Wir alle wissen, dass der Frequenzwandler in elektrische Arbeiten eine Technologie beherrschen sollte. Die Verwendung von Frequenzwandlern zur Steuerung des Motors ist eine häufigere Methode der elektrischen Steuerung. Einige erfordern auch, dass dies geschickt verwendet werden muss. Heute werde ich die relevanten Wissenspunkte mit einem flachen Wissen, Inhalt oder Wiederholung organisieren und zusammenfassen, um diese wunderbare Beziehung zwischen dem Frequenzwandler und dem Motor mit Ihnen zu teilen.
Warum dann mit dem Wechselrichter den Motor steuern?
Beginnen wir mit einem kurzen Verständnis dieser beiden Geräte.
Der Motor ist eine induktive Belastung, die die Stromänderung beeinträchtigt und während des Starts eine große Stromänderung erzeugt.
Frequenzwandler ist die Verwendung von Leistungssemikonduktorgeräten für die Wirkung des Stromfrequenzstromverbrauchs wird in eine andere Frequenz der elektrischen Energiesteuerungsvorrichtung umgewandelt. Es besteht hauptsächlich aus zwei Teilen der Schaltung, einer ist der Hauptschaltkreis (Gleichrichtermodul, Elektrolytkondensator und Wechselrichtermodul) und der andere ist die Steuerschaltung (Schaltversorgungsscheibe, Steuerschaltkreisplatine).
Um den Startstrom des Motors zu reduzieren, insbesondere für Motoren mit höherer Leistung, desto höher ist der Startstrom, desto höher ist der übermäßige Startstrom eine größere Belastung für das Stromversorgungs- und Verteilungsnetz und den Frequenzumwandler Kann dieses Startproblem lösen, sodass der Motor reibungslos starten kann, ohne übermäßigen Startstrom zu verursachen.
Eine weitere Funktion des Frequenzwandlers besteht darin, die Geschwindigkeit des Motors zu regulieren. Viele Gelegenheiten müssen die Geschwindigkeit des Motors steuern, um eine bessere Produktivität zu erzielen, und die Frequenzwandlergeschwindigkeitskontrolle war das größte Highlight, der Frequenzwandler, indem die Frequenz von geändert wird die Stromversorgung, um den Zweck der Steuerung der Geschwindigkeit des Motors zu erreichen.
Was sind die Frequenzwandlersteuermethoden?
Die fünf am häufigsten verwendeten Wechselrichtermotorsteuerung sind wie folgt:
Niedrigspannungs-Wechselrichter-Ausgangsspannung ist 380-650 v, die Ausgangsleistung ist 0. 75-400 kw, Arbeitsfrequenz ist 0-400 Hz und seine Hauptkreise alle adoptieren ac act ac act ac act ac act AC -DC-AC-Schaltung. Der Steuermodus hat die folgenden vier Generationen durchlaufen.
1U/f=C Sinusoidal Impulsbreitenmodulation (SPWM) Steuermodus
Durch eine einfache Struktur der Steuerschaltung, niedrigere Kosten, sind die mechanischen Eigenschaften der Härte auch besser, um die allgemeine Übertragung von Anforderungen an die reibungslose Geschwindigkeit zu erfüllen, und in verschiedenen Industriebereichen weit verbreitet.
Diese Kontrollmethode bei niedriger Frequenz aufgrund der niedrigeren Ausgangsspannung ist das Drehmoment des Statorwiderstandsspannungsabfalls jedoch signifikanter, sodass das maximale Drehmoment des Ausgangs verringert wird.
Darüber hinaus sind seine mechanischen Eigenschaften nicht so schwierig wie DC -Motor, die dynamische Drehmomentkapazität und die statische Geschwindigkeitsleistung sind nicht zufriedenstellend und die Systemleistung ist nicht hoch, die Steuerkurve ändert sich mit der Last, die Drehmomentreaktion ist langsam, die Die motorische Drehmomentnutzung ist nicht hoch, die niedrige Geschwindigkeit aufgrund des Statorwiderstandes und der Existenz des Wechselrichter -Totband -Effekts und der Leistungsverschlechterung, der Stabilitätsverschlechterung usw. Daher wurde die Umwandlungsgeschwindigkeitsregulation der Vektorsteuerungsfrequenz untersucht.
Spannungsraum -Vektor -Steuermethode (SVPWM)
Es basiert auf der Prämisse des Gesamtgenerierungseffekts von Drei-Phasen-Wellenformen der Weg der inneren Polygonannäherung des Kreises.
