우리는 주파수 변환기가 전기 작업에 관여하고 있다는 것을 알고 있습니다. 기술을 마스터해야하며, 모터를 제어하기 위해 주파수 변환기를 사용하는 것이보다 일반적인 전기 제어 방법입니다. 일부는 또한 능숙하게 사용해야합니다. 오늘, 나는 주파수 변환기와 모터 사이의 훌륭한 관계를 공유하기 위해 얕은 지식, 내용 또는 반복으로 관련 지식 포인트를 구성하고 요약 할 것입니다.
우선, 인버터를 사용하여 모터를 제어하는 이유는 무엇입니까?
이 두 장치에 대한 간단한 이해부터 시작하겠습니다.
모터는 유도 부하로 전류의 변화를 방해하고 시작 중에 전류가 크게 변화합니다.
주파수 변환기는 전력 주파수 전원 공급 장치의 전력 반도체 장치를 사용하는 것이 전력 주파수 전원 공급 장치의 다른 주파수의 전기 에너지 제어 장치로 변환됩니다. 주로 회로의 두 부분으로 구성되어 있으며, 하나는 메인 회로 (정류기 모듈, 전해 커패시터 및 인버터 모듈)이고 다른 하나는 제어 회로 (스위칭 전원 공급 장치 보드, 제어 회로 보드)입니다.
모터의 시작 전류, 특히 더 높은 전력, 전력이 높을수록 시작 전류가 높을수록 전력 공급 및 유통 네트워크에 더 큰 부담을 가져오고 주파수 변환기가 더 큰 부담을 줄 수 있습니다. 이 스타트 업 문제를 해결할 수 있으므로 과도한 출발 전류를 유발하지 않고 모터가 원활하게 시작할 수 있습니다.
주파수 변환기를 사용하는 또 다른 기능은 모터의 속도를 조절하는 것입니다. 많은 경우가 생산성을 높이려면 모터의 속도를 제어해야하며 주파수 변환기 속도 제어는 주파수를 변경하여 주파수 변환기가 가장 큰 하이라이트였습니다. 모터의 속도를 제어하기위한 전원 공급 장치.
주파수 변환기 제어 방법은 무엇입니까?
가장 일반적으로 사용되는 5 가지 인버터 모터 제어 방법은 다음과 같습니다.
저전압 일반 목적 인버터 출력 전압은 380-650 v, 출력 전력은 0입니다. 75-400 kw, 작동 주파수는 0-400 hz이며, 주요 회로는 모두 채택 된 AC입니다. -DC-AC 회로. 제어 모드는 다음 4 세대를 통과했습니다.
1U/F=C 정현파 펄스 폭 변조 (SPWM) 제어 모드
간단한 제어 회로 구조, 저렴한 비용, 경도의 기계적 특성을 특징으로하는 부드러운 속도 요구 사항의 일반적인 전송을 충족시키는 것이 더 좋습니다. 다양한 산업 분야에서 널리 사용되었습니다.
그러나, 저주파 에서이 제어 방법은 낮은 출력 전압으로 인해 고정자 저항 전압 강하에 의한 토크가 더 중요하므로 출력 최대 토크가 줄어 듭니다.
또한 기계적 특성은 DC 모터만큼 단단하지 않으며 동적 토크 용량 및 정적 속도 성능은 만족스럽지 않으며 시스템 성능이 높지 않으며 제어 곡선은 부하에 따라 변경되며 토크 응답은 느립니다. 모터 토크 이용률은 높지 않으며 고정자 저항으로 인한 저속 및 인버터 데드 밴드 효과 및 성능 저하, 안정성 저하 등의 존재. 따라서, 벡터 제어 주파수 변환 속도 조절이 연구되었다.
전압 공간 벡터 (SVPWM) 제어 방법
그것은 한 번에 3 상 변조 파형을 생성하기 위해 모터 공기 갭의 이상적인 원형 회전 자기장 궤적을 근사화하기 위해 3 상 파형의 전체 생성 효과의 전제를 기반으로하며, 제어를 제어합니다. 원의 내부 다각형 근사법.
실제 사용 후 개선되었습니다. 즉, 주파수 보상이 도입되어 속도 제어의 오차를 제거 할 수 있습니다. 자기 사슬 진폭은 피드백에 의해 추정되며, 이는 저속에서 고정자 저항의 영향을 제거합니다. 출력 전압 및 전류는 역학의 정확성과 안정성을 향상시키기 위해 폐쇄되어 있습니다. 그러나 제어 회로에는 더 많은 링크가 있으며 토크 조절을 도입하지 않으므로 시스템 성능이 기본적으로 개선되지 않습니다.
벡터 제어 (VC) 방법
벡터 제어 주파수 제어의 실습은 3 상 좌표계의 비동기 모터의 고정자 전류 IA, IB, IC를 3 상 고정 좌표계에서 3 상-2 단계를 통해 AC 전류 IA1IB1로 변환하는 것입니다. 위상 변환, 그리고 로터 자기장 방향에 따른 로터리 변환을 통해 DC 전류 IM1로의 동기 회전 좌표계와 동일합니다. IT1 (IM1은 DC 모터의 여기 전류와 동일하며 IT1은 토크에 비례하는 전기자 전류와 동일하며 DC 모터의 제어 방법을 모방하여 DC의 제어량을 얻는다. 조정의 상응하는 역 변환 후 비동기 모터의 제어를 실현합니다.
본질적으로, AC 모터는 DC 모터와 동일하며, 속도와 자기장의 두 성분은 독립적으로 제어됩니다. 로터 자기 체인을 제어 한 다음 고정자 전류를 분해하여 좌표 변환을 통해 토크 및 자기장 성분을 얻기 위해 직교 또는 디퍼 커플 링 된 제어를 실현합니다. 제안 된 벡터 제어 방법은 시대의 중요성입니다. 그러나 실제 응용에서 로터 자기 체인으로 인해 정확하게 관찰하기가 어렵고, 시스템 특성은 모터 매개 변수에 의해 크게 영향을 받고, 등가 DC 모터의 제어 프로세스에 사용되는 벡터 회전 변환이 더 복잡해져 실제 제어 효과가 이상적인 분석 결과를 달성하기가 어렵습니다.
직접 토크 제어 (DTC) 방법
1985 년 독일 Ruhr University의 Depenbrock 교수는 직접 토크 제어 주파수 변환 기술을 제안했습니다. 이 기술은 위의 벡터 제어의 단점을 크게 해결했으며 새로운 제어 아이디어, 간결하고 명확한 시스템 구조, 우수한 역동적이고 정적 성능으로 빠르게 개발되었습니다.
현재이 기술은 전기 기관차 트랙션을위한 고전력 AC 드라이브에 성공적으로 적용되었습니다. 직접 토크 제어는 고정자 좌표계에서 직접 AC 모터의 수학적 모델을 분석하여 모터의 자기 체인 및 토크를 제어합니다. AC 모터를 DC 모터와 동일시 할 필요는 없으므로 벡터 회전 변환에서 많은 복잡한 계산을 제거합니다. DC 모터의 제어를 모방 할 필요는 없으며 분리를 위해 AC 모터의 수학적 모델을 단순화 할 필요는 없습니다.
매트릭스 AC-AC 제어 방법
VVVF 인버터, 벡터 제어 인버터 및 직접 토크 제어 인버터는 모든 유형의 AC-DC-AC 인버터입니다. 그들의 일반적인 단점은 낮은 입력 전력 계수, 높은 고조파 전류, DC 회로에서 대규모 에너지 저장 커패시터의 필요성이며, 재생 에너지는 그리드로 공급 될 수 없으며, 즉 4 분기 조작은 불가능합니다.
이러한 이유로 매트릭스 AC-AC 인버터가 생겼습니다. 매트릭스 AC-AC 인버터가 중간 DC 링크를 제거하여 대형 크기의 고가의 전해 커패시터를 제거합니다. L의 역률을 깨닫고 입력 전류는 정현파이며 4 개의 사분면에서 작동 할 수 있으며 시스템의 전력 밀도는 큽니다. 이 기술은 아직 성숙하지는 않지만 여전히 많은 학자들이 깊이 연구하기 위해 유치합니다. 그것의 본질은 전류, 자기 체인 및 기타 양을 간접적으로 제어하는 것이 아니라, 토크를 제어 된 양으로 직접 실현하는 것입니다.
특정 방법은 다음과 같습니다.
고정자 마그네틱 체인 제어는 고정자 자기 체인 관찰자가 속도 센서가없는 방법을 실현하기 위해 소개합니다.
자동 식별 (ID)은 모터 매개 변수를 자동으로 식별하기 위해 모터의 정확한 수학적 모델에 의존합니다.
고정자 임피던스, 상호 인덕턴스, 자기 포화 계수, 관성 등에 해당하는 실제 값을 계산하십시오. 실제 토크, 고정자 자기 체인, 실시간 제어를위한 로터 속도를 계산하십시오.
밴드 대역 제어의 실현은 인버터 스위칭 상태를 제어하기 위해 자기 체인의 밴드 대역 및 토크에 따라 PWM 신호를 생성합니다.
매트릭스 AC-AC 인버터에는 빠른 토크 응답이 있습니다 (<2ms), high speed accuracy (±2%, no PG feedback), high torque accuracy (<+3%); it also has high starting torque and high torque accuracy, especially at low speeds (including 0 speeds), and it can output 150% to 200% torque.
주파수 변환기로 모터를 제어하는 방법은 무엇입니까? 그들은 어떻게 연결되어 있습니까?
주파수 변환기 제어 모터 배선은 비교적 간단합니다. 컨택 터의 배선은 거의 동일하고 3 개의 주 메인 전원이 선으로 전원이 나고 모터로 선을 벗어나지 만 해당의 설정 중 하나, 주파수 변환기는 다른 방식 이상입니다.
우선, 인버터 터미널을 살펴 보겠습니다. 브랜드는 더 많지만 배선도 다르지만 대부분의 인버터 터미널은 그리 많지 않습니다. 일반적으로 양수 및 음성 스위칭 입력으로 나뉘어져 있으며, 포지티브 및 네거티브의 시작보다 모터를 제어하는 데 사용됩니다. 피드백 터미널, 실행 주파수, 속도, 오류 상태 등을 포함하여 모터의 실행 상태를 피드백하는 데 사용됩니다. 속도 설정 제어, 일부 주파수 변환기는 전위차계를 사용하며 일부는 키를 직접 사용하여 액세스 할 수 없습니다.
물리적 배선을 통해 길을 제어하는 다른 방법이 있습니다. 커뮤니케이션 네트워크로 이동하는 것이 있습니다. 많은 주파수 변환기가 커뮤니케이션 제어를 지원하려면 통신 라인을 통해 모터를 제어하여 시작 및 중지, 전진 및 반전 조정을 할 수 있습니다. 속도 등, 동시에 피드백 정보는 커뮤니케이션을 통해 전송됩니다.
모터의 회전 속도 (주파수)가 변경되면 출력 토크는 어떻게됩니까?
인버터 드라이브의 시작 토크와 최대 토크는 산업 주파수 전원 공급 장치가있는 직접 드라이브보다 적습니다.
모터는 산업 주파수 전원 공급 장치로 구동 될 때 시작 및 가속 충격을 크게 가지고 있지만 인버터로 구동되면 이러한 충격이 약합니다. 산업 주파수에서 직접 시작하면 큰 시작 전류가 생성됩니다. 주파수 변환기를 사용하면 주파수 변환기의 출력 전압 및 주파수가 모터에 점차 추가되므로 모터 시동 전류 및 충격이 더 작습니다.
일반적으로 모터에 의해 생성 된 토크는 주파수 (속도 감소)에 따라 감소합니다. 감소에 대한 실제 데이터는 일부 인버터 매뉴얼에 표시됩니다.
플럭스 벡터 제어 기능이있는 인버터를 사용하면 낮은 모터 속도에서의 토크 부족이 개선되고 모터는 저속 구역에서도 충분한 토크를 생성합니다.
주파수 변환기가 50Hz보다 큰 주파수로 속도로 제어되면 모터의 출력 토크가 줄어 듭니다.
일반적으로 모터는 50Hz 전압으로 설계 및 제조되며 정격 토크 도이 전압 범위에서 제공됩니다. 따라서 정격 주파수 이하의 속도 조절을 일정한 토크 속도 조절이라고합니다. (t=te, p<=Pe)
인버터의 출력 주파수가 50Hz 주파수보다 큰 경우, 모터에 의해 생성 된 토크는 주파수에 반비례하는 선형 관계를 감소시켜야합니다.
모터가 50Hz 주파수보다 큰 속도로 작동되면 모터 출력 토크의 부족을 방지하기 위해 모터 하중의 크기를 고려해야합니다.
예를 들어, 100Hz에서 모터에 의해 생성 된 토크는 50Hz에서 생성 된 토크의 약 1/2로 감소된다.
따라서, 정격 주파수 위의 속도 제어를 일정한 전력 속도 제어라고합니다. (P=ue*ie)
50Hz 이상의 주파수 변환기의 적용
아시다시피, 특정 모터의 경우 정격 전압 및 정격 전류가 일정합니다.
예를 들어, 인버터 및 모터 정격 값은 15kW/380V/30A입니다. 모터는 50Hz 이상으로 작동 할 수 있습니다.
50Hz의 속도, 인버터의 출력 전압은 380V, 전류는 30A입니다. 현재 출력 주파수를 60Hz로 증가 시키면 최대 출력 전압 및 인버터의 전류는 380V/30A 일 수 있습니다. 출력 전력은 변경되지 않은 상태로 유지되므로 일정한 출력 제어라고합니다.
현재 토크 상황은 무엇입니까?
p=wt (w; Angular 속도, t : 토크), p가 변경되지 않았으므로 W가 증가하므로 토크가 그에 따라 감소하기 때문입니다.
우리는 또한 다른 방법으로 볼 수 있습니다.
모터 u=e + i * r의 고정자 전압 (i는 전류, r은 전자 저항, e는 유도 된 전위입니다)
U와 내가 일정 할 때 E도 일정하다는 것을 알 수 있습니다.
And E=k*f*X (k: constant; f: frequency; X: magnetic flux), so when f from 50 -->60Hz, X는 그에 따라 줄어 듭니다
모터 t=k*i*x (k : constant; i : current; x : flux)의 경우 플럭스 X에 따라 토크 t가 감소합니다.
Meanwhile, less than 50Hz, the flux (X) is constant when U/f=E/f is constant because I*R is very small. Torque T is proportional to current. This is why the overcurrent capability of an inverter is usually used to describe its overload (torque) capability and is called constant torque speed regulation (constant rated current -->일정한 최대 토크)
결론 : 인버터의 출력 주파수가 50Hz 이상으로 증가하면 모터의 출력 토크가 감소합니다.
출력 토크와 관련된 기타 요인
열 발생 및 열 소산 능력은 인버터의 출력 전류 능력을 결정하여 인버터의 출력 토크 능력에 영향을 미칩니다.
캐리어 주파수 : 일반 인버터로 표시된 정격 전류는 가장 높은 캐리어 주파수이며, 가장 높은 주변 온도는 연속 출력 값을 보장하고, 캐리어 주파수를 줄이고, 모터 전류에 영향을 미치지 않습니다. 그러나 성분의 가열은 줄어 듭니다.
주변 온도 : 주변 온도가 낮아질 때 인버터 보호 전류 값을 증가시키지 않는 것처럼.
고도 : 고도 증가는 열 소산 및 단열성 성능에 영향을 미칩니다. 일반적으로 1000m 미만은 5%의 용량을 줄이기 위해 1000 미터 이상을 무시할 수 있습니다.