Niskonapięciowe uniwersalne napięcie wyjściowe konwersji częstotliwości wynosi 380~65{6}}V, moc wyjściowa wynosi 0,75~400kW, częstotliwość robocza wynosi 0~400Hz, a obwód główny przyjmuje AC-DC- Obwód prądu przemiennego. Jego metoda kontroli przeszła przez kolejne cztery generacje.
Tryb sterowania modulacją szerokości impulsu sinusoidalnego (SPWM).
Charakteryzuje się prostą strukturą obwodu sterującego, niskim kosztem i dobrą twardością mechaniczną, która może spełniać wymagania płynnej regulacji prędkości ogólnej transmisji i jest szeroko stosowana w różnych dziedzinach przemysłu. Jednak przy niskich częstotliwościach, ze względu na niskie napięcie wyjściowe, na moment obrotowy znacząco wpływa spadek napięcia rezystancji stojana, tak że maksymalny moment wyjściowy jest zmniejszony. Ponadto jego właściwości mechaniczne nie są w końcu tak twarde jak silnik prądu stałego, dynamiczna zdolność momentu obrotowego i statyczna regulacja prędkości nie są zadowalające, a wydajność systemu nie jest wysoka, krzywa sterowania zmieni się wraz ze zmianą obciążenia, reakcja momentu obrotowego jest wolny, stopień wykorzystania momentu obrotowego silnika nie jest wysoki, wydajność jest zmniejszona z powodu istnienia rezystancji stojana i efektu martwej strefy falownika przy niskiej prędkości, a stabilność spada. Dlatego ludzie opracowali regulację prędkości konwersji częstotliwości sterowania wektorowego.
Tryb sterowania wektorem przestrzennym napięcia (SVPWM).
Opiera się na założeniu ogólnego efektu generowania przebiegu trójfazowego i ma na celu przybliżenie idealnej trajektorii wirującego pola magnetycznego szczeliny powietrznej silnika, wygenerowanie modulowanego przebiegu trójfazowego w jednym czasie i sterowanie nim za pomocą zbliża się do okręgu wielokątem wpisanym. Po praktycznym zastosowaniu został ulepszony, to znaczy wprowadzono kompensację częstotliwości, która może wyeliminować błąd kontroli prędkości; Wielkość strumienia jest szacowana na podstawie sprzężenia zwrotnego w celu wyeliminowania wpływu rezystancji stojana przy niskich prędkościach. Napięcie i prąd wyjściowy są zamknięte, aby poprawić dynamiczną dokładność i stabilność. Istnieje jednak wiele połączeń obwodów sterowania i nie wprowadza się regulacji momentu obrotowego, więc wydajność systemu nie uległa zasadniczej poprawie.
Tryb sterowania wektorowego (VC).
Praktyka regulacji prędkości konwersji częstotliwości sterowania wektorowego polega na konwersji prądu stojana Ia, Ib, Ic silnika asynchronicznego w trójfazowym układzie współrzędnych, poprzez transformację trójfazowo-dwufazową, równoważną prądowi przemiennemu Ia1Ib1 w dwufazowy stacjonarny układ współrzędnych, a następnie poprzez transformację obrotów zorientowanych na pole magnetyczne wirnika, równoważną prądowi stałemu Im1, It1 w synchronicznym układzie współrzędnych obrotowych (Im1 jest równoważne prądowi wzbudzenia silnika prądu stałego; IT1 jest równoważne do prądu twornika proporcjonalnego do momentu obrotowego), a następnie naśladuj metodę sterowania silnikiem prądu stałego, znajdź wielkość kontrolną silnika prądu stałego i zrealizuj sterowanie silnikiem asynchronicznym po odpowiedniej transformacji odwrotnej współrzędnych. Jego istotą jest równoważenie silnika prądu przemiennego z silnikiem prądu stałego i niezależne sterowanie dwoma składowymi prędkości i pola magnetycznego. Kontrolując sprzężenie strumienia wirnika, a następnie rozkładając prąd stojana, uzyskuje się dwie składowe momentu obrotowego i pola magnetycznego, a sterowanie kwadraturowe lub odsprzęgające jest realizowane przez transformację współrzędnych. Zaproponowana metoda sterowania wektorowego ma znaczenie epokowe. Jednak w praktycznych zastosowaniach, ponieważ strumień wirnika jest trudny do dokładnego zaobserwowania, na charakterystykę systemu duży wpływ mają parametry silnika, a transformacja wektora obrotu stosowana w równoważnym procesie sterowania silnikiem prądu stałego jest bardziej skomplikowana, co utrudnia rzeczywisty efekt kontroli, aby osiągnąć idealne wyniki analizy.
Metoda bezpośredniego sterowania momentem obrotowym (DTC).
W 1985 roku profesor DePenbrock z Uniwersytetu Ruhry w Niemczech po raz pierwszy zaproponował technologię konwersji częstotliwości z bezpośrednim sterowaniem momentem obrotowym. Technologia ta w dużym stopniu rozwiązuje wady powyższego sterowania wektorowego i szybko się rozwinęła dzięki nowatorskim pomysłom sterowania, zwięzłej i przejrzystej strukturze systemu oraz doskonałej wydajności dynamicznej i statycznej. Technologia ta została z powodzeniem zastosowana w napędach prądu przemiennego dużej mocy w lokomotywach elektrycznych. Bezpośrednie sterowanie momentem bezpośrednio analizuje model matematyczny silnika AC w układzie współrzędnych stojana i steruje strumieniem i momentem obrotowym silnika. Nie wymaga, aby silnik prądu przemiennego był odpowiednikiem silnika prądu stałego, eliminując w ten sposób wiele skomplikowanych obliczeń w transformacji wektora obrotu; Nie musi naśladować sterowania silnikiem prądu stałego ani upraszczać modelu matematycznego silnika prądu przemiennego do odsprzęgania.
Matrycowy tryb sterowania AC-AC
Konwersja częstotliwości VVVF, konwersja częstotliwości sterowania wektorowego i konwersja częstotliwości bezpośredniego sterowania momentem są jednymi z konwersji częstotliwości AC-DC-AC. Jego powszechnymi wadami są niski współczynnik mocy wejściowej, duży prąd harmoniczny, duża pojemność magazynowania energii wymagana dla obwodów prądu stałego oraz brak możliwości oddawania energii regeneracyjnej do sieci, co oznacza, że nie można przeprowadzić pracy w czterech kwadrantach. Z tego powodu powstała matryca częstotliwości przemiennej. Ponieważ macierzowa konwersja częstotliwości AC-AC eliminuje pośrednie łącze DC, eliminując w ten sposób nieporęczne i drogie kondensatory elektrolityczne. Może osiągnąć współczynnik mocy l, prąd wejściowy pracy sinusoidalnej i czterokwadrantowej oraz wysoką gęstość mocy systemu. Chociaż ta technologia nie jest jeszcze dojrzała, wciąż przyciąga wielu uczonych do jej dogłębnego zbadania. Jego istotą nie jest pośrednie sterowanie prądem, powiązaniem strumienia i równymi wielkościami, ale moment obrotowy jest realizowany bezpośrednio jako wielkość sterowana. Oto jak:
1. Kontroluj strumień stojana, aby wprowadzić obserwatora strumienia stojana, aby zrealizować czujnik prędkości;
2. Automatyczna identyfikacja (ID) opiera się na dokładnych modelach matematycznych silnika w celu automatycznej identyfikacji parametrów silnika;
3. Oblicz rzeczywistą wartość odpowiadającą impedancji stojana, indukcyjności wzajemnej, współczynnikowi nasycenia magnetycznego, bezwładności itp., oblicz rzeczywisty moment obrotowy, strumień stojana i prędkość wirnika do sterowania w czasie rzeczywistym;
4. Zrealizować sterowanie pasmo-pasmowe w celu generowania sygnałów PWM zgodnie z kontrolą strumienia i momentu obrotowego w paśmie w celu kontrolowania stanu przełączania falownika.
Częstotliwość typu AC-AC ma szybką reakcję na moment obrotowy (<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.