Es wurde nach dem praktischen Gebrauch verbessert, dh die Frequenzkompensation wird eingeführt, wodurch der Fehler der Geschwindigkeitskontrolle beseitigt wird. Die Magnetkettenamplitude wird durch Rückkopplung geschätzt, wodurch der Einfluss des Statorwiderstands bei niedrigen Geschwindigkeiten eliminiert wird. Die Ausgangsspannung und der Strom werden geschlossen, um die Genauigkeit und Stabilität der Dynamik zu verbessern. Die Steuerschaltung hat jedoch mehr Verbindungen und führt jedoch nicht die Drehmomentregulierung ein, sodass die Systemleistung nicht grundlegend verbessert wird.
Vektorkontrollmethode (VC)
Die Praxis der Frequenzregelung der Vektorsteuerung besteht darin, den Statorstrom Ia IB, IC, eines asynchronen Motors im Dreiphasenkoordinatensystem in den Wechselstrom-IA1IB1 im zweiphasigen stationären Koordinatensystem über drei Phasen-Zwei- zwei-1ib1 umzuwandeln Phasentransformation und dann durch die Drehtransformation gemäß der Rotormagnetfeldorientierung, die dem synchronen rotierenden Koordinatensystem in den Gleichstromstrom iM1 entspricht. IT1 (IM1 ist gleich dem (IM1 entspricht dem Anregungsstrom des Gleichstrommotors; IT1 entspricht dem Ankerstrom, der proportional zum Drehmoment ist) und nachahmte dann die Kontrollmethode des Gleichstrommotors, um die Kontrollmenge von DC zu erhalten Motor und realisieren die Kontrolle des asynchronen Motors nach der entsprechenden inversen Transformation von Koordinaten.
Im Wesentlichen entspricht der Wechselstrommotor einem Gleichstrommotor, und die beiden Komponenten von Geschwindigkeit und Magnetfeld werden unabhängig gesteuert. Durch die Steuerung der Rotormagnetkette und dann des Statorstroms, um das Drehmoment und die Magnetfeldkomponenten durch die Koordinatentransformation zu erhalten, um orthogonale oder entkoppelte Steuerung zu realisieren. Die vorgeschlagene Vektorkontrollmethode ist von epocherischer Bedeutung. In praktischen Anwendungen ist jedoch aufgrund der Rotormagnetkette schwer zu beobachten, dass die Systemmerkmale durch die motorischen Parameter stark beeinflusst werden, und die im Steuerung des äquivalenten Gleichstrommotors verwendete Vektorrotationstransformation ist komplizierter, was es macht, was es macht Schwierig für den tatsächlichen Kontrolleffekt, die Ergebnisse der idealen Analyse zu erzielen.
DTC -Methode (direkte Drehmomentkontrolle)
Im Jahr 1985 schlug Prof. Depenbrock von der Ruhr University in Deutschland erstmals die Direct Drehmoment Control Frequency Conversion -Technologie vor. Diese Technologie hat die Mängel der oben genannten Vektorkontrolle weitgehend gelöst und wurde mit neuartigen Kontrollideen, präzisen und klaren Systemstruktur sowie einer hervorragenden dynamischen und statischen Leistung rasch entwickelt.
Gegenwärtig wurde diese Technologie erfolgreich auf Hochleistungs-Wechselstromantriebe für die elektrische Lokomotivtraktion angewendet. Direkter Drehmomentkontrolle analysiert das mathematische Modell des Wechselstrommotors direkt im Statorkoordinatensystem, um die Magnetkette und das Drehmoment des Motors zu steuern. Es muss den Wechselstrommotor nicht mit einem Gleichstrommotor gleichsetzen, wodurch viele komplexe Berechnungen in der Vektorrotationstransformation beseitigt werden. Es muss weder die Kontrolle eines DC -Motors nachahmen, noch das mathematische Modell des Wechselstrommotors zur Entkopplung zu vereinfachen.
Matrix AC-AC-Kontrollmethode
VVVF-Wechselrichter, Wechselrichter der Vektorsteuerung und Direktmomentkontrolle sind alle Arten von AC-DC-AC-Wechselrichter. Ihre häufigen Nachteile sind ein niedriger Eingangsleistungspunkt, hohe harmonische Ströme, die Notwendigkeit großer Energiespeicherkondensatoren im DC-Schaltkreis, und die regenerative Energie kann nicht an das Netz zurückgeführt werden, dh vier Quadrant-Betrieb ist nicht möglich.
Aus diesem Grund entstand der Matrix AC-AC-Wechselrichter. Da die Matrix AC-AC-Wechselrichter die intermediäre Gleichstromverbindung beseitigt und so die großen und teuren Elektrolytkondensatoren beseitigt. Es kann den Leistungsfaktor von L realisieren, der Eingangsstrom ist sinusförmig und kann in vier Quadranten betrieben werden. Die Leistungsdichte des Systems ist groß. Die Technologie ist noch nicht ausgereift, zieht aber immer noch viele Wissenschaftler an, um eingehend zu studieren. Seine Essenz besteht nicht darin, die Strom-, Magnetkette und andere Größen indirekt zu steuern, sondern das Drehmoment direkt als kontrollierte Menge zu realisieren.
Die spezifische Methode ist:
Die Steuerung der Statormagnetkette führt den Statormagnetkettenbeobachter ein, um die methodische Geschwindigkeitssensor zu realisieren.
Die automatische Identifizierung (ID) basiert auf einem genauen mathematischen Modell des Motors, um die Motorparameter automatisch zu identifizieren.
Berechnen Sie die tatsächlichen Werte, die Statorimpedanz, gegenseitiger Induktivität, Magnetsättigungsfaktor, Trägheit usw. entsprechen. Berechnen Sie das tatsächliche Drehmoment, die Statormagnetkette, die Rotorgeschwindigkeit für die Echtzeitregelung;
Die Realisierung der Bandbandsteuerung erzeugt PWM-Signale gemäß der Bandband-Kontrolle der Magnetkette und des Drehmoments, um den Wechselrichterschaltzustand zu steuern.
Matrix AC-AC-Wechselrichter hat eine schnelle Drehmomentantwort (<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.
Wie steuern Sie den Motor mit Frequenzwandler? Wie werden sie verdrahtet?
Die Frequenzwandlersteuerungsmotorkabel ist relativ einfach, wobei die Verkabelung des Schützs nahezu gleich ist, drei Netzstrom in die Linie und dann aus der Linie zum Motor, aber eine der Einstellungen des genannten Steuerelements, die Kontrolle des Der Frequenzwandler ist mehr als eine andere Art und Weise.
Schauen wir uns zunächst die Wechselrichterterminals an, obwohl die Marke mehr ist, ist die Verkabelung auch anders, aber die meisten Wechselrichter -Terminals sind nicht zu viel. Im Allgemeinen unterteilt in positive und negative Schalteingänge und verwendet, um den Motor mehr als den Beginn von positivem und negativem Start zu steuern. Feedback -Terminal, verwendet, um den Laufstatus des Motors zu feedback, einschließlich Lauffrequenz, Geschwindigkeit, Fehlerstatus usw. Geschwindigkeitseinstellungssteuerung, ein Frequenzwandler wird Potentiometer verwendet, von denen einige direkt mit dem Schlüssel zugänglich sind.
Durch die physische Verkabelung, um die Art und Weise zu steuern, besteht eine andere Möglichkeit, zum Kommunikationsnetz zu gelangen, viel Frequenzwandler unterstützt jetzt die Kommunikationskontrolle. Die Geschwindigkeit usw. Gleichzeitig werden die Feedback -Informationen auch durch die Kommunikation übertragen.
Was passiert mit dem Ausgangsdrehmoment, wenn die Drehzahl (Frequenz) des Motors geändert wird?
Das Startdrehmoment und das maximale Drehmoment eines Wechselrichterantriebs sind geringer als das eines Direktantriebs mit einer industriellen Stromversorgung.
Motoren haben große Start- und Beschleunigungsschocks, wenn sie von einer industriellen Netzteil angetrieben werden, aber diese Schocks sind schwächer, wenn sie mit einem Wechselrichter angetrieben werden. Direkter Abschluss der Industriefrequenz erzeugt einen großen Startstrom. Bei Verwendung eines Frequenzwandlers werden die Ausgangsspannung und Frequenz des Frequenzwandlers allmählich zum Motor hinzugefügt, sodass der Motorstartstrom und der Einfluss kleiner sind.
Normalerweise nimmt das vom Motor erzeugte Drehmoment mit der Frequenz (Geschwindigkeitsreduzierung) ab. Die tatsächlichen Daten für die Reduzierung finden Sie in einigen Wechselrichterhandbüchern zur Illustration.
Durch die Verwendung eines Wechselrichters mit Flussvektorkontrolle wird das mangelnde Drehmoment bei niedrigen Motordrehzahlen verbessert, und der Motor führt auch in der niedrigen Geschwindigkeitszone ausreichend Drehmoment.
Wenn der Frequenzwandler zu einer Frequenz von mehr als 50 Hz geschwindigkeit kontrolliert wird, wird das Ausgangsdrehmoment des Motors verringert.
Normalerweise werden Motoren für 50 -Hz -Spannung ausgelegt und hergestellt, und ihr Nennmoment wird auch in diesem Spannungsbereich angegeben. Daher wird die Geschwindigkeitsregelung unterhalb der Nennfrequenz als konstante Drehmomentdrehzahlregulation bezeichnet. (T=te, p<=Pe)
Wenn die Ausgangsfrequenz des Wechselrichters mehr als 50 Hz Frequenz beträgt, muss das vom Motor erzeugte Drehmoment in einer linearen Beziehung umgekehrt proportional zur Frequenz abnehmen.
Wenn der Motor mit einer Geschwindigkeit von mehr als 50 Hz Frequenz betrieben wird, muss die Größe der Motorbelastung berücksichtigt werden, um einen Mangel an Motorausgangsdrehmoment zu verhindern.
Zum Beispiel wird das Drehmoment, das von einem Motor bei 100 Hz erzeugt wird, auf ungefähr 1/2 des bei 50 Hz erzeugten Drehmoments reduziert.
Daher wird die Geschwindigkeitsregelung über der Nennfrequenz als konstante Stromgeschwindigkeitsregelung bezeichnet. (P=ue*dh)
Anwendung des Frequenzwandlers über 50 Hz
Wie Sie wissen, sind für einen bestimmten Motor seine Nennspannung und der Nennstrom konstant.
Beispielsweise betragen Wechselrichter- und Motorbewertungswerte: 15 kW/380 V/30a, der Motor kann über 50 Hz funktionieren.
Wenn die Geschwindigkeit von 50 Hz, die Ausgangsspannung des Wechselrichters 380 V beträgt, beträgt der Strom 30a. Wenn Sie die Ausgangsfrequenz auf 60 Hz erhöhen, kann die maximale Ausgangsspannung und der Strom des Wechselrichter ist klar, dass die Ausgangsleistung unverändert bleibt, sodass wir sie konstante Stromgeschwindigkeitsregelung nennen.
Wie ist die Drehmomentsituation zu dieser Zeit?
Weil P=WT (w; Winkelgeschwindigkeit, T: Drehmoment), weil P unverändert ist, wird W erhöht, sodass das Drehmoment entsprechend reduziert wird.
Wir können es uns auch anders ansehen:
Die Statorspannung des Motors u=e + i * r (i ist der Strom, R ist der elektronische Widerstand, e ist das induzierte Potential)
Es ist ersichtlich, dass E auch konstant ist, wenn u und ich konstant sind.
And E=k*f*X (k: constant; f: frequency; X: magnetic flux), so when f from 50 -->60 Hz, x wird entsprechend reduziert
Für einen Motor t=k*i*x (k: konstant; i: Strom; x: Fluss), so dass das Drehmoment t mit dem Fluss x abnimmt.
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 -->konstantes maximales Drehmoment)
Schlussfolgerung: Das Ausgangsdrehmoment des Motors nimmt ab, wenn die Ausgangsfrequenz des Wechselrichters von 50 Hz oder mehr erhöht wird.
Andere Faktoren im Zusammenhang mit dem Ausgangsdrehmoment
Wärmeerzeugung und Wärmeableitungsfähigkeit bestimmen die Ausgangsstromfähigkeit des Wechselrichters und beeinflussen somit die Fähigkeit des Ausgangsdrehmoments des Wechselrichters.
Trägerfrequenz: Der vom allgemeinen Wechselrichter gekennzeichnete Nennstrom ist die höchste Trägerfrequenz. Die höchste Umgebungstemperatur kann den kontinuierlichen Ausgangswert sicherstellen, die Trägerfrequenz verringern, der Motorstrom wird nicht betroffen. Die Erwärmung der Komponenten wird jedoch reduziert.
Umgebungstemperatur: So wie sie den Wechselrichterschutzstromwert nicht erhöht, wenn die umgebende Temperatur als niedriger erfasst wird.
Höhe: Eine erhöhte Höhe wirkt sich auf die Leistung der Wärme und Isolationsleistung aus. Im Allgemeinen können unter 1000 m ignoriert werden, über 1000 Meter, um die Kapazität von 5% zu verringern.