векторный частотный преобразователь что это

Асинхронный двигатель — двигатель переменного тока, в котором токи в обмотках статора создают вращающееся магнитное поле. Это магнитное поле индуктирует токи в обмотке ротора и, действуя на эти токи, увлекает за собой ротор.

Однако для того, чтобы во вращающемся роторе вращающееся магнитное поле статора индуктировало токи, ротор в своем вращении должен немного отставать от вращающегося, поля статора. Поэтому в асинхронном двигателе скорость вращения ротора всегда немного меньше скорости вращения магнитного поля (которая определяется частотой переменного тока, питающего двигатель).

Отставание ротора от вращающегося магнитного поля статора (скольжение ротора) тем больше, чем больше нагрузка двигателя. Отсутствие синхронизма между вращением ротора и магнитного поля статора — характерная черта асинхронного двигателя, от которой и происходит его название.

Вращающееся магнитное поле в статоре создается с помощью обмоток, питаемых токами, сдвинутыми по фазе. Обычно для этой цели применяется трехфазный переменный ток. Существуют также однофазные асинхронные двигатели, в которых сдвиг фаз между токами в обмотках создается включением различных реактивных сопротивлений в обмотки.

С целью регулировки угловой скорости вращения ротора, а также крутящего момента на валу современных бесщеточных двигателей, применяют либо векторное, либо скалярное управление электроприводом.

векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это

Более всего распространение получило скалярное управление асинхронным двигателем, когда для управления например скоростью вращения вентилятора или насоса, достаточно удерживать постоянной скорость вращения ротора, для этого хватает сигнала обратной связи от датчика давления или от датчика скорости.

Принцип скалярного управления прост: амплитуда питающего напряжения является функцией частоты, причем отношение напряжения к частоте оказывается приблизительно постоянным.

Конкретный вид этой зависимости связан с нагрузкой на валу, однако принцип остается таковым: повышаем частоту, а напряжение при этом пропорционально повышается в зависимости от нагрузочной характеристики данного двигателя.

В итоге магнитный поток в зазоре между ротором и статором поддерживается почти постоянным. Если же отношение напряжения к частоте отклонить от номинального для данного двигателя, то двигатель либо перевозбудится, либо недовозбудится, что приведет к потерям в двигателе и к сбоям в рабочем процессе.

векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это

Таким образом скалярное управление позволяет добиться почти постоянного момента на валу в рабочем диапазоне частот независимо от частоты, однако на низких скоростях момент все же снижается (чтобы этого не произошло, необходимо повысить отношение напряжения к частоте), поэтому для каждого двигателя имеет место строго определенный рабочий диапазон скалярного управления.

Кроме того, невозможно построить систему скалярного регулирования скорости без датчика скорости, установленного на валу, ибо нагрузка сильно влияет на отставание реальной скорости вращения ротора от частоты питающего напряжения. Но даже с датчиком скорости при скалярном управлении не получится с высокой точностью регулировать момент (по крайней мере так, чтобы это было экономически целесообразно).

В этом и заключаются недостатки скалярного управления, объясняющие относительную немногочисленность сфер его применения, ограниченных в основном обычными асинхронными двигателями, где зависимость скольжения от нагрузки не является критичной.

векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это

Для избавления от названных недостатков, в далеком 1971 году инженеры компании Сименс предложили использовать векторное управление двигателем, при котором контроль осуществляется с обратной связью по величине магнитного потока. Первые системы векторного управления содержали датчики потока в двигателях.

векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это

Сегодня подход к данному методу несколько иной: математическая модель двигателя позволяет рассчитывать скорость вращения ротора и момент на валу в зависимости от текущих токов фаз (от частоты и величин токов в обмотках статора).

Этот более прогрессивный подход предоставляет возможность независимо и почти безынерционно регулировать как момент на валу, так и скорость вращения вала под нагрузкой, ибо в процессе управления учитываются еще и фазы токов.

Некоторые более точные системы векторного управления оснащены схемами обратной связи по скорости, при этом системы управления без датчиков скорости именуются бездатчиковыми.

Так, в зависимости от области применения того или иного электропривода, его система векторного управления будет иметь свои особенности, свою степень точности регулировки.

Когда требования к точности регулировки скорости допускают отклонение до 1,5%, а диапазон регулировки — не превышает 1 к 100, то бездатчиковая система вполне подойдет. Если же требуется точность регулировки скорости с отклонением не более 0,2%, а диапазон сводится до 1 к 10000, то необходимо наличие обратной связи по датчику скорости на валу. Наличие датчика скорости в системах векторного управления позволяет точно регулировать момент даже при низких частотах до 1 Гц.

векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это

Итак, векторное управление дает следующие преимущества. Высокую точность управления скоростью вращения ротора (и без датчика скорости на нем) даже в условиях динамически изменяющейся нагрузки на валу, при этом рывков не будет. Плавное и ровное вращение вала на малых скоростях. Высокий КПД в силу низких потерь в условиях оптимальных характеристик напряжения питания.

Не обходится векторное управление без недостатков. Сложность вычислительных операций. Необходимость задавать исходные данные (параметры регулируемого привода).

Для группового электропривода векторное управление принципиально не годится, здесь лучше подойдет скалярное.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Векторные преобразователи частоты

Векторные преобразователи частоты наиболее полно учитывают особенности электродвигателей. У систем с векторными частотными преобразователями высокое быстродействие, точность и широкий диапазон регулировки.

Модели приборов и аналоги

В сводной таблице приведен краткий совокупный обзор частотных преобразователей по производителям. Подробную информацию о линейках и самих приборах можно узнать на соответствующих страницах.

ПроизводительДиапазон мощностейВходРегуляторы процессаУровень защитыТемпература средыПримечания, особенности
Innovert ITD
векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это
0,4…800 кВт1Ф 220В
3Ф 380В
ПИДIP31
IP65
-10…+40°СВстроенная защита от перенапряжения, КЗ и обрыва фаз
Lenze SMV
векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это
0,25…45 кВт1Ф или 3Ф 220В
3Ф 380В
3Ф 600В
ПИДIP31
IP65
-10…+55°СДоступно дополнительное оборудование
Delta VFD-E
векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это
0,02…22 кВт1Ф 220В
3Ф 460В
ПИДIP20-10…+50°СКомпактный экономичный преобразователь
Delta VFD-VE
векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это
0,75…75 кВт1Ф 220В
3Ф 460В
ПИДIP20-10…+40°СДоступны специализированные модели
Delta C2000
векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это
0,75…355 кВт3Ф 230В
3Ф 460В
ПИДIP20-10…+50°СУсовершенствованный универсальный ПЧ
Delta CFP2000
векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это
0,75…90 кВт3Ф 460ВПИДIP55-10…+50°СДля управления двигателями насосов и вентиляторов,
с высокой степенью защиты
Delta MS300
векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это
0,2…22 кВт1Ф 115В
1Ф 230В
3Ф 230В
3Ф 460В
ПИДIP20/
IP40
-20…+60°СУлучшенная в сравнении с VFD-E и VFD-M серия векторных приводов.
INSTART
векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это
0,37…630 кВт1Ф 220В
3Ф 380В
ПИДIP20-10…+40°СШирокий диапазон мощностей. Доступны специализированные модели
AD80
векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это
0,37…4,0 кВт1Ф 220В
3Ф 380В
ПИДIP20-10…+45°СПреобразователи частоты с расширенным набором функций для применения в различных механизмах
AD800B
векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это
0,37…22 кВт1Ф 220В
3Ф 380В
ПИДIP20-10…+45°СМодульные частотные преобразователи для управления асинхронными и синхронными двигателями в легком и тяжелом режимах

векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это

Области применения векторных частотных преобразователей

Области применения векторных и скалярных преобразователей схожи, т.к. объект управления один и тот же. Однако, есть сферы, где векторные наиболее предпочтительны:

Назначение векторных преобразователей частоты

В общем смысле назначение векторных ПЧ также схоже со скалярными. Отличие заключается в более точном управлении отдельными двигателями:

Преимущества

Векторные ПЧ обладают преимуществами:

Недостатки

Недостатки преобразователей с векторным управлением:

Принцип работы векторных частотных преобразователей

Векторный преобразователь, в отличие от скалярного, использует математическую модель двигателя. В этом случае объектом управления становится не только поле статора, но еще и ротора + учитывается их взаимодействие. Помимо выходной частоты и тока преобразователя используется также фаза выходного тока. Таким образом, обеспечивается почти безынерционное регулирование скорости вращения и момента вала.

Существует две основные системы такого управления АД – бездатчиковые и с обратной связью. В общем, структура скалярного и векторного ПЧ схожа – они преобразуют входное сетевое напряжение в выходное по своим законам регулирования.

