Il controllo vettoriale (VC) si basa sul fatto che non viene controllata solo la grandezza (modulo) della coordinata controllata, ma anche la sua posizione spaziale (vettore) rispetto agli assi delle coordinate selezionati.
Riso. 8.28 Schema di azionamento elettrico di frequenza basato su AIT (a) e dipendenza della corrente dello statore dalla frequenza della corrente nel rotore (b)
Per implementare l'unità di controllo vengono monitorati i valori istantanei di tensione, corrente e flusso concatenato. Attraverso trasformazioni matematiche, un motore a induzione, caratterizzato da un gran numero di collegamenti trasversali non lineari, può essere rappresentato da un modello lineare con due canali di controllo: coppia e flusso. Tale facilità di controllo richiede molteplici trasformazioni delle coordinate EP, il che non rappresenta un ostacolo, dato l’attuale livello di sviluppo della tecnologia MT.
Per comprendere l'essenza dell'AC, utilizzeremo lo schema di una macchina generalizzata bifase e bipolare (Fig. 8.29), a cui una macchina simmetrica con un avvolgimento dello statore di fase m e un avvolgimento del rotore di fase i può essere ridotto.
Riso. 8.29. Schema schematico di una macchina generalizzata bifase bipolare: 1 – statore; 2 – rotore
Supponiamo che il sistema di coordinate ruoti nello spazio con assi reali e immaginari arbitrari, le equazioni avranno la seguente forma:
, (8.27)
dove u S , Ø,i S , i 2 ,ψ S , ψ 2 \j7-s>V2 sono rispettivamente i vettori delle tensioni, delle correnti e dei conduttori di flusso dello statore 1 e del rotore 2; j – designazione dell'asse immaginario; Z n - – numero di coppie polari; L m – mutua induttanza tra gli avvolgimenti dello statore e del rotore; / 2 - vettore coniugato complesso i-i; 1t è la parte immaginaria della variabile complessa; ωyu k è la velocità angolare del rotore. I collegamenti di flusso sono uguali
, (8.29)
dove L s (L sa +L m) e L 2 (L 2<, +L m) – индуктивности фазных обмоток соответст-венно статора и ротора.
Riso. 8.30 Schema di azionamento elettrico a frequenza basato su AIT (a) e dipendenza della corrente dello statore dalla frequenza della corrente nel rotore (b)
Le equazioni (8.27) possono essere scritte utilizzando proiezioni di vettori generalizzati sugli assi delle coordinate e, v, cioè in forma scalare:
A seconda delle variabili di stato utilizzate, le equazioni della coppia possono avere forme diverse. Oltre all'equazione di cui sopra (8.28), vengono utilizzate le seguenti espressioni per il momento elettromagnetico:
Le equazioni macchina generalizzate per il sistema di coordinate uv(8.27) possono essere scritte in qualsiasi sistema di coordinate. La scelta degli assi delle coordinate dipende dal tipo di macchina (sincrona, asincrona) e dagli scopi dello studio. Hanno trovato applicazione i seguenti sistemi di coordinate: sistema di coordinate fisse ap (©к = 0); sistema di coordinate sincrono AC (soc = co) e sistema di coordinate dq rotante con il rotore (co k = co). La posizione relativa dei vettori della pressione arteriosa variabile è mostrata in Fig. 8.30.
La transizione dalle equazioni di una macchina generalizzata (8.27), (8.28) alle equazioni di un vero IM trifase viene effettuata utilizzando le equazioni delle trasformazioni di coordinate e.9 M - angolo di coppia, q> - angolo tra la corrente e vettori di tensione). O, = in m + f - angolo del vettore tensione (XY); 6« = 9„ + 8 V - angolo vettoriale corrente. Le formule per le trasformazioni di coordinate si ottengono a condizione che la potenza di entrambe le macchine sia costante. Possono essere ottenuti per qualsiasi variabile registrata su qualsiasi asse.
Le trasformazioni di una macchina reale in una macchina generalizzata sono chiamate dirette e le trasformazioni di una macchina generalizzata in una macchina reale sono chiamate inverse. Ad esempio, le formule per la conversione diretta delle tensioni di fase dello statore u sa , Шь, u sc nelle equazioni m, u$ negli assi ap del diagramma vettoriale hanno la forma:
Per considerare il controllo vettoriale, viene selezionato un sistema di coordinate XY, che ruota nello spazio alla velocità del campo, vale a dire o) k = coo, quest'ultima è considerata la velocità del vettore di flusso del rotore. \j/2- Le velocità di rotazione dei vettori di collegamento tensione, corrente e flusso sono le stesse solo nelle modalità stazionarie e nei processi transitori sono diverse. Il principio del controllo vettoriale è questo
Riso. 8.30. La posizione relativa dei vettori del diagramma ADVector variabile: % = 8 2 + in r - angolo di flusso.
Formule di conversione inversa
Usb =(~Usa+A/ЗU45)/ 2, U sc =(-М yu -л/ЗUф)/ 2 . (8.33)
il vettore di una variabile (corrente, tensione, ecc.) si trova nello spazio in un certo modo. È più efficace posizionare il vettore di collegamento del flusso vj7 2 lungo l'asse reale X del sistema di coordinate sincrono che ruota alla velocità del campo allora . In questo caso, le equazioni di un IM con rotore a gabbia di scoiattolo hanno la forma
0= -ω 2 + R 2 K 2 io sy ,
M e = 3/2 Z II K 2 ψ 2 io sy . (8.34)
dove K2 = Ls - Kg Lm; Kg = b m / bg, cog = coo - co - frequenza di scorrimento o frequenza della corrente del rotore Analizzando le equazioni (8.34), si può notare qualche somiglianza con le equazioni DMT: la coppia in (8.34) è proporzionale all'accoppiamento del flusso del rotore e alla componente del vettore corrente dello statore i sy , e l'accoppiamento del flusso è proporzionale alla componente i sx /u. Ciò rende possibile, come un DPT, controllare il flusso e la coppia separatamente, ad es. il principio VU avvicina la pressione sanguigna con le sue variabili sinusoidali al DPT. La VU consente l'uso di metodi di controllo subordinati nella sintesi, ampiamente utilizzati negli EC DC. La differenza (non a favore dell'unità di controllo) è che il controllo indipendente di flusso, coppia e velocità non viene effettuato da variabili reali del motore, ma convertito in un diverso sistema di coordinate.
2. Con una velocità di rotazione di 810 min -1:
Schema funzionale del controllo vettoriale dell'IM Fig. 8.31: z – compito; U – controllo; Sistema operativo: feedback sulla velocità; с – velocità; / I – corrente; x, y – - appartenenza di variabili ad un sistema di coordinate sincrono; αа, β р – appartenenza delle variabili ad un sistema di coordinate fisso; f – collegamento del flusso; a, bb, c – indici di fase.
Riso. 8.31.Schema funzionale del controllo vettoriale IM
Il circuito si basa sul principio della regolazione subordinata e contiene tre circuiti:
1) velocità (esterna); contiene un sensore di velocità BR e un regolatore di velocità di rotazione (coppia) AR;
2) flusso concatenato (flusso magnetico) con il regolatore di flusso Av|/Uψ e il canale OS, che ha un valore di uscita u;
3) componenti attive e reattive 4e del vettore corrente statorica con i regolatori AA2 e AA1.
Il segnale OS per la corrente dello statore viene fornito da un sensore di corrente UA, che misura le correnti di fase del motore in due fasi, ad esempio A e B, e genera segnali u ia e ы, *. Per convertire questi segnali in un sistema di coordinate fisse, utilizzare il convertitore funzionale U1, che opera secondo le formule (8.32) delle trasformazioni dirette delle coordinate cosф = U pho /U ph, che nel convertitore A2 consentono di spostarsi dalle coordinate fisse a p αβ alle coordinate XY secondo le seguenti formule:
u iβ =1/√3 (u iα +u ib).
Il collegamento del flusso può essere misurato utilizzando diversi dispositivi, ad esempio un avvolgimento di misura posizionato nelle stesse fessure dell'avvolgimento di potenza. I più utilizzati sono i sensori Hall posizionati nel traferro del motore. I segnali del sensore Uy vengono convertiti nel convertitore funzionale U2 secondo le formule (8.32) in segnali sia fa che Yfr di un sistema di coordinate fisso. I valori ottenuti devono essere convertiti in un sistema di coordinate XY che ruota nello spazio alla velocità del campo del motore.
A questo scopo nel generatore di pori D è allocato un modulo di collegamento del flusso del rotore
sotto forma di un segnale corrispondente e f
I segnali di tensione e fa, «fr, Uix, u iy sono proporzionali alle corrispondenti grandezze fisiche.
La differenza tra i segnali di impostazione del concatenamento di flusso m zf e OS m f viene fornita all'ingresso del regolatore del concatenamento di flusso UψАу, cioè "u.F = "z.f - m F, e all'uscita Ау viene generato un segnale per impostare la corrente dello statore lungo l'asse X, ovvero u 3 ix. La differenza di segnale u 3 ix - Uix, passando attraverso il regolatore di corrente AA1, gira in segnale e* s Trasformazioni simili avvengono nel canale di controllo lungo l'asse Y, tranne per il fatto che qui è installato un regolatore di velocità (coppia) AR, il cui segnale di uscita è diviso per il segnale del modulo di collegamento del flusso Uψм f a ottenere un segnale di comando di corrente lungo l'asse Y. All'uscita del regolatore AA2 della componente di corrente dello statore lungo l'asse G, viene generato un segnale u, y che, insieme al segnale u,*, viene inviato agli ingressi del blocco A1 B, che funziona secondo le prime due equazioni (8.34). All'uscita del blocco A1 si ottengono i segnali convertiti ux e y, in cui non vi è alcuna influenza reciproca dei circuiti di controllo delle correnti componenti lungo il Assi XylY I segnali di controllo xey, registrati nel sistema di coordinate rotanti XY, nel convertitore di coordinate A3 vengono convertiti in segnali di controllo dell'inverter nel sistema di coordinate fisse aB αβ secondo le equazioni
U ix = u iα cosφ + u iβ sinφ,;
U yα = u x cosφ - u y sinφ,
U yβ = u x cosφ - u y sinφ. (8.36)
Per controllare gli interruttori di potenza dell'inverter in un sistema di coordinate trifase, è necessario, utilizzando la risposta in frequenza, ottenere i segnali uy a U Ua, U U buy, U U c mu s secondo le formule di trasformazione inversa ( 8.33):
Grazie alle trasformazioni delle coordinate, nel sistema di controllo vettoriale CEP si distinguono due canali di controllo: concatenamento di flusso (flusso magnetico) e velocità di rotazione (coppia). In questo senso il sistema di controllo vettoriale è simile a un azionamento elettrico DC con controllo della velocità a doppia zona.
Per la trasformazione ripetuta delle coordinate EP secondo le formule di cui sopra, vengono utilizzati microcontrollori specializzati di classe DSP che funzionano in tempo reale. Ciò consente di ottenere motori elettrici profondamente controllati ad alta velocità utilizzando un motore asincrono a gabbia di scoiattolo.
Esistono molte soluzioni strutturali per il controllo vettoriale. Schema funzionale della VU AD Fig. 8.31 appartiene alla classe delle unità di controllo diretto, in cui l'accoppiamento di corrente (flusso magnetico) viene misurato direttamente. Con la VU indiretta vengono misurati la posizione del rotore IM e i parametri elettrici (corrente, tensione). Tali sistemi si sono diffusi per due ragioni:
1) la misurazione del flusso richiede molto lavoro;
2) un sensore di posizione è richiesto in molti dispositivi elettronici industriali (ad esempio, dispositivi elettronici di posizione di macchine CNC e manipolatori automatici).
Se non è necessario misurare la posizione del rotore, viene utilizzata una unità di controllo cosiddetta “sensorless” (non esiste un sensore di posizione del rotore), che richiede procedure di calcolo più complesse.
Riso. 8.32 Schema di collegamento del dispositivo elettronico completo.
Un motore elettrico con VU fornisce un'ampia gamma di controllo della velocità (fino a 10.000) e in molti casi sostituisce un motore elettrico ampiamente regolabile con motori CC a collettore.
Schema del dispositivo elettronico completo Fig. 8.32 prodotto da molte aziende contiene: terminali di potenza: R, S, T (LI, L2, L3) – terminali di potenza; U, V, W (Tl, T2, ТЗ) – uscita convertitore di frequenza; PD, P – collegamento dell'induttore nel collegamento CC intermedio; P, RB – resistenza di frenatura esterna; P, N – modulo di frenatura esterno; G–- messa a terra protettiva.
Morsetti di controllo: L – morsetto “comune” per ingressi e uscite analogiche; N – alimentazione del potenziometro di impostazione della frequenza; O – terminale di impostazione della frequenza di uscita della tensione; 01, 02 – terminale aggiuntivo per impostare la frequenza di uscita in base alla corrente e alla tensione; AM – uscita a impulsi (tensione); AMI – uscita analogica (corrente); P24 – terminale di alimentazione; SM1, PS, 12C, AL0 – terminale “comune”; PLC – terminale comune per alimentazione esterna; FW–- rotazione in avanti; 1, 2, 3, 4, 5 – ingressi discreti programmabili; PA – terminale dell'uscita programmabile 11; 12A – terminale dell'uscita programmabile 12; AL1, AL2 – relè di allarme; TN – ingresso termistore.
Morsetti di controllo: L - morsetto “comune” per ingressