikita laŭ la tensio de 50Hz, kaj ĝia taksita tordmomanto ankaŭ estas donita ene de ĉi tiu tensiointervalo. Tial, la rapidecregulado sub la taksita frekvenco estas nomita konstanta tordmomanta rapidecregulado. (T=Te，P<=Pe)

Kiam la eliga frekvenco de la frekvenca konvertilo estas pli granda ol 50Hz, la tordmomanto generita de la motoro malpliiĝos en lineara rilato, kiu estas inverse proporcia al la frekvenco.

Kiam la motoro funkcias kun ofteco pli granda ol 50Hz, la ŝarĝo de la motoro devas esti konsiderata por malhelpi nesufiĉan motoran eligmomanton.

Ekzemple, la tordmomanto produktita de la motoro ĉe 100Hz estos reduktita al proksimume 1/2 de la tordmomanto produktita ĉe 50Hz.

Tial, la rapidecregulado super la taksita frekvenco estas nomita konstanta potenca rapidecregulado. (P=Ue*Ie)

Apliko de frekvenctransformilo super 50Hz

Kiel ni ĉiuj scias, por specifa motoro, ĝia nominala tensio kaj kurento estas konstantaj.

Ekzemple, la taksitaj valoroj de la invetilo kaj la motoro estas ambaŭ: 15kW/380V/30A, kaj la motoro povas funkcii super 50Hz.

Kiam la rotacia rapido estas 50Hz, la eliga tensio de la invetilo estas 380V kaj la kurento estas 30A. Nuntempe, se la eliga frekvenco pliiĝas al 60Hz, la maksimuma eliga tensio kaj kurento de la invetilo povas esti nur 380V/30A. Evidente, la eliga potenco restas senŝanĝa, do ni nomas ĝin konstanta potenco-rapideca reguligo.

Kio estas la situacio de tordmomanto ĉi-momente?

Ĉar P=wT(w; angula rapido, T: tordmomanto), ĉar P restas senŝanĝa kaj w pliiĝas, la tordmomanto malpliiĝos sekve.

Ni ankaŭ povas rigardi ĝin de alia angulo:

Motora statortensio U=E+I*R (I estas aktuala, R estas elektronika rezisto, E estas induktita potencialo)

Videblas, ke kiam U kaj I estas senŝanĝaj, ankaŭ E estas senŝanĝa.

Kaj E=k*f*X (k: konstanta; f: frekvenco; X: magneta fluo), do kiam f ŝanĝiĝas de 50–>60Hz, X malpliiĝos laŭe

Por la motoro, T=K*I*X (K: konstanta; I: kurento; X: fluo), do la tordmomanto T malpliiĝos kiam la fluo X malpliiĝas

Samtempe, kiam ĝi estas malpli ol 50Hz, ĉar I*R estas tre malgranda, kiam U/f=E/f estas konstanta, la magneta fluo (X) estas konstanta. La tordmomanto T estas proporcia al la fluo. Tial la troŝarĝa (tordmomanto) kapacito de la invetilo estas kutime priskribita per ĝia trokurenta kapablo, kaj ĝi estas nomita konstanta tordmomanto-rapideco-reguligo (la taksita kurento ne ŝanĝiĝas -> la maksimuma tordmomanto ne ŝanĝiĝas)

Konkludo: Kiam la eliga frekvenco de la invetilo pliiĝas de super 50Hz, la eliga tordmomanto de la motoro malpliiĝos

Aliaj faktoroj rilataj al eliga tordmomanto

La varmogenerado kaj varmodisipa kapablo determinas la eligan kurentkapablon de la invetilo, tiel influante la eligmomantan kapablon de la invetilo.

Kondukula ofteco: Ĝenerale, la taksita kurento de la invetilo baziĝas sur la plej alta portanta frekvenco, kiu povas garantii kontinuan eliron ĉe la plej alta ĉirkaŭa temperaturo. Se la portanta frekvenco estas reduktita, la motora kurento ne estos tuŝita. Sed la hejtado de komponantoj estos reduktita.

Ĉirkaŭa temperaturo: Nur ĉar ĝi detektas, ke la ĉirkaŭa temperaturo estas relative malalta, ĝi ne pliigos la nunan valoron de protekto de invetilo.

Alteco: Ĉar altitudo pliiĝas, ĝi influas kaj varmodissipadon kaj izolan efikecon. Ĝenerale, ĝi povas esti ignorita sub 1000m, kaj sufiĉas redukti la kapaciton je 5% ĉiu 1000m supre.

Kiom estas la taŭga frekvenco por la frekvenca konvertilo por kontroli la motoron?

En la supra aranĝo, ni lernis kial la invetilo estas uzata por kontroli la motoron, kaj kiel la invetilo kontrolas la motoron. La frekvenca konvertilo kontrolas la motoron, kaj ĝi povas esti resumita en du punktoj: unue, la frekvenca konvertilo kontrolas la komencan tension kaj frekvencon de la motoro; atingas glatan komencon kaj glatan halton; due, uzu la frekvenca konvertilo ĝustigas la rapidon de la motoro, kaj ĝustigu la rapidon de la motoro ŝanĝante la frekvencon.