Il-konvertitur tal-frekwenza huwa apparat li jikkonverti l-qawwa tal-frekwenza industrijali (50Hz jew 60Hz) f'qawwa AC ta 'frekwenzi varji biex tirrealizza l-operazzjoni b'veloċità varjabbli tal-muturi, li fiha ċ-ċirkwit ta' kontroll itemm il-kontroll taċ-ċirkwit prinċipali, iċ-ċirkwit tar-rettifikatur jikkonverti l-enerġija AC f'enerġija DC, iċ-ċirkwit intermedju DC twitti u jiffiltra l-output taċ-ċirkwit tar-rettifikatur, u ċ-ċirkwit tal-qawwa DC inverter jerġa 'jidawwar lura. Għall-inverters tal-kontroll tal-vettur, li jeħtieġu ħafna kalkoli, xi kultant huma meħtieġa CPU għall-kalkolu tat-torque u xi ċirkwiti korrispondenti. Ir-regolazzjoni tal-veloċità tal-inverter tinkiseb billi tinbidel il-frekwenza tal-provvista tal-enerġija għall-koljaturi tal-istator tal-mutur.
Hemm ħafna modi biex tikkategorizza l-konvertitur tal-frekwenza, skont il-klassifikazzjoni tal-modalità tax-xogħol taċ-ċirkwit prinċipali, jista 'jinqasam f'konvertitur tal-frekwenza tat-tip ta' vultaġġ-u kurrent-konvertitur tal-frekwenza tat-tip; skond il-klassifikazzjoni tal-mod ta 'swiċċjar, jista' jinqasam f'konvertitur ta 'frekwenza kkontrollata PAM-, konvertitur ta' frekwenza kkontrollata PWM- u konvertitur ta 'frekwenza ikkontrollata PWM-għoli ta' frekwenza ta '-tagħbija; skond il-klassifikazzjoni tal-prinċipju tax-xogħol, jista 'jinqasam fi V/f-konvertitur tal-frekwenza kkontrollata, konvertitur tal-frekwenza tal-kontroll tal-frekwenza rotazzjonali u konvertitur tal-frekwenza tal-kontroll tal-vettur, eċċ.; skond l-użu Skond il-klassifikazzjoni tal-prinċipju tax-xogħol, jista 'jinqasam f'inverter ta' skop ġenerali-, inverter speċjali ta'-prestazzjoni għolja, inverter ta '-frekwenza għolja, inverter ta'-fażi waħda u inverter-trifasi.
VVVF:ibdel il-vultaġġ, ibiddel il-frekwenza CVCF: vultaġġ kostanti, frekwenza kostanti. Il-provvista tal-enerġija AC użata f'diversi pajjiżi, kemm jekk għal djar jew fabbriki, għandha vultaġġ u frekwenza ta '400V/50Hz jew 200V/60Hz (50Hz), eċċ. Ġeneralment, apparat li jikkonverti kurrent alternanti b'vultaġġ u frekwenza fissi f'kurrent alternanti b'vultaġġ jew frekwenza varjabbli jissejjaħ "inverter". Sabiex jipproduċi vultaġġ u frekwenza varjabbli, l-apparat l-ewwel jikkonverti l-kurrent alternanti tal-provvista tal-enerġija għal kurrent dirett (DC).
L-invertituri użati għall-kontroll tal-mutur jistgħu jbiddlu kemm il-vultaġġ kif ukoll il-frekwenza.
Kif jaħdmu l-Konvertituri tal-Frekwenza
Aħna nafu li l-espressjoni tal-veloċità sinkronika ta 'bit bil-mutur AC:
n = 60 f (1-s)/p (1)
Fil-formula
n --- il-veloċità tal-mutur mhux sinkroniku;
f --- frekwenza tal-mutur mhux sinkroniku;
s --- rata ta 'rotazzjoni tal-mutur;
p---numru ta 'pari ta' arbli tal-mutur.
Mill-ekwazzjoni (1), wieħed jista 'jara li l-veloċità rotazzjonali n hija direttament proporzjonali għall-frekwenza f, sakemm il-frekwenza f tista' tinbidel biex tbiddel il-veloċità rotazzjonali tal-mutur, meta l-frekwenza f tinbidel fil-medda ta '0 sa 50Hz, il-firxa ta' aġġustament tal-veloċità tal-mutur hija wiesgħa ħafna. Il-konvertitur tal-frekwenza huwa billi tbiddel il-frekwenza tal-provvista tal-enerġija tal-mutur biex tirrealizza r-regolazzjoni tal-veloċità, hija mezz ideali ta 'effiċjenza għolja u regolazzjoni tal-veloċità ta' prestazzjoni għolja.
Modalità ta 'kontroll tal-konvertitur tal-frekwenza
Vultaġġ baxx ta '-vultaġġ ġenerali-għan tal-ħruġ tal-inverter huwa 380-650V, qawwa tal-ħruġ hija 0.75-400kW, frekwenza tax-xogħol hija 0-400Hz, u ċ-ċirkwiti prinċipali tagħha kollha jużaw ċirkwiti AC-DC-AC. Il-mod ta 'kontroll tiegħu għadda mill-erba' ġenerazzjonijiet li ġejjin.
