Векторный тип управления.
Векторное управление позволяет существенно
увеличить диапазон управления, точность регулирования, повысить
быстродействие электропривода. Этот метод обеспечивает непосредственное
управление вращающим моментом двигателя.
Вращающий момент определяется током
статора, который создает возбуждающее магнитное поле. При
непосредственном управлении моментом необходимо изменять кроме амплитуды
и фазу статорного тока, то есть вектор тока. Этим и обусловлен термин
«векторное управление».
Для управления вектором тока, а,
следовательно, положением магнитного потока статора относительно
вращающегося ротора требуется знать точное положение ротора в любой
момент времени. Задача решается либо с помощью выносного датчика
положения ротора, либо определением положения ротора путем вычислений по
другим параметрам двигателя. В качестве этих параметров используются
токи и напряжения статорных обмоток.
Менее дорогим является частотно
регулируемый электропривод с векторным управлением без датчика обратной
связи скорости, однако векторное управление при этом требует большого
объема и высокой скорости вычислений от преобразователя частоты.
Кроме того, для непосредственного
управления моментом при малых, близких к нулевым скоростям вращения
работа частотно регулируемого электропривода без обратной связи по
скорости невозможна.
Векторное управление с датчиком обратной
связи скорости обеспечивает диапазон регулирования до 1:1000 и выше,
точность регулирования по скорости – сотые доли процента, точность по
моменту – единицы процентов.
В синхронном частотно регулируемом приводе
применяются те же методы управления, что и в асинхронном.
Для синхронных электроприводов большой
мощности применяется метод частотного управления с самосинхронизацией,
который исключает выпадение двигателя из синхронизма. Особенность метода
состоит в том, что управление преобразователем частоты осуществляется в
строгом соответствии с положением ротора двигателя.
Классификация частотных преобразователей
(смотрите
изображение -
invertors.gif,
26 кб)
1. Частотный метод применяется в случаях,
когда зависимость момента нагрузки двигателя известна и нагрузка
практически не меняется при одном и том же значении частоты, а так же
нижняя граница регулирования частоты не ниже 5…10 Гц при независимом от
частоты моменте. При работе на центробежный насос или вентилятор (это
типичные нагрузки с моментом, зависящим от скорости вращения) диапазон
регулирования частоты – от 5 до 50 Гц и выше. При работе с двумя и более
двигателями.
2. Частотный с обратной связью по скорости
- для прецизионного регулирования (необходимо использовать
инкрементальный энкодер) с известной зависимостью момента от скорости
вращения. Применим для «насосной» нагрузки.
3. Векторный – для случаев, когда в
процессе эксплуатации нагрузка может меняться на одной и той же частоте,
т.е. нет четкой зависимости между моментом нагрузки и скоростью
вращения, а также в случаях, когда необходимо получить расширенный
диапазон регулирования частоты при номинальных моментах, например, 0…50
Гц для момента 100% или даже кратковременно 150-200% от Мном.
4. Векторный с обратной связью по скорости
– для прецизионного регулирования (необходимо использовать
инкрементальный энкодер) скорости, когда в процессе эксплуатации
нагрузка может меняться на одной и той же частоте, т.е. нет четкой
зависимости между моментом нагрузки и скоростью вращения, а также в
случаях, когда необходим максимальный диапазон регулирования частоты при
моментах близких к номинальному.