Источник

Векторный частотный преобразователь что это

Технические различия между векторными и скалярными частотными

Вопрос: На рынке представлены векторные и скалярные частотные преобразователи, причем

векторные ощутимо дороже. Каковы технические различия между ними?

Вопрос не так прост, чтобы ответить на него односложным образом. Сами по себе термины

«векторный» и «скалярный» являются неточными применительно к характеристике

частотных преобразователей. Поскольку речь идет по существу о параметре переменного

тока, то использование термина «скалярный» вообще недопустимо. Из курса элементарной

значение, и направление. В этой связи разделение частотных преобразователей на скалярные

и векторные в принципе некорректно, и отражает стремление менеджеров торговых

компаний обосновать более высокие цены на один из типов преобразователей, якобы имеющий превосходство над другим.

Что касается технической стороны дела, она заключается в следующем.

Основным способом корректировки вращающего момента на валу электродвигателя является

изменение частоты и величины тока обмоток статора, что приводит к изменению силы его

вращающегося магнитного поля. Большинство частотных преобразователей устроены таким

образом, что дают возможность пользователю настроить характеристику выходных

электрических параметров под конкретный вид оборудования. Например, в зависимости от

величины момента инерции приводимого в движение оборудования можно придать

характеристике выходного тока преобразователя линейный, параболический или гиперболический вид.

Так, если необходимо стронуть с места тяжелую массу на приводимом в движение

транспортере, характеристике выходного тока следует придать гиперболический вид. Водяные насосы и вентиляторы желательно приводить в движение по параболической

кривой, что дает экономию электроэнергии. По этому алгоритму работают практически все

частотные преобразователи, называемые неправильным термином «скалярные», более точным названием которых было бы: «частотные преобразователи с предварительной настройкой частоты и величины выходного тока».

Другим эффективным средством повышения момента на валу электродвигателя является

использование 3-й гармоники выходного тока, вектор которой, как и кратных ей более

высоких гармоник, вращается в ту же сторону, что и вектор тока основной гармоники (50

Гц), т.е., имеет прямую последовательность. Другие же вращаются в обратном направлении

и имеют обратную последовательность. Общий ток нейтрали, вычисляемый по формуле:

может превышать фазные токи, поскольку амплитуда колебаний третьей гармоники

существенно больше амплитуд последующих гармоник. Данный эффект может быть

использован для увеличения мощности выходного тока и увеличения момента на валу двигателя.

Инженерная мысль, однако, не стоит на месте и некоторые разработчики приняли решение

использовать для управления моментом на валу двигателя не только частоту и силу

питающего тока, но и его фазу. Кстати, именно отсюда появился и начал гулять по интернету и рекламным изданиям термин «векторный» частотный преобразователь.

Первые попытки создать частотный преобразователь с управлением моментом двигателя по фазе питающего тока строились на измерении параметров выходного тока и напряжения (по

аналогии с электросчетчиком) и вычислении необходимого сдвига фаз. Эти попытки

оказались недостаточно эффективными, особенно на малых скоростях вращения двигателя,

хотя для этой цели использовались процессоры с внушительными вычислительными мощностями.

Технические различия между векторными и скалярными частотными

Лучших результатов удалось достичь путем введения контура обратной связи для контроля

положения ротора двигателя. Используя обратную связь по скорости вращения ротора

двигателя и, вычисляя в режиме текущего времени необходимую скорость вращения магнитного поля статора, удалось оптимизировать стабильность момента вращения в довольно широком диапазоне за счет дополнительного сдвига фаз.

Физическая природа явления кроется в конструкции асинхронного электродвигателя с

короткозамкнутым ротором. Вращающееся магнитное поле пересекает замкнутую обмотку ротора, где появляются токи, которые, взаимодействуя с магнитным полем статора, создают

механическую силу. Эта сила вынуждает ротор вращаться в направлении вращения

магнитного поля статора, однако, скорость вращения ротора всегда будет отставать на 3-6% от скорости вращения магнитного поля.

Такое отставание называется скольжением, и именно оно обеспечивает превращение

электрической энергии в механическую энергию в асинхронном электродвигателе. Строго

говоря, при отсутствии скольжения в обмотках ротора не будет возникать электродвижущая

сила, соответственно не будет взаимодействия магнитных полей и не будет возникать момент вращения ротора.

