Η τάση εξόδου μετατροπής γενικής συχνότητας χαμηλής τάσης είναι 380~650V, η ισχύς εξόδου είναι 0,75~400 kW, η συχνότητα λειτουργίας είναι 0~400 Hz και το κύριο κύκλωμά της υιοθετεί AC-DC- Κύκλωμα AC. Η μέθοδος ελέγχου του έχει περάσει από τις επόμενες τέσσερις γενιές.
Λειτουργία ελέγχου διαμόρφωσης πλάτους ημιτονοειδούς παλμού (SPWM).
Χαρακτηρίζεται από απλή δομή κυκλώματος ελέγχου, χαμηλό κόστος και καλή μηχανική σκληρότητα, που μπορεί να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις ρύθμισης ομαλής ταχύτητας της γενικής μετάδοσης και έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε διάφορους τομείς της βιομηχανίας. Ωστόσο, στις χαμηλές συχνότητες, λόγω της χαμηλής τάσης εξόδου, η ροπή επηρεάζεται σημαντικά από την πτώση τάσης της αντίστασης του στάτη, με αποτέλεσμα να μειώνεται η μέγιστη ροπή της εξόδου. Επιπλέον, τα μηχανικά χαρακτηριστικά του δεν είναι τόσο σκληρά όσο ο κινητήρας συνεχούς ρεύματος, η δυναμική ικανότητα ροπής και η απόδοση ρύθμισης στατικής ταχύτητας δεν είναι ικανοποιητικές και η απόδοση του συστήματος δεν είναι υψηλή, η καμπύλη ελέγχου θα αλλάξει με την αλλαγή του φορτίου, την απόκριση ροπής είναι αργή, ο ρυθμός χρήσης της ροπής κινητήρα δεν είναι υψηλός, η απόδοση μειώνεται λόγω της ύπαρξης αντίστασης του στάτη και του φαινομένου νεκρής ζώνης του μετατροπέα σε χαμηλή ταχύτητα και η σταθερότητα γίνεται φτωχή. Επομένως, οι άνθρωποι έχουν αναπτύξει ρύθμιση ταχύτητας μετατροπής συχνότητας ελέγχου διανυσμάτων.
Λειτουργία ελέγχου Voltage Space Vector (SVPWM).
Βασίζεται στην υπόθεση της συνολικής επίδρασης παραγωγής της τριφασικής κυματομορφής και στοχεύει να προσεγγίσει την ιδανική τροχιά κυκλικού περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου του διακένου αέρα του κινητήρα, να δημιουργήσει μια τριφασική διαμορφωμένη κυματομορφή ταυτόχρονα και να την ελέγξει με πλησιάζοντας τον κύκλο από ένα εγγεγραμμένο πολύγωνο. Μετά από πρακτική χρήση, έχει βελτιωθεί, δηλαδή, εισάγεται αντιστάθμιση συχνότητας, η οποία μπορεί να εξαλείψει το σφάλμα ελέγχου ταχύτητας. Το μέγεθος της ροής εκτιμάται με ανάδραση για την εξάλειψη της επίδρασης της αντίστασης του στάτη σε χαμηλές ταχύτητες. Η τάση και το ρεύμα εξόδου είναι κλειστά για βελτίωση της δυναμικής ακρίβειας και σταθερότητας. Ωστόσο, υπάρχουν πολλές ζεύξεις κυκλώματος ελέγχου και δεν εισάγεται ρύθμιση ροπής, επομένως η απόδοση του συστήματος δεν έχει βελτιωθεί ουσιαστικά.
Λειτουργία διανυσματικού ελέγχου (VC).
Η πρακτική της ρύθμισης ταχύτητας μετατροπής συχνότητας ελέγχου διανυσμάτων είναι η μετατροπή του ρεύματος στάτορα Ia, Ib, Ic του ασύγχρονου κινητήρα στο σύστημα συντεταγμένων τριών φάσεων, μέσω του μετασχηματισμού τριών φάσεων, δύο φάσεων, ισοδύναμο με το εναλλασσόμενο ρεύμα Ia1Ib1 στο το διφασικό σταθερό σύστημα συντεταγμένων και, στη συνέχεια, μέσω του μετασχηματισμού περιστροφής προσανατολισμένου στο μαγνητικό πεδίο του ρότορα, ισοδύναμο με το ρεύμα συνεχούς ρεύματος Im1, It1 στο σύστημα συντεταγμένων σύγχρονης περιστροφής (το Im1 είναι ισοδύναμο με το ρεύμα διέγερσης του κινητήρα συνεχούς ρεύματος· το IT1 είναι ισοδύναμο στο ρεύμα οπλισμού ανάλογο της ροπής) και στη συνέχεια μιμηθείτε τη μέθοδο ελέγχου του κινητήρα συνεχούς ρεύματος, βρείτε την ποσότητα ελέγχου του κινητήρα συνεχούς ρεύματος και πραγματοποιήστε τον έλεγχο του ασύγχρονου κινητήρα μετά τον αντίστροφο μετασχηματισμό συντεταγμένων. Η ουσία του είναι να εξισώσει τον κινητήρα εναλλασσόμενου ρεύματος με κινητήρα συνεχούς ρεύματος και να ελέγχει ανεξάρτητα τα δύο στοιχεία της ταχύτητας και του μαγνητικού πεδίου. Με τον έλεγχο της σύνδεσης ροής του ρότορα και, στη συνέχεια, την αποσύνθεση του ρεύματος του στάτορα, λαμβάνονται οι δύο συνιστώσες της ροπής και του μαγνητικού πεδίου και ο έλεγχος τετραγωνισμού ή αποσύνδεσης πραγματοποιείται με μετασχηματισμό συντεταγμένων. Η πρόταση της μεθόδου ελέγχου του διανύσματος είναι εποχής. Ωστόσο, σε πρακτικές εφαρμογές, επειδή η ροή του ρότορα είναι δύσκολο να παρατηρηθεί με ακρίβεια, τα χαρακτηριστικά του συστήματος επηρεάζονται σε μεγάλο βαθμό από τις παραμέτρους του κινητήρα και ο μετασχηματισμός περιστροφής του διανύσματος που χρησιμοποιείται στην ισοδύναμη διαδικασία ελέγχου κινητήρα συνεχούς ρεύματος είναι πιο περίπλοκος, γεγονός που καθιστά δύσκολη την πραγματικό αποτέλεσμα ελέγχου για την επίτευξη των ιδανικών αποτελεσμάτων ανάλυσης.
Μέθοδος άμεσου ελέγχου ροπής (DTC).
Το 1985, ο καθηγητής DePenbrock του Πανεπιστημίου του Ρουρ στη Γερμανία πρότεινε για πρώτη φορά τεχνολογία μετατροπής συχνότητας άμεσου ελέγχου ροπής. Αυτή η τεχνολογία επιλύει τα μειονεκτήματα του παραπάνω διανυσματικού ελέγχου σε μεγάλο βαθμό και έχει αναπτυχθεί γρήγορα με νέες ιδέες ελέγχου, συνοπτική και σαφή δομή συστήματος και εξαιρετική δυναμική και στατική απόδοση. Αυτή η τεχνολογία έχει εφαρμοστεί με επιτυχία στην έλξη υψηλής ισχύος AC με ηλεκτρικές ατμομηχανές. Ο άμεσος έλεγχος ροπής αναλύει άμεσα το μαθηματικό μοντέλο του κινητήρα AC κάτω από το σύστημα συντεταγμένων του στάτη και ελέγχει τη ροή και τη ροπή του κινητήρα. Δεν απαιτεί ο κινητήρας AC να είναι ισοδύναμος με έναν κινητήρα συνεχούς ρεύματος, εξαλείφοντας έτσι πολλούς σύνθετους υπολογισμούς στον μετασχηματισμό περιστροφής διανύσματος. Δεν χρειάζεται να μιμείται τον έλεγχο ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος, ούτε χρειάζεται να απλοποιήσει το μαθηματικό μοντέλο ενός κινητήρα εναλλασσόμενου ρεύματος για αποσύνδεση.
Λειτουργία ελέγχου AC-AC Matrix
Η μετατροπή συχνότητας VVVF, η μετατροπή συχνότητας διανυσματικού ελέγχου και η μετατροπή συχνότητας άμεσου ελέγχου ροπής είναι όλες μία από τις μετατροπές συχνότητας AC-DC-AC. Τα κοινά του μειονεκτήματα είναι ο χαμηλός συντελεστής ισχύος εισόδου, το μεγάλο αρμονικό ρεύμα, η μεγάλη χωρητικότητα αποθήκευσης ενέργειας που απαιτείται για κυκλώματα συνεχούς ρεύματος και η αναγεννητική ενέργεια δεν μπορεί να ανατροφοδοτηθεί πίσω στο δίκτυο, δηλαδή δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί λειτουργία τεσσάρων τεταρτημορίων. Για το λόγο αυτό, δημιουργήθηκε η εναλλασσόμενη συχνότητα του πίνακα. Επειδή η μετατροπή συχνότητας μήτρας AC-AC εξαλείφει την ενδιάμεση σύνδεση DC, εξαλείφοντας έτσι τους ογκώδεις και ακριβούς ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές. Μπορεί να επιτύχει συντελεστή ισχύος l, ρεύμα εισόδου ημιτονοειδούς και τεσσάρων τεταρτημορίων λειτουργίας και υψηλή πυκνότητα ισχύος του συστήματος. Αν και αυτή η τεχνολογία δεν είναι ακόμη ώριμη, εξακολουθεί να προσελκύει πολλούς μελετητές να τη μελετήσουν σε βάθος. Η ουσία του δεν είναι ο έμμεσος έλεγχος του ρεύματος, της σύνδεσης ροής και ίσων ποσοτήτων, αλλά η ροπή πραγματοποιείται άμεσα ως η ελεγχόμενη ποσότητα. Δείτε πώς:
1. Ελέγξτε τη ροή του στάτη για να εισαγάγετε τον παρατηρητή ροής στάτη για να συνειδητοποιήσετε τον αισθητήρα χωρίς ταχύτητα.
2. Η αυτόματη αναγνώριση (ID) βασίζεται σε ακριβή μαθηματικά μοντέλα κινητήρα για την αυτόματη αναγνώριση των παραμέτρων κινητήρα.
3. Υπολογίστε την πραγματική τιμή που αντιστοιχεί στην αντίσταση του στάτη, την αμοιβαία επαγωγή, τον συντελεστή μαγνητικού κορεσμού, την αδράνεια κ.λπ., υπολογίστε την πραγματική ροπή, τη ροή του στάτη και την ταχύτητα του ρότορα για έλεγχο σε πραγματικό χρόνο.
4. Πραγματοποιήστε τον έλεγχο ζώνης ζώνης για τη δημιουργία σημάτων PWM σύμφωνα με τον έλεγχο ροής και ροπής ζώνης ζώνης για τον έλεγχο της κατάστασης μεταγωγής του μετατροπέα.
Η συχνότητα AC-AC τύπου μήτρας έχει γρήγορη απόκριση ροπής (<2ms), high speed accuracy (±2%, no PG feedback), and high torque accuracy (<+3%); At the same time, it also has high starting torque and high torque accuracy, especially at low speed (including 0 speed), it can output 150%~200% torque.