1U/f=C mod ta 'kontroll tal-modulazzjoni tal-wisa' tal-polz sinusojdali (SPWM).
Ikkaratterizzat minn struttura ta 'ċirkwit ta' kontroll sempliċi, spiża aktar baxxa, karatteristiċi mekkaniċi tal-ebusija hija wkoll aħjar biex tissodisfa t-trażmissjoni ġenerali ta 'rekwiżiti ta' veloċità bla xkiel, intużat ħafna f'diversi oqsma tal-industrija. Madankollu, dan il-metodu ta 'kontroll bi frekwenza baxxa, minħabba l-vultaġġ tal-ħruġ aktar baxx, it-torque mill-waqgħa tal-vultaġġ tar-reżistenza tal-istator huwa aktar sinifikanti, sabiex it-torque massimu tal-ħruġ jitnaqqas. Barra minn hekk, il-karatteristiċi mekkaniċi tiegħu mhumiex iebsa daqs il-mutur DC, il-kapaċità tat-torque dinamika u l-prestazzjoni tal-veloċità statika mhumiex sodisfaċenti, u l-prestazzjoni tas-sistema mhix għolja, il-kurva tal-kontroll tinbidel mat-tagħbija, ir-rispons tat-torque huwa bil-mod, l-utilizzazzjoni tat-torque tal-mutur mhix għolja, il-veloċità baxxa minħabba r-reżistenza tal-istator u l-eżistenza tal-effett taż-żona mejta tal-prestazzjoni tal-inverter u deterjorazzjoni. Għalhekk, ir-regolazzjoni tal-veloċità tal-konverżjoni tal-frekwenza tal-kontroll tal-vettur ġiet studjata.
Metodu ta 'kontroll tal-vettur tal-ispazju tal-vultaġġ (SVPWM).
Hija bbażata fuq il-premessa ta 'l-effett ta' ġenerazzjoni ġenerali ta 'forom ta' mewġ ta 'tliet-fażijiet, sabiex tiġi approssimattiva t-trajettorja tal-kamp manjetiku ċirkolari li jdur ideali tal-vojt ta' l-arja tal-mutur għall-iskop li tiġġenera forom ta 'mewġ modulati ta' tliet -fażijiet kull darba, u kontroll fil-mod ta 'l-approssimazzjoni tal-poligonu tanġent ta' ġewwa taċ-ċirku. Ġie mtejjeb wara użu prattiku, jiġifieri, jiġi introdott kumpens tal-frekwenza, li jista 'jelimina l-iżball tal-kontroll tal-veloċità; l-amplitudni tal-katina manjetika hija stmata permezz ta 'feedback, li jelimina l-influwenza tar-reżistenza tal-istator f'veloċitajiet baxxi; u l-vultaġġ u l-kurrent tal-ħruġ huma magħluqa-looped biex itejbu l-eżattezza u l-istabbiltà tad-dinamika. Madankollu, iċ-ċirkwit ta 'kontroll għandu aktar rabtiet u ma jintroduċix regolazzjoni tat-torque, għalhekk il-prestazzjoni tas-sistema ma titjiebx b'mod fundamentali.
Metodu tal-kontroll tal-vettur (VC).
Il-prattika tal-kontroll tal-frekwenza tal-kontroll tal-vettur hija li tikkonverti l-kurrenti tal-istator Ia, Ib, Ic, tal-mutur mhux sinkroniku fis-sistema ta’ koordinati ta’ tliet fażijiet fil-kurrenti AC Ia1Ib1 fis-sistema ta’ koordinati stazzjonarji ta’ żewġ fażijiet permezz ta’ tliet -fażijiet - b’żewġ -trasformazzjoni, u mbagħad permezz tat-trasformazzjoni tal-fażijiet, u mbagħad trasformazzjoni rotanti skont l-orjentazzjoni tal-kamp manjetiku tar-rotor, li hija ekwivalenti għall-kurrenti DC Im1, It1 fis-sistema ta 'koordinati li jduru sinkroniku (Im1 hija ekwivalenti għall-(Im1 hija ekwivalenti għall-kurrent ta' eċċitazzjoni tal-mutur DC; It1 huwa ekwivalenti għall-kurrent tal-armatura li huwa proporzjonali għat-torque), u mbagħad jimita l-metodu ta 'kontroll ta' mutur DC biex tikseb il-mutur, kontroll u tirrealizza l-kwantità tal-mutur DC ta 'mutur mhux sinkroniku wara t-trasformazzjoni inversa korrispondenti tal-koordinati. Essenzjalment, il-mutur AC huwa ekwivalenti għal mutur DC, u ż-żewġ komponenti tal-veloċità u l-kamp manjetiku huma kkontrollati b'mod indipendenti. Billi tikkontrolla l-katina manjetika tar-rotor, u mbagħad tiddikomponi l-kurrent tal-istator biex tikseb it-torque u l-komponenti tal-kamp manjetiku, permezz tat-trasformazzjoni tal-koordinati, biex tirrealizza kontroll ortogonali jew diżakkoppjat. Il-proposta metodu ta' kontroll tal-vettur huwa ta' epoka-li jagħmel sinifikat. Madankollu, f'applikazzjonijiet prattiċi, minħabba li l-katina manjetika tar-rotor hija diffiċli biex tosserva b'mod preċiż, il-karatteristiċi tas-sistema huma affettwati ħafna mill-parametri tal-mutur, u t-trasformazzjoni rotazzjonali tal-vettur użata fil-proċess ta 'kontroll ta' mutur DC ekwivalenti hija aktar ikkumplikata, li jagħmilha diffiċli għall-effett ta 'kontroll attwali biex jinkisbu r-riżultati ta' analiżi ideali.
