În calitate de furnizor de VF de control VF, am asistat de prima dată la rolul crucial de control al cuplului în performanța și eficiența unităților de frecvență variabilă. În acest blog, vom explora diferitele metode de control al cuplului unui VF de control VF, aprofundând principiile, avantajele și aplicațiile lor.
Înțelegerea cuplului în VFD -uri
Cuplul este forța de rotație care face ca un obiect să se rotească în jurul unei axe. În contextul VFD -urilor, controlul cuplului este esențial pentru menținerea vitezei și performanței dorite a motorului în condiții de încărcare diferite. Un control VF VFD (unitate de frecvență variabilă) ajustează frecvența și tensiunea furnizată motorului pentru a -și controla viteza și cuplul.
Controlul direct al cuplului (DTC)
Una dintre cele mai avansate metode de control al cuplului este controlul direct al cuplului (DTC). DTC oferă un control direct și rapid al cuplului și fluxului motorului. În loc să utilizeze o transformare complexă a coordonatelor ca în alte metode, DTC selectează direct vectorul de tensiune optim pe baza diferenței dintre valorile de referință și cuplu real și flux.
Principiul din spatele DTC este de a minimiza eroarea dintre cuplul dorit și cel real și fluxul. Folosind un controler de histereză, DTC poate regla rapid vectorul de tensiune pentru a menține cuplul și fluxul în benzile specificate. Acest lucru duce la un răspuns dinamic foarte rapid, care este deosebit de util în aplicațiile în care sunt necesare schimbări rapide ale cuplului, cum ar fi în robotică și prelucrarea cu viteză mare.
Avantajele DTC includ:
- Răspuns dinamic rapid: Poate realiza un timp de răspuns la cuplu în ordinea milisecundelor, permițând accelerarea rapidă și decelerarea motorului.
- Precizie ridicată a cuplului: Controlul precis al cuplului poate fi menținut chiar și în condiții de încărcare variate.
- Structura de control simplificată: Deoarece nu se bazează pe transformările complexe de coordonate, algoritmul de control este relativ simplu, reducând povara de calcul asupra controlerului.
Cu toate acestea, DTC are și unele limitări. Poate genera niveluri relativ ridicate de ondulare a cuplului, ceea ce poate provoca vibrații mecanice în motor și echipamentul conectat. În plus, frecvența de comutare a invertorului în DTC nu este constantă, ceea ce poate duce la probleme de interferență electromagnetică (EMI).
Control vectorial
Controlul vectorial, cunoscut și sub denumirea de control orientat pe câmp (FOC), este o altă metodă de control a cuplului utilizat pe scară largă pentru VF VFD -uri. Ideea de bază a controlului vectorial este transformarea curenților statorului cu trei faze ale motorului în două componente ortogonale: componenta producătoare de cuplu (curent q - axa) și componenta producătoare de flux (curentul d - axa).
În controlul vectorial, curenții statorului sunt mai întâi măsurați și apoi transformați din cadrul de referință în trei faze staționare la un cadru de referință rotativ în două faze care este aliniat cu fluxul rotorului. Prin controlul independent al curenților q -axis și d - axa, cuplul și fluxul motorului pot fi controlate separat.
Există două tipuri principale de control vectorial: controlul vectorial direct și controlul vectorial indirect. În controlul vectorial direct, poziția fluxului rotorului este măsurată direct folosind senzori precum senzori sau codificatori ai sălii. Controlul vectorial indirect, pe de altă parte, estimează poziția fluxului rotorului pe baza parametrilor electrici ai motorului și a curenților stator măsurați.
Avantajele controlului vectorial includ:
- Precizie ridicată de control al cuplului: Poate oferi un control foarte precis al cuplului, ceea ce îl face adecvat pentru aplicații care necesită o viteză de mare precizie și reglare a cuplului, cum ar fi în ascensoare și utilaje textile.
- Ondulare mică a cuplului: Comparativ cu DTC, controlul vectorial produce, în general, mai puțin ondulare de cuplu, ceea ce duce la o funcționare mai lină a motorului.
- Frecvență de comutare constantă: Invertorul în controlul vectorial funcționează la o frecvență de comutare constantă, ceea ce ajută la reducerea EMI.
Cu toate acestea, controlul vectorial are și unele dezavantaje. Necesită o cunoaștere exactă a parametrilor electrici ai motorului, cum ar fi rezistența statorului, rezistența la rotor și inductanța reciprocă. Orice erori din acești parametri pot afecta performanța sistemului de control. În plus, algoritmul de control este mai complex decât DTC, necesitând un controler mai puternic.
Control v/f cu impuls de cuplu
Controlul V/F este cea mai simplă și mai frecventă metodă de control pentru VFD. În controlul v/f, raportul dintre tensiunea (V) și frecvența (F) este menținut constant pentru a menține un flux magnetic relativ constant în motor. Cu toate acestea, la frecvențe joase, scăderea tensiunii de rezistență la stator devine semnificativă, ceea ce poate provoca o scădere a cuplului motorului.
Pentru a compensa acest lucru, la controlul V/F se adaugă un impuls de cuplu. Creșterea cuplului crește tensiunea la frecvențe joase pentru a menține cuplul motorului. Acest lucru se realizează prin adăugarea unei componente suplimentare de tensiune la tensiunea de ieșire a VFD pe baza frecvenței.
Avantajele controlului V/F cu impulsul cuplului includ:
- Algoritm de control simplu: Este ușor de implementat și necesită o cunoaștere minimă a parametrilor motorului.
- Cost scăzut: Deoarece nu necesită senzori complexi sau algoritmi de control, costul VFD este relativ scăzut.
- Potrivit pentru aplicații generale - cu scop: Este utilizat pe scară largă în aplicațiile în care un control precis al cuplului nu este critic, cum ar fi la ventilatoare, pompe și transportoare.
Cu toate acestea, controlul v/f cu impulsul cuplului are capacități limitate de control al cuplului. Nu poate oferi același nivel de precizie a cuplului și răspuns dinamic ca DTC sau controlul vectorial. Creșterea cuplului este o compensație fixă, care poate să nu fie optimă pentru toate condițiile de încărcare.
Aplicații ale diferitelor metode de control al cuplului
- Control direct al cuplului: DTC este bine - potrivit pentru aplicații care necesită un răspuns dinamic rapid și performanțe de cuplu ridicate, cum ar fi în vehicule electrice, trenuri cu viteză mare și roboți industriali. De exemplu, într -un vehicul electric, DTC poate regla rapid cuplul motorului pentru a oferi o accelerație și decelerare lină, îmbunătățind experiența de conducere a vehiculului.
- Control vectorial: Controlul vectorial este utilizat în mod obișnuit în aplicațiile care necesită viteză ridicată de precizie și controlul cuplului, cum ar fi în mașini -unelte, ascensoare și utilaje textile. Într -o mașină -unelte, controlul vectorial poate asigura forțe de tăiere precise prin controlul precis al cuplului motorului, rezultând prelucrări de înaltă calitate.
- Control v/f cu impuls de cuplu: Controlul V/F cu impulsul cuplului este utilizat pe scară largă în aplicații generale - în cazul în care costul - eficacitatea este o preocupare majoră, cum ar fi la fani, pompe și suflante. Într -o aplicație de ventilator, poate menține o viteză relativ constantă și poate oferi un cuplu suficient pentru a conduce lamele ventilatorului.
Concluzie
În concluzie, alegerea metodei de control al cuplului pentru un control VF VFD depinde de cerințele specifice ale aplicației. Controlul direct al cuplului oferă un răspuns dinamic rapid, dar poate avea probleme cu ondularea cuplului și EMI. Controlul vectorial oferă un control al cuplului ridicat de precizie, dar necesită parametri motorii precise și un algoritm de control mai complex. Controlul V/F cu impulsul cuplului este simplu și cost - eficient, dar are capacități limitate de control al cuplului.
În calitate de furnizor de VF CONTROL VFD, vă putem oferi cea mai potrivită soluție VFD în funcție de nevoile dvs. de aplicație. Fie că ai nevoie de unUnitate de frecvență variabilă VFDpentru o aplicație generală - cu scop sau o performanță ridicatăUnitate VFD monofazatăpentru o sarcină specializată sau aDatorie normală și vfd de serviciu greoiPentru a gestiona diferite condiții de încărcare, avem expertiza și produsele pentru a vă îndeplini cerințele.
Dacă sunteți interesat de produsele noastre VF de control VF sau aveți nevoie de mai multe informații despre metodele de control al cuplului, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați pentru o discuție detaliată și negocieri de achiziții. Așteptăm cu nerăbdare să lucrăm cu dvs. pentru a obține cele mai bune performanțe și eficiență pentru aplicațiile dvs.
Referințe
- Bolde, I., & Nasar, SA (2005). Unități electrice: o abordare integrativă. CRC PRESS.
- Novotny, DW, & Lipo, TA (2006). Controlul vectorial și dinamica unităților de curent alternativ. Oxford University Press.
- Bose, BK (2002). Electronică modernă de putere și unități de curent alternativ. Sala Prentice.