AC Privod INFO
Векторні частотні перетворювачі. Що у них особливого?
(на основі матеріалів та публікацій інженерів розробників АС Привід)
Векторні частотні перетворювачідуже часто позиціонуються на ринку як щось особливе серед інших типів перетворювачів частоти для електродвигунів.
Векторний частотний перетворювач формує струм в обмотках електродвигуна таким чином, щоб електродвигун у будь-який момент часу створював максимальне тягове зусилля за рахунок оптимального кутового положення магнітного поля статора щодо ротора. За рахунок такого підходу векторні ПЛ вміють максимально швидко реагувати на зовнішні обурення у вигляді навантаження на валу і здатні відпрацювати різке ступінчасте підвищення навантаження протягом лічених мілісекунд.
Двигун розвиває максимальний момент, коли ротор знаходиться під 90 ° до вектора струму. Так як ми при створенні системи управління на мікроконтролері хочемо отримати від двигуна найбільший момент при мінімумі втрат, а втрати, в першу чергу, це струм в обмотках, то найраціональніше ставити вектор струму завжди під 90 ° до магнітного поля ротора, тобто. перпендикулярно магніту як на малюнку. Таким чином, ми задаємо вектор струму завжди під 90 ° до ротора, як би він не обертався, тобто. “прибити” вектор струму до ротора. Регулювати момент двигуна будемо амплітудою струму. Чим більше амплітуда – тим вищий момент. А частота обертання, частота струму в обмотках це вже «не наша» справа – яка вийде, як обертатиметься ротор, так і буде – ми керуємо моментом на валу. Як не дивно, саме це і називається векторним керуванням – коли ми керуємо вектором статорного струму так, щоб він був під 90° до магнітного поля ротора.
У більшості векторних перетворювачів можливі два типи векторного управління: з датчиком на валу електродвигуна та без датчика. Системи з датчиком на валу забезпечують найкращі показники регулювання та застосовуються в особливо відповідальних механізмах, але також вони мають і більшу вартість, і конструктивну складність порівняно з бездатчиковим виконанням.
Найпростішим і найширше використовується векторний ПЧ без датчика. Але не слід забувати, що векторне управління електродвигуном виконується по полю ротора і на підставі даних про його кутове положення, а в даному випадку ми не маємо прямого виміру цього параметра. Отже, десь треба брати ці дані.
Для вирішення задачі визначення положення ротора, розроблено та запропоновано масу варіантів спостерігачів потокозчеплення ротора. Але майже всі вони непрацездатні в області низьких частот і в умовах, що змінюються в процесі роботи параметрів електричної машини. Для цього вченими розробляються спостерігачі за спостерігачами, різні адаптаційні алгоритми, структури управління, що перемикаються. Відомі виробники перетворювачів давно вирішили ці завдання та успішно застосовують дані алгоритми у своїх пристроях. Але вартість повноцінного векторного ПЧ у 2…5 разів вища за аналогічний, але скалярний ПЧ.
Додаткову інформацію провекторні перетворювачах можна знайти у статті журналу Електрик, а також у новинах сайту про векторні перетворювачі.