Иными словами, если в т.н. «скалярных» преобразователях объектом контроля и управления

является только магнитное поле статора, то в т.н. «векторных» преобразователя объектом

Для чего это делается? Как известно, момент вращения электродвигателя прямо

пропорционален силе тока и обратно пропорционален скорости вращения ротора.

Разработчики «векторных» преобразователей ставили перед собой вполне определенную

скоростях вращения, т.е. потерю момента вращения вследствие низкой скорости стремились

компенсировать повышением тока и усилением сцепления магнитных полей статора и ротора.

Если бы поставленная цель была достигнута, частотно-регулируемый асинхронный

электропривод превратился бы в сервопривод, где высокий постоянный момент на валу

обеспечивается даже при нулевой скорости вращения. Однако, принципиальные

конструктивные и электротехнические различия между асинхронным электродвигателем и

серводвигателем настолько велики, что никакие усилия и уловки разработчиков не могут

серьезно приблизить асинхронный электропривод к сервоприводу. Вследствие этого

В рекламе т.н. «векторных» преобразователей упор делается на постоянство момента

вращения двигателя в широком диапазоне частот. Таким способом подчеркивается, что «невекторные» преобразователи эти свойством не обладают.

Подобные утверждения не имеют под собой серьезной основы.

Во-первых, все разговоры о моменте вращения имеют смысл на этапе проектирования

привода, когда производятся необходимые расчеты, подбираются электродвигатели, редукторы, компоненты для передачи движения. В процессе эксплуатации частотно-

регулируемого асинхронного электропривода предметом контроля и управления является

уже собственно технологический параметр (скорость вращения, давление, температура, влажность, яркость и т.д.).

Технические различия между векторными и скалярными частотными

Во-вторых, асинхронный электродвигатель имеет одно уникальное свойство, а именно:

способность изменять момент вращения в зависимости от момента сопротивления на валу. Иными словами, асинхронный двигатель потребляет только такую величину тока, которая

обеспечивает равенство момента вращения и момента сопротивления, создаваемого нагрузкой.

По этой причине, при правильном выборе мощности электродвигателя на этапе

проектирования привода в т.н. «векторных» способах управления моментом вращения

вообще-то нет особой нужды, тем более что и они на минимальных скоростях малоэффективны.

Жизнь идет вперед, время покажет, является ли «векторный» вариант столбовой дорогой

развития частотно-регулируемого асинхронного привода, или канет в лету, как многие другие произведения инженерной мысли.

Сейчас же совершенно очевидно, что дополнительная плата, взимаемая за т.н. «векторность» преобразователя технически не оправдана, а любое усложнение системы, как известно, ведет к снижению ее надежности.

Другим немаловажным обстоятельством, препятствующим широкому распространению т.н.

«векторных» преобразователей, является невозможность их использования в

многодвигательных приводах, тогда как преобразователи с предварительной настройкой

частоты и величины выходного тока (т.н. «скалярные») могут одновременно управлять работой неограниченного количества электродвигателей.

Иными словами, с точки зрения эксплуатационных свойств частотных преобразователей, их

управления параметрами выходного тока, а именно:

1) Преобразователи с предварительной настройкой параметров выходного тока.

Используются в большинстве общепромышленных приводов как с обратной связью по

контролю технологического параметра так и без нее, включая приводы насосов,

вентиляторов, конвейеров, транспортеров, экструдеров, в том числе одно- и многодвигательные системы.

2) Преобразователи с динамической настройкой параметров выходного тока. Используются в однодвигательных приводах высокоточного технологического

оборудования. Могут быть с обратной связью по контролю положения ротора двигателя и без нее. По точности и глубине регулирования скорости вращения несколько превосходят преобразователи первого типа, но значительно уступают сервоприводам.

Что касается проблемы в целом, следует иметь ввиду, что для решения конкретных задач в области управляемого привода применяются соответствующие электродвигатели со своими

двигатели постоянного тока с контроллерами и, наконец, асинхронные и синхронные

электродвигатели с частотными преобразователями. Попытки создать универсальный привод

заведомо обречены на провал, поскольку конструктивные различия между приводами

слишком велики, а решаемые приводами задачи просто несопоставимы. Невозможно создать из асинхронного двигателя серводвигатель, а из синхронного шаговый, даже если встроить в него полсотни полюсов.

учетом необходимого момента на валу в самом неблагоприятном диапазоне частот

вращения, а управление технологическим параметром поручить ПИД-регулятору, который имеется в большинстве скалярных преобразователей. автор статьи

большинстве современных т.н. «скалярных» преобразователей.

