Mint a VF Control VFD -k szállítója, első kézből tanúja voltam annak, hogy a nyomatékvezérlés a változó frekvencia meghajtók teljesítményében és hatékonyságában játszik a nyomatékvezérlés. Ebben a blogban megvizsgáljuk a VF Control VFD különféle nyomaték -vezérlési módszereit, amelyek belemerülnek alapelveikbe, előnyeikbe és alkalmazásaikba.
A nyomaték megértése a VFD -kben
A nyomaték az a forgási erő, amely miatt egy objektum a tengely körül forog. A VFD -kkel összefüggésben a nyomatékvezérlés elengedhetetlen a motor kívánt sebességének és teljesítményének fenntartásához különböző terhelési körülmények között. A VF Control VFD (változó frekvenciameghajtó) beállítja a motorhoz mellékelt frekvenciát és feszültséget a sebesség és a nyomaték szabályozása érdekében.
Közvetlen nyomatékvezérlés (DTC)
Az egyik legfejlettebb nyomatékvezérlő módszer a közvetlen nyomatékvezérlés (DTC). A DTC a motor nyomatékának és fluxusának közvetlen és gyors vezérlését kínálja. Ahelyett, hogy egy komplex koordináta -transzformációt használna, mint más módszerekben, a DTC közvetlenül kiválasztja az optimális feszültségvektorot a referencia és a tényleges nyomaték és a fluxus értékek közötti különbség alapján.
A DTC mögött az az elv, hogy minimalizálja a kívánt és a tényleges nyomaték és a fluxus közötti hibát. Hysteresis vezérlő használatával a DTC gyorsan beállíthatja a feszültségvektorot, hogy a nyomatékot és a fluxust a megadott sávokban tartsa. Ez egy nagyon gyors dinamikus választ eredményez, amely különösen hasznos azokban az alkalmazásokban, ahol gyors nyomatékváltozásokra van szükség, például a robotikában és a nagy sebességű megmunkálásban.
A DTC előnyei a következők:
- Gyors dinamikus válasz: Ez milliszekundum sorrendben érheti el a nyomaték -válaszidőt, lehetővé téve a motor gyors gyorsulását és lassulását.
- Nagy nyomaték -pontosság: A nyomaték pontos vezérlése még változó terhelési körülmények között is fenntartható.
- Egyszerűsített vezérlőszerkezet: Mivel nem támaszkodik a komplex koordináta -transzformációkra, a vezérlő algoritmus viszonylag egyszerű, csökkentve a vezérlő számítási terheit.
A DTC -nek azonban van néhány korlátozása is. Viszonylag magas szintű nyomatékhullámot generálhat, ami mechanikus rezgéseket okozhat a motorban és a csatlakoztatott berendezésekben. Ezenkívül a frekvenciaváltó kapcsolási frekvenciája a DTC -ben nem állandó, ami elektromágneses interferencia (EMI) problémáit okozhat.
Vektorvezérlés
A vektorvezérlés, más néven mező -orientált vezérlés (FOC), egy másik széles körben alkalmazott nyomatékvezérlő módszer a VF vezérlés VFD -khez. A vektorvezérlés alapvető gondolata az, hogy a motor három fázisú állórész -áramát két ortogonális alkatrészré alakítsák: a nyomaték - előállító komponens (Q - tengely áram) és a fluxus - előállító komponens (d - tengelyáram).
A vektorvezérlőben az állórészáramokat először mérjük, majd az álló három fázisú referenciakeretről egy forgó két fázisú referenciakeretre transzformáljuk, amely igazodik a rotor fluxusához. A Q - tengely és a d - tengely áramának független szabályozásával a motor nyomatékát és fluxusát külön -külön lehet szabályozni.
A vektorvezérlésnek két fő típusa van: a közvetlen vektorvezérlés és a közvetett vektorvezérlés. Közvetlen vektorvezérlésnél a rotor fluxus helyzetét közvetlenül érzékelők, például csarnok -érzékelők vagy kódolók felhasználásával mérik. A közvetett vektorvezérlés viszont a rotor fluxus helyzetét a motor elektromos paramétereinek és a mért állórész -áramok alapján becsüli meg.
A vektorvezérlés előnyei a következők:
- Nagy nyomaték -szabályozási pontosság: Nagyon pontos a nyomaték ellenőrzését, és alkalmassá teszi azokat az alkalmazásokra, amelyek nagy precíziós sebességet és nyomatékszabályozást igényelnek, például a felvonókban és a textilgépekben.
- Alacsony nyomatékos fodrozódás: A DTC -hez képest a vektorvezérlés általában kevesebb nyomatékos fodrozást eredményez, ami a motor simább működését eredményezi.
- Állandó kapcsolási frekvencia: A vektorvezérlő inverter állandó kapcsolási frekvencián működik, ami segít csökkenteni az EMI -t.
A vektorvezérlésnek azonban van néhány hátránya is. Ez megköveteli a motor elektromos paramétereinek, például az állórész ellenállásának, a forgórész ellenállásának és a kölcsönös induktivitásnak a pontos ismeretét. Az ezekben a paraméterekben bekövetkezett hibák befolyásolhatják a vezérlőrendszer teljesítményét. Ezenkívül a vezérlő algoritmus összetettebb, mint a DTC, és egy erősebb vezérlőt igényel.
