Die Ausgangsspannung der Niederspannungs-Universalfrequenzumwandlung beträgt 380~650V, die Ausgangsleistung beträgt 0,75~400 kW, die Arbeitsfrequenz beträgt 0~400 Hz und der Hauptstromkreis verwendet AC-DC- Wechselstromkreis. Seine Kontrollmethode hat die folgenden vier Generationen durchlaufen.
Steuermodus Sinus-Pulsweitenmodulation (SPWM).
Es zeichnet sich durch eine einfache Struktur des Steuerkreises, niedrige Kosten und eine gute mechanische Härte aus, die die Anforderungen einer gleichmäßigen Geschwindigkeitsregelung allgemeiner Getriebe erfüllen kann und in verschiedenen Bereichen der Industrie weit verbreitet ist. Allerdings wird bei niedrigen Frequenzen aufgrund der niedrigen Ausgangsspannung das Drehmoment erheblich durch den Spannungsabfall des Statorwiderstands beeinflusst, so dass das maximale Drehmoment des Abtriebs reduziert wird. Darüber hinaus sind seine mechanischen Eigenschaften schließlich nicht so hart wie bei Gleichstrommotoren, die dynamische Drehmomentkapazität und die Leistung der statischen Geschwindigkeitsregelung sind nicht zufriedenstellend, und die Systemleistung ist nicht hoch, die Steuerkurve ändert sich mit der Laständerung und die Drehmomentreaktion ist langsam, die Ausnutzung des Motordrehmoments ist nicht hoch, die Leistung wird aufgrund des Statorwiderstands und des Totzoneneffekts des Wechselrichters bei niedriger Drehzahl verringert und die Stabilität wird schlecht. Aus diesem Grund haben die Menschen eine Geschwindigkeitsregelung für die Frequenzumwandlung mit Vektorsteuerung entwickelt.
Spannungs-Raumvektor-Steuermodus (SVPWM).
Es basiert auf der Prämisse des Gesamterzeugungseffekts der dreiphasigen Wellenform und zielt darauf ab, die ideale kreisförmige rotierende Magnetfeldbahn des Motorluftspalts anzunähern, gleichzeitig eine dreiphasenmodulierte Wellenform zu erzeugen und diese dadurch zu steuern Annäherung an den Kreis durch ein eingeschriebenes Polygon. Nach der praktischen Anwendung wurde es verbessert, das heißt, es wurde eine Frequenzkompensation eingeführt, die den Fehler der Geschwindigkeitsregelung beseitigen kann; Die Größe des Flusses wird durch Rückkopplung geschätzt, um den Einfluss des Statorwiderstands bei niedrigen Drehzahlen zu eliminieren. Die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom sind geschlossen, um die dynamische Genauigkeit und Stabilität zu verbessern. Es gibt jedoch viele Steuerkreisverbindungen und es wird keine Drehmomentanpassung eingeführt, sodass die Systemleistung nicht grundlegend verbessert wurde.
Vektorsteuerungsmodus (VC).
Die Praxis der Geschwindigkeitsregelung mit Vektorsteuerung und Frequenzumwandlung besteht darin, den Statorstrom Ia, Ib, Ic des Asynchronmotors durch die Dreiphasen-Zweiphasen-Transformation in das dreiphasige Koordinatensystem umzuwandeln, was dem Wechselstrom Ia1Ib1 in entspricht das zweiphasige stationäre Koordinatensystem und dann durch die Rotormagnetfeld-orientierte Rotationstransformation, äquivalent zum Gleichstrom Im1, It1 im synchronen Rotationskoordinatensystem (Im1 entspricht dem Erregerstrom des Gleichstrommotors; IT1 ist äquivalent zum Ankerstrom proportional zum Drehmoment) und dann die Steuermethode des Gleichstrommotors nachahmen, die Steuergröße des Gleichstrommotors ermitteln und die Steuerung des Asynchronmotors nach der entsprechenden Koordinatenumkehrtransformation realisieren. Sein Kern besteht darin, den Wechselstrommotor einem Gleichstrommotor gleichzusetzen und die beiden Komponenten Geschwindigkeit und Magnetfeld unabhängig zu steuern. Durch Steuerung der Rotorflussverknüpfung und anschließende Zerlegung des Statorstroms werden die beiden Komponenten Drehmoment und Magnetfeld erhalten und die Quadratur- oder Entkopplungssteuerung durch Koordinatentransformation realisiert. Der Vorschlag einer Vektorkontrollmethode ist von epochaler Bedeutung. Da es jedoch in praktischen Anwendungen schwierig ist, den Rotorfluss genau zu beobachten, werden die Systemeigenschaften stark von den Motorparametern beeinflusst, und die im äquivalenten Gleichstrommotorsteuerungsprozess verwendete Vektorrotationstransformation ist komplizierter, was es schwierig macht tatsächliche Steuerwirkung, um die idealen Analyseergebnisse zu erzielen.
Methode der direkten Drehmomentregelung (DTC).
Im Jahr 1985 schlug Professor DePenbrock von der Ruhr-Universität in Deutschland erstmals die Frequenzumwandlungstechnologie mit direkter Drehmomentsteuerung vor. Diese Technologie behebt weitgehend die Mängel der oben genannten Vektorsteuerung und hat sich mit neuartigen Steuerungsideen, einer prägnanten und klaren Systemstruktur sowie einer hervorragenden dynamischen und statischen Leistung schnell weiterentwickelt. Diese Technologie wurde erfolgreich bei Hochleistungs-Wechselstromantrieben für die Traktion von Elektrolokomotiven eingesetzt. Die direkte Drehmomentsteuerung analysiert direkt das mathematische Modell des Wechselstrommotors im Statorkoordinatensystem und steuert den Fluss und das Drehmoment des Motors. Es ist nicht erforderlich, dass der Wechselstrommotor einem Gleichstrommotor entspricht, wodurch viele komplexe Berechnungen bei der Vektorrotationstransformation entfallen. Es muss weder die Steuerung eines Gleichstrommotors nachgeahmt werden, noch muss das mathematische Modell eines Wechselstrommotors zur Entkopplung vereinfacht werden.
Matrix-AC-AC-Steuerungsmodus
VVVF-Frequenzumwandlung, Vektorsteuerungsfrequenzumwandlung und direkte Drehmomentsteuerungsfrequenzumwandlung sind alle Teil der AC-DC-AC-Frequenzumwandlung. Zu den allgemeinen Nachteilen zählen ein geringer Eingangsleistungsfaktor, ein großer Oberschwingungsstrom, eine große erforderliche Energiespeicherkapazität für Gleichstromkreise und die fehlende Rückspeisung regenerativer Energie ins Netz, d. h. ein Vierquadrantenbetrieb ist nicht möglich. Aus diesem Grund entstand die Matrix-Wechselfrequenz. Denn durch die Matrix-AC-AC-Frequenzumwandlung entfällt der Zwischen-Gleichstromzwischenkreis und damit die sperrigen und teuren Elektrolytkondensatoren. Es kann ein Leistungsfaktor von l, ein Eingangsstrom im Sinus- und Vierquadrantenbetrieb sowie eine hohe Leistungsdichte des Systems erreicht werden. Obwohl diese Technologie noch nicht ausgereift ist, lockt sie dennoch viele Wissenschaftler dazu, sie eingehend zu untersuchen. Sein Wesen besteht nicht in der indirekten Steuerung von Strom, Flussverknüpfung und gleichen Beträgen, sondern das Drehmoment wird direkt als gesteuerte Größe realisiert. Hier ist wie:
1. Steuern Sie den Statorfluss, um den Statorflussbeobachter einzuführen und den geschwindigkeitslosen Sensor zu realisieren.
2. Die automatische Identifizierung (ID) basiert auf präzisen mathematischen Motormodellen, um Motorparameter automatisch zu identifizieren.
3. Berechnen Sie den tatsächlichen Wert, der der Statorimpedanz, der Gegeninduktivität, dem magnetischen Sättigungsfaktor, der Trägheit usw. entspricht, und berechnen Sie das tatsächliche Drehmoment, den Statorfluss und die Rotorgeschwindigkeit für die Echtzeitsteuerung.
4. Realisieren Sie die Band-Band-Steuerung, um PWM-Signale gemäß der Band-Band-Steuerung von Fluss und Drehmoment zu erzeugen, um den Schaltzustand des Wechselrichters zu steuern.
Die AC-AC-Frequenz vom Matrixtyp weist eine schnelle Drehmomentreaktion auf (<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.