Источник

Ротор любого электродвигателя приводится в движение под действием сил, вызванных вращающимся электромагнитным полем внутри обмотки статора. Скорость его оборотов обычно определяется промышленной частотой электрической сети.

Ее стандартная величина в 50 герц подразумевает совершение пятидесяти периодов колебаний в течение одной секунды. За одну минуту их число возрастает в 60 раз и составляет 50х60=3000 оборотов. Такое же число раз проворачивается ротор под воздействием приложенного электромагнитного поля.

Если изменять величину частоты сети, приложенной к статору, то можно регулировать скорость вращения ротора и подключенного к нему привода. Этот принцип заложен в основу управления электродвигателями.

векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это

Виды частотных преобразователей

По конструкции частотные преобразователи бывают:

1. индукционного типа;

Асинхронные электродвигатели, выполненные по схеме с фазным ротором и запущенные в режим генератора, являются представителями первого вида. Они при работе обладают низким КПД и отмечаются маленькой эффективностью. Поэтому они не нашли широкого применения в производстве и используются крайне редко.

Способ электронного преобразования частоты позволяет плавно регулировать обороты как асинхронных, так и синхронных машин. При этом может быть реализован один из двух принципов управления:

1. по заранее заданной характеристике зависимости скорости вращения от частоты (V/f);

2. метод векторного управления.

Первый способ является наиболее простым и менее совершенным, а второй используется для точного регулирования скоростей вращения ответственного промышленного оборудования.

векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это

Особенности векторного управления частотным преобразованием

Отличием этого способа является взаимодействие, влияние устройства управления преобразователя на «пространственный вектор» магнитного потока, вращающийся с частотой поля ротора.

Алгоритмы для работы преобразователей по этому принципу создаются двумя способами:

1. бессенсорного управления;

Первый метод основан на назначении определенной зависимости чередования последовательностей широтно-импульсной модуляции (ШИМ) инвертора для заранее подготовленных алгоритмов. При этом амплитуда и частота напряжения на выходе преобразователя регулируются по скольжению и нагрузочному току, но без использования обратных связей по скорости вращения ротора.

Этим способом пользуются при управлении несколькими электродвигателями, подключенными параллельно к преобразователю частоты. Потокорегулирование подразумевает контроль рабочих токов внутри двигателя с разложением их на активную и реактивную составляющие и внесение корректив в работу преобразователя для выставления амплитуды, частоты и угла для векторов выходного напряжения.

Это позволяет повысить точность работы двигателя и увеличить границы его регулирования. Применение потокорегулирования расширяет возможности приводов, работающих на малых оборотах с большими динамическими нагрузками, такими как подъемные крановые устройства или намоточные промышленные станки.

Использование векторной технологии позволяет применять динамическую регулировку вращающихся моментов к трехфазным асинхронным двигателям.

Принципиальную упрощенную электрическую схему асинхронного двигателя можно представить следующим видом.

векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это

На обмотки статора, обладающие активным R1 и индуктивным X1 сопротивлениями, приложено напряжение u1. Оно, преодолевая сопротивление воздушного зазора Хв, трансформируется в обмотку ротора, вызывая в ней ток, который преодолевает ее сопротивление.

Векторная диаграмма схемы замещения

Ее построение помогает понять происходящие процессы внутри асинхронного двигателя.

векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это

Энергия тока статора разделяется на две части:

iµ — потокообразующую долю;

iw — моментообразующую составляющую.

При этом ротор обладает активным сопротивлением R2/s, зависящим от скольжения.

Для бессенсорного управления измеряются:

По их значениям рассчитывают:

iµ — потокообразующую составляющую тока;

iw — моментообразующую величину.

В алгоритм расчета уже заложили электронную эквивалентную схему асинхронного двигателя с регуляторами тока, в которой учтены условия насыщения электромагнитного поля и потерь магнитной энергии в стали.

Обе этих составляющих векторов тока, отличающиеся по углу и амплитуде, вращаются совместно с системой координат ротора и пересчитываются в стационарную систему ориентации по статору.

По этому принципу подстраиваются параметры частотного преобразователя под нагрузку асинхронного двигателя.

Принцип работы частотного преобразователя

В основу этого устройства, которое еще называют инвертором, заложено двойное изменение формы сигнала питающей электрической сети.

векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это

Вначале промышленное напряжение подается на силовой выпрямительный блок с мощными диодами, которые убирают синусоидальные гармоники, но оставляют пульсации сигнала. Для их ликвидации предусмотрена батарея конденсаторов с индуктивностью (LC-фильтр), обеспечивающая стабильную, сглаженную форму выпрямленному напряжению.

Затем сигнал поступает на вход преобразователя частоты, который представляет собой мостовую трехфазную схему из шести силовых транзисторов серии IGBT или MOSFET с диодами защиты от пробоя напряжений обратной полярности. Используемые ранее для этих целей тиристоры не обладают достаточным быстродействием и работают с большими помехами.

Для включения режима «торможения» двигателя в схему может быть установлен управляемый транзистор с мощным резистором, рассеивающим энергию. Такой прием позволяет убирать генерируемое двигателем напряжение для защиты конденсаторов фильтра от перезарядки и выхода из строя.

Способ векторного управления частотой преобразователя позволяет создавать схемы, осуществляющие автоматическое регулирование сигнала системами САР. Для этого используется система управления:

2. ШИМ (широтного импульсного моделирования).

Метод амплитудного регулирования основан на изменении входного напряжения, а ШИМ — алгоритма переключений силовых транзисторов при неизменном напряжении входа.

векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это

При ШИМ регулировании создается период модуляции сигнала, когда обмотка статора подключается по строгой очередности к положительным и отрицательным выводам выпрямителя.

Поскольку частота такта генератора довольно высокая, то в обмотке электродвигателя, обладающего индуктивным сопротивлением, происходит их сглаживание до синусоиды нормального вида.

векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это

Способы ШИМ управления позволяют максимально исключить потери энергии и обеспечивают высокий КПД преобразования за счет одновременного управления частотой и амплитудой. Они стали доступны благодаря развитию технологий управления силовыми запираемыми тиристорами серии GTO или биполярных марок транзисторов IGBT, обладающих изолированным затвором.

Принципы их включения для управления трехфазным двигателем показаны на картинке.

векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это

Каждый из шести IGBT-транзисторов подключается по встречно-параллельной схеме к своему диоду обратного тока. При этом через силовую цепь каждого транзистора проходит активный ток асинхронного двигателя, а его реактивная составляющая направляется через диоды.

Для ликвидации влияния внешних электрических помех на работу инвертора и двигателя в конструкцию схемы преобразователя частоты может включаться помехозащитный фильтр, ликвидирующий:

наводимые работающим оборудованием электрические разряды.

Их возникновение сигнализирует контроллер, а для уменьшения воздействия используется экранированная проводка между двигателем и выходными клеммами инвертора.

С целью улучшения точности работы асинхронных двигателей в схему управления частотных преобразователей включают:

ввода связи с расширенными возможностями интерфейса;

информационный Led-дисплей, отображающий основные выходные параметры;

тормозной прерыватель и встроенный ЭМС фильтр;

систему охлаждения схемы, основанную на обдуве вентиляторами повышенного ресурса;

функцию прогрева двигателя посредством постоянного тока и некоторые другие возможности.

Эксплуатационные схемы подключения

Частотные преобразователи создаются для работы с однофазными или трехфазными сетями. Однако, если есть промышленные источники постоянного тока с напряжением 220 вольт, то от них тоже можно запитывать инверторы.

векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это

Трехфазные модели рассчитываются на напряжение сети 380 вольт и выдают его на электродвигатель. Однофазные же инверторы питаются от 220 вольт и на выходе выдают три разнесенных по времени фазы.

Схема подключения частотного преобразователя к двигателю может быть выполнена по схемам:

Обмотки двигателя собираются в «звезду» для преобразователя, запитанного от трехфазной сети 380 вольт.

векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это

По схеме «треугольник» собирают обмотки двигателя, когда питающий его преобразователь подключен к однофазной сети 220 вольт.

векторный частотный преобразователь что это. Смотреть фото векторный частотный преобразователь что это. Смотреть картинку векторный частотный преобразователь что это. Картинка про векторный частотный преобразователь что это. Фото векторный частотный преобразователь что это

Выбирая способ подключения электрического двигателя к преобразователю частоты надо обращать внимание на соотношение мощностей, которые может создать работающий двигатель на всех режимах, включая медленный, нагруженный запуск, с возможностями инвертора.

Нельзя постоянно перегружать частотный преобразователь, а небольшой запас его выходной мощности обеспечит ему длительную и безаварийную работу.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *