低壓通用變頻輸出電壓為380~650V,輸出功率為0.75~400kW,工作頻率為0~400Hz,它的主電路都選用交—直—交電路。其操控辦法閱歷了以下四代?!?/p>
1U/f=C的正弦脈寬調制(SPWM)操控辦法:
其特點(diǎn)是操控電路結構簡(jiǎn)單、成本較低,機械特性硬度也較好,可以滿(mǎn)意一般傳動(dòng)的平滑調速要求,已在工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應用。但是,這種操控辦法在低頻時(shí),因為輸出電壓較低,轉矩受定子電阻壓降的影響比較顯著(zhù),使輸出最大轉矩減小。別的,其機械特性終究沒(méi)有直流電動(dòng)機硬,動(dòng)態(tài)轉矩才能和靜態(tài)調速功能都還不盡善盡美,且體系功能不高、操控曲線(xiàn)會(huì )隨負載的改變而改變,轉矩呼應慢、電機轉矩利用率不高,低速時(shí)因定子電阻和逆變器死區效應的存在而功能下降,穩定性變差等。因此人們又研究出矢量操控變頻調速。
電壓空間矢量(SVPWM)操控辦法:
它是以三相波形全體生成作用為前提,以迫臨電機氣隙的抱負圓形旋轉磁場(chǎng)軌道為意圖,一次生成三相調制波形,以?xún)惹卸噙呅纹扰R圓的辦法進(jìn)行操控的。經(jīng)實(shí)踐使用后又有所改進(jìn),即引進(jìn)頻率補償,能消除速度操控的差錯;通過(guò)反應估算磁鏈幅值,消除低速時(shí)定子電阻的影響;將輸出電壓、電流閉環(huán),以提高動(dòng)態(tài)的精度和穩定度。但操控電路環(huán)節較多,且沒(méi)有引進(jìn)轉矩的調節,所以體系功能沒(méi)有得到底子改進(jìn)。矢
量操控(VC)辦法:
矢量操控變頻調速的做法是將異步電動(dòng)機在三相坐標系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過(guò)三相-二相改換,等效成兩相停止坐標系下的溝通電流Ia1Ib1,再通過(guò)按轉子磁場(chǎng)定向旋轉改換,等效成同步旋轉坐標系下的直流電流Im1、It1(Im1相當于直流電動(dòng)機的勵磁電流;It1相當于與轉矩成正比的電樞電流),然后仿照直流電動(dòng)機的操控辦法,求得直流電動(dòng)機的操控量,通過(guò)相應的坐標反改換,完成對異步電動(dòng)機的操控。其實(shí)質(zhì)是將溝通電動(dòng)機等效為直流電動(dòng)機,分別對速度,磁場(chǎng)兩個(gè)重量進(jìn)行獨立操控。通過(guò)操控轉子磁鏈,然后分化定子電流而獲得轉矩和磁場(chǎng)兩個(gè)重量,經(jīng)坐標改換,完成正交或解耦操控。矢量操控辦法的提出具有劃時(shí)代的意義。然而在實(shí)踐應用中,因為轉子磁鏈難以準確觀(guān)測,體系特性受電動(dòng)機參數的影響較大,且在等效直流電動(dòng)機操控過(guò)程中所用矢量旋轉改換較復雜,使得實(shí)踐的操控作用難以達到抱負剖析的成果。
直接轉矩操控(DTC)辦法:
1985年,德國魯爾大學(xué)的DePenbrock教授初次提出了直接轉矩操控變頻技能。該技能在很大程度上解決了上述矢量操控的不足,并以新穎的操控思想、簡(jiǎn)潔明了的體系結構、優(yōu)良的動(dòng)靜態(tài)功能得到了迅速發(fā)展?,F在,該技能已成功地應用在電力機車(chē)牽引的大功率溝通傳動(dòng)上。 直接轉矩操控直接在定子坐標系下剖析溝通電動(dòng)機的數學(xué)模型,操控電動(dòng)機的磁鏈和轉矩。它不需求將溝通電動(dòng)機等效為直流電動(dòng)機,因此省去了矢量旋轉改換中的許多復雜核算;它不需求仿照直流電動(dòng)機的操控,也不需求為解耦而簡(jiǎn)化溝通電動(dòng)機的數學(xué)模型。
矩陣式交—交操控辦法:
VVVF變頻、矢量操控變頻、直接轉矩操控變頻都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點(diǎn)是輸入功率因數低,諧波電流大,直流電路需求大的儲能電容,再生能量又不能反應回電網(wǎng),即不能進(jìn)行四象限運轉。為此,矩陣式交—交變頻應運而生。因為矩陣式交—交變頻省去了中心直流環(huán)節,然后省去了體積大、價(jià)格貴的電解電容。它能完成功率因數為l,輸入電流為正弦且能四象限運轉,體系的功率密度大。該技能現在雖沒(méi)有老練,但仍吸引著(zhù)很多的學(xué)者深入研究。其實(shí)質(zhì)不是直接的操控電流、磁鏈等量,而是把轉矩直接作為被操控量來(lái)完成的。具體辦法是:
1、操控定子磁鏈引進(jìn)定子磁鏈觀(guān)測器,完成無(wú)速度傳感器辦法;
2、自動(dòng)識別(ID)依靠精確的電機數學(xué)模型,對電機參數自動(dòng)識別;
3、算出實(shí)踐值對應定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算出實(shí)踐的轉矩、定子磁鏈、轉子速度進(jìn)行實(shí)時(shí)操控;
4、完成Band—Band操控按磁鏈和轉矩的Band—Band操控發(fā)生PWM信號,對逆變器開(kāi)關(guān)狀況進(jìn)行操控。
矩陣式交—交變頻具有快速的轉矩呼應(<2ms),很高的速度精度(±2%,無(wú)PG反應),高轉矩精度(<+3%);同時(shí)還具有較高的起動(dòng)轉矩及高轉矩精度,尤其在低速時(shí)(包含0速度時(shí)),可輸出150%~200%轉矩。