Преобразователи частоты

Базовые сведения о преобразователях частоты

Сегодня преобразователи частоты являются самыми распространенными устройствами для управления электродвигателями.

Преобразователь частоты -  это устройство для управления электродвигателем переменного тока, которое регулирует скорость и крутящий момент двигателей путем изменения частоты и, в зависимости от топологии управления, соответствующими изменениями напряжения или тока. Надо отметить, что существует много различных наименований и обозначений таких преобразователей - частотный преобразователь (ЧРП), частотный регулятор, регулятор скорости, частотный привод переменного тока, инвертор или просто частотник.

Как и в случае с любым другим устройством управления, выбор преобразователя частоты требует внимательности и знаний. Информация ниже даст вам общее представление о приводах переменного тока.

Методы управления приводом переменного тока.

Существуют различные методы управления приводом переменного тока, реализуемые преобразователем частоты:

• управление с изменением частоты и напряжения (U/F),
• векторное управление без датчиков (SVC) и векторное управление в замкнутом контуре (VC)
• прямое управление крутящим моментом (DTC).

Метод U/F применяется в простейших случаях. Регулирование частоты и напряжения происходит в соответствии с заданной характеристикой U/f.
Фундаментальной особенностью является то, что он управляет напряжением и частотой на выходе инвертора и обеспечивает требуемые характеристики крутящего момента, сохраняя соотношение U/F постоянным. Такой подход к управлению малозатратен и применяется для менее точных универсальных приводов.

Векторное управление позволяет независимо регулировать скорость и крутящий момент на валу двигателя аналогичным, но более сложным способом, чем методы управления приводом постоянного тока. Основная идея векторного управления заключается в управлении не только величиной и частотой напряжения, но и магнитным потоком.

Векторный способ управления частотным преобразователем обеспечивает гораздо более качественное управление электродвигателем  - работа с полным моментом двигателя в области нулевых частот, поддержание скорости при переменной нагрузке без датчиков обратной связи, точный контроль момента на валу двигателя и т.п.
Различают несколько режимов векторного управления:

• Бессенсорное векторное управление SVC1 - в этом режиме для автонастройки преобразователя достаточно провести её на невращающемся двигателе.
• Бессенсорное векторное управление SVC2 - обеспечивает еще более точное управление скоростью и моментом, но для автонастройки преобразователя частоты для работы в этом режиме необходимо провести её на вращающемся двигателе
• Векторный режим в замкнутом контуре. Данный режим подразумевает установку энкодера на вал двигателя и его подключение к преобразователю. Обычно для этого в преобразователь устанавливается специальная опция. Используется для применений, особо требовательных к точности регулирования скорости или момента.

Прямое управление крутящим моментом, аналогично векторному управлению, позволяет независимо управлять крутящим моментом и потоком. DTC управляет мгновенной скоростью потока статора двигателя, управляя мгновенным напряжением двигателя, изменяя мгновенное скольжение его ротора, обеспечивая таким образом прямое управление выходной мощностью двигателя, поскольку DTC управляет крутящим моментом двигателя напрямую, без модулятора. Следовательно, реакция крутящего момента происходит намного быстрее.