V/f vezérlés nyomatéklemezkel
A V/F vezérlés a VFD -k legegyszerűbb és leggyakrabban használt vezérlési módszere. A v/f kontrollban a (v) feszültség és a frekvencia (f) arányát állandóan tartjuk, hogy a motorban viszonylag állandó mágneses fluxust tartsunk fenn. Alacsony frekvenciákon azonban az állórész ellenállás feszültségének csökkenése jelentős lesz, ami a motor nyomatékának csökkenését okozhatja.
Ennek kompenzálása érdekében a nyomatéknövelést adják a V/F vezérléshez. A nyomatéknövelés növeli a feszültséget alacsony frekvenciákon, hogy fenntartsa a motor nyomatékát. Ezt úgy érik el, hogy egy további feszültségkomponenst adnak hozzá a VFD kimeneti feszültségéhez a frekvencia alapján.
A V/F vezérlés előnyei a nyomatéklövéssel a következők:
- Egyszerű vezérlő algoritmus: Könnyen megvalósítható, és minimális ismereteket igényel a motor paramétereiről.
- Olcsó költség: Mivel nem igényel komplex érzékelőket vagy vezérlő algoritmusokat, a VFD költsége viszonylag alacsony.
- Általános célú alkalmazásokhoz alkalmas: Széles körben használják azokat az alkalmazásokban, ahol a pontos nyomatékvezérlés nem kritikus, például ventilátorokban, szivattyúkban és szállítószalagokban.
A nyomatéknövelő v/f vezérlés azonban korlátozott nyomaték -vezérlési képességekkel rendelkezik. Nem tudja ugyanolyan szintű nyomaték -pontosságot és dinamikus választ biztosítani, mint a DTC vagy a vektorvezérlés. A nyomatéknövekedés egy rögzített kompenzáció, amely nem lehet optimális az összes terhelési feltételhez.
Különböző nyomaték -szabályozási módszerek alkalmazása
- Közvetlen nyomatékvezérlés: A DTC jól alkalmas olyan alkalmazásokra, amelyek gyors dinamikus reagálást és nagy nyomaték teljesítményt igényelnek, például elektromos járművekben, nagy sebességű vonatokban és ipari robotokban. Például egy elektromos járműben a DTC gyorsan beállíthatja a motor nyomatékát, hogy sima gyorsulást és lassulást biztosítson, javítva a jármű vezetési élményét.
- Vektorvezérlés: A vektorvezérlőt általában használják olyan alkalmazásokban, amelyek nagy precíziós sebességet és nyomatékvezérlést igényelnek, például szerszámgépekben, felvonókban és textilgépekben. A szerszámgépben a vektorvezérlés biztosítja a pontos vágóerőket a motor nyomatékának pontos vezérlésével, ami nagy minőségű megmunkálást eredményez.
- V/f vezérlés nyomatéklemezkel: V/F A nyomatéklövéssel történő vezérlés széles körben használják az általánosan - olyan célok alkalmazásait, ahol a költség - a hatékonyság komoly aggodalomra ad okot, például a ventilátorok, a szivattyúk és a fúvók. Ventilátor alkalmazásban megőrizheti a viszonylag állandó sebességet, és elegendő nyomatékot biztosít a ventilátor pengék meghajtásához.
Következtetés
Összegezve, a VF -vezérlő VFD nyomatékvezérlő módszerének megválasztása az alkalmazás konkrét követelményeitől függ. A közvetlen nyomatékvezérlés gyors dinamikus választ kínál, de problémái lehetnek a nyomaték fodrozódásával és az EMI -vel. A vektorvezérlés nagy pontosságú nyomatékvezérlést biztosít, de pontos motoros paramétereket és összetettebb vezérlő algoritmust igényel. A v/f nyomaték -lendületes vezérlés egyszerű és költség - hatékony, de korlátozott nyomatékvezérlő képességgel rendelkezik.
A VF Control VFD -k szállítójaként a legmegfelelőbb VFD -megoldást nyújthatjuk Önnek alkalmazási igényei alapján. Akár szüksége van aVFD változó frekvencia meghajtóÁltalános - cél alkalmazáshoz vagy magas teljesítményhezEgyfázisú VFD meghajtóspeciális feladathoz vagy aNormál vám- és nagy teherbírású VFDA különböző terhelési feltételek kezelése érdekében rendelkezésre állnak a szakértelem és a termékek, amelyek megfelelnek az Ön igényeinek.
Ha érdekli a VF Control VFD termékeink, vagy további információkra van szüksége a nyomaték -vezérlési módszerekről, kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot egy részletes megbeszélés és beszerzési tárgyalásokért. Bízunk benne, hogy együtt dolgozhatunk veled az alkalmazások legjobb teljesítményének és hatékonyságának elérése érdekében.
Referenciák
- Boldea, I. és Nasar, SA (2005). Elektromos meghajtók: Integráló megközelítés. CRC Press.
- Novotny, DW és Lipo, TA (2006). A váltakozó áramú meghajtók vektorvezérlése és dinamikája. Oxford University Press.
- Bose, BK (2002). Modern teljesítményű elektronika és AC meghajtók. Prentice Hall.