El voltaje de salida de conversión de frecuencia universal de bajo voltaje es de 380~650V, la potencia de salida es de 0,75~400kW, la frecuencia de trabajo es de 0~400Hz y su circuito principal adopta AC-DC- circuito de CA. Su método de control ha pasado por las siguientes cuatro generaciones.
Modo de control de modulación de ancho de pulso sinusoidal (SPWM)
Se caracteriza por una estructura de circuito de control simple, bajo costo y buena dureza mecánica, que puede cumplir con los requisitos de regulación de velocidad suave de la transmisión general y ha sido ampliamente utilizado en varios campos de la industria. Sin embargo, a bajas frecuencias, debido a la baja tensión de salida, el par se ve significativamente afectado por la caída de tensión de la resistencia del estator, por lo que se reduce el par máximo de salida. Además, sus características mecánicas no son tan duras como el motor de CC después de todo, la capacidad de par dinámico y el rendimiento de regulación de velocidad estática no son satisfactorios, y el rendimiento del sistema no es alto, la curva de control cambiará con el cambio de carga, la respuesta de par es lento, la tasa de utilización del par motor no es alta, el rendimiento se reduce debido a la existencia de la resistencia del estator y el efecto de zona muerta del inversor a baja velocidad, y la estabilidad se vuelve pobre. Por lo tanto, la gente ha desarrollado la regulación de velocidad de conversión de frecuencia de control vectorial.
Modo de control de vector espacial de voltaje (SVPWM)
Se basa en la premisa del efecto de generación general de la forma de onda trifásica y tiene como objetivo aproximarse a la trayectoria ideal del campo magnético giratorio circular del entrehierro del motor, generar una forma de onda modulada trifásica a la vez y controlarla mediante acercándose al círculo por un polígono inscrito. Después del uso práctico, se ha mejorado, es decir, se introduce la compensación de frecuencia, que puede eliminar el error del control de velocidad; La magnitud del flujo se estima mediante retroalimentación para eliminar la influencia de la resistencia del estator a bajas velocidades. El voltaje y la corriente de salida están cerrados para mejorar la precisión dinámica y la estabilidad. Sin embargo, hay muchos enlaces de circuitos de control y no se introduce ningún ajuste de par, por lo que el rendimiento del sistema no ha mejorado fundamentalmente.
Modo de control vectorial (VC)
La práctica de la regulación de velocidad de conversión de frecuencia de control vectorial es convertir la corriente del estator Ia, Ib, Ic del motor asíncrono en el sistema de coordenadas trifásico, a través de la transformación trifásica-bifásica, equivalente a la corriente alterna Ia1Ib1 en el sistema de coordenadas estacionario de dos fases, y luego a través de la transformación de rotación orientada al campo magnético del rotor, equivalente a la corriente de CC Im1, It1 en el sistema de coordenadas de rotación sincrónica (Im1 es equivalente a la corriente de excitación del motor de CC; IT1 es equivalente a la corriente de armadura proporcional al par), y luego imitar el método de control del motor de CC, encontrar la cantidad de control del motor de CC y realizar el control del motor asíncrono después de la transformación inversa de coordenadas correspondiente. Su esencia es equiparar el motor de CA como un motor de CC y controlar de forma independiente los dos componentes de velocidad y campo magnético. Al controlar el enlace de flujo del rotor y luego descomponer la corriente del estator, se obtienen los dos componentes de par y campo magnético, y el control de cuadratura o desacoplamiento se realiza mediante la transformación de coordenadas. La propuesta del método de control de vectores tiene una importancia histórica. Sin embargo, en aplicaciones prácticas, debido a que el flujo del rotor es difícil de observar con precisión, las características del sistema se ven muy afectadas por los parámetros del motor y la transformación del vector de rotación utilizada en el proceso de control del motor de CC equivalente es más complicada, lo que dificulta el efecto de control real para lograr los resultados de análisis ideales.
Método de control de par directo (DTC)
En 1985, el profesor DePenbrock de la Universidad de Ruhr en Alemania propuso por primera vez la tecnología de conversión de frecuencia de control de par directo. Esta tecnología resuelve en gran medida las deficiencias del control vectorial anterior y se ha desarrollado rápidamente con ideas de control novedosas, una estructura de sistema concisa y clara y un excelente rendimiento dinámico y estático. Esta tecnología se ha aplicado con éxito a la tracción de unidades de CA de alta potencia mediante locomotoras eléctricas. El control de par directo analiza directamente el modelo matemático del motor de CA bajo el sistema de coordenadas del estator y controla el flujo y el par del motor. No requiere que el motor de CA sea equivalente a un motor de CC, lo que elimina muchos cálculos complejos en la transformación de rotación vectorial; No necesita imitar el control de un motor de CC, ni necesita simplificar el modelo matemático de un motor de CA para el desacoplamiento.
Modo de control Matrix AC-AC
La conversión de frecuencia VVVF, la conversión de frecuencia de control vectorial y la conversión de frecuencia de control de par directo son todas una de las conversiones de frecuencia AC-DC-AC. Sus desventajas comunes son el bajo factor de potencia de entrada, la gran corriente armónica, la gran capacitancia de almacenamiento de energía requerida para los circuitos de CC y la energía regenerativa no se puede realimentar a la red, es decir, no se puede llevar a cabo la operación de cuatro cuadrantes. Por esta razón, nació la matriz de frecuencia alterna. Porque la matriz de conversión de frecuencia CA-CA elimina el enlace intermedio de CC, eliminando así los condensadores electrolíticos voluminosos y costosos. Puede lograr un factor de potencia de l, una corriente de entrada de operación sinusoidal y de cuatro cuadrantes, y una alta densidad de potencia del sistema. Aunque esta tecnología aún no está madura, todavía atrae a muchos estudiosos para estudiarla en profundidad. Su esencia no es el control indirecto de la corriente, el enlace de flujo y cantidades iguales, sino que el par se realiza directamente como la cantidad controlada. Así es cómo:
1. Controle el flujo del estator para introducir el observador de flujo del estator para realizar el sensor sin velocidad;
2. La identificación automática (ID) se basa en modelos matemáticos de motor precisos para identificar automáticamente los parámetros del motor;
3. Calcule el valor real correspondiente a la impedancia del estator, la inductancia mutua, el factor de saturación magnética, la inercia, etc., calcule el par real, el flujo del estator y la velocidad del rotor para el control en tiempo real;
4. Realice el control Band-Band para generar señales PWM de acuerdo con el control Band-Band de flujo y par para controlar el estado de conmutación del inversor.
La matriz de frecuencia AC-AC tiene una respuesta de par rápida (<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.