Metodu ta 'kontroll dirett tat-torque (DTC).
Fl-1985, Prof. DePenbrock ta ' l-Università ta ' Ruhr fil-Ġermanja l-ewwel ippropona t-teknoloġija tal-konverżjoni tal-frekwenza tal-kontroll dirett tat-torque. Din it-teknoloġija solviet ħafna n-nuqqasijiet tal-kontroll tal-vettur ta 'hawn fuq, u ġiet żviluppata malajr b'ideat ġodda ta' kontroll, struttura ta 'sistema konċiża u ċara, u prestazzjoni dinamika u statika eċċellenti. Fil-preżent, din it-teknoloġija ġiet applikata b'suċċess għal drives AC ta'-qawwa għolja għal trazzjoni ta' lokomottivi elettriċi. Il-kontroll dirett tat-torque janalizza l-mudell matematiku tal-mutur AC direttament fis-sistema tal-koordinati tal-istator biex jikkontrolla l-katina manjetika u t-torque tal-mutur. M'għandux għalfejn iqabbel il-mutur AC ma 'mutur DC, u b'hekk jelimina ħafna kalkoli kumplessi fit-trasformazzjoni tar-rotazzjoni tal-vettur; m'għandux għalfejn jimita l-kontroll ta 'mutur DC, u lanqas ma jeħtieġ li jissimplifika l-mudell matematiku tal-mutur AC għad-diżakkoppjar.
Metodu ta' kontroll tal-Matrix AC-AC
Inverter VVVF, inverter ta' kontroll tal-vettur, u inverter ta' kontroll dirett tat-torque huma t-tipi kollha ta' AC-DC-AC inverter. L-iżvantaġġi komuni tagħhom huma fattur ta 'qawwa ta' input baxx, kurrenti armoniċi għoljin, il-ħtieġa għal capacitors kbar ta 'ħażna ta' enerġija fiċ-ċirkwit DC, u l-enerġija riġenerattiva ma tistax tiġi mitmugħa lura lill-grilja, jiġifieri, operazzjoni ta 'erba' -kwadrant mhix possibbli. Għal din ir-raġuni, il-matriċi AC-AC inverter daħal fis-seħħ. Peress li l-inverter AC-AC matriċi jelimina l-link DC intermedju, u b'hekk jelimina d-daqs kbir, capacitors elettrolitiċi għaljin. Jista 'jirrealizza l-fattur tal-qawwa ta' l, il-kurrent tad-dħul huwa sinusojdali u jista 'jopera f'erba' kwadranti, id-densità tal-qawwa tas-sistema hija kbira. It-teknoloġija għadha mhix matura, iżda xorta tattira ħafna studjużi biex jistudjaw fil-fond. L-essenza tagħha mhix li tikkontrolla indirettament il-kurrent, il-katina manjetika u kwantitajiet oħra, iżda li tirrealizza t-torque direttament bħala l-kwantità kkontrollata. Il-metodi speċifiċi huma:
--Kontroll tal-katina manjetika tal-istator biex tintroduċi l-osservatur tal-katina manjetika tal-istator biex tirrealizza l-metodu mingħajr sensor tal-veloċità;
--Identifikazzjoni awtomatika (ID) tiddependi fuq mudell matematiku preċiż tal-mutur biex tidentifika awtomatikament il-parametri tal-mutur;
--Ikkalkula l-valur attwali li jikkorrispondi għall-impedenza tal-istator, inductance reċiproka, fattur ta 'saturazzjoni manjetika, inerzja, eċċ. Ikkalkula t-torque attwali, katina manjetika tal-istator, veloċità tar-rotor għal kontroll f'ħin reali;
--Irrealizza l-kontroll Band-Band biex tiġġenera sinjali PWM skont il-kontroll Band-Band tal-katina manjetika u t-torque biex tikkontrolla l-istat tal-iswiċċjar tal-inverter.
Matrix AC-AC inverter għandu rispons mgħaġġel tat-torque (＜2ms), preċiżjoni ta 'veloċità għolja (± 2%, ebda feedback PG), preċiżjoni għolja tat-torque (＜+3%); għandu wkoll torque tal-bidu għoli u preċiżjoni għolja tat-torque, speċjalment f'veloċitajiet baxxi (inklużi veloċitajiet 0), jista 'jagħti torque ta' 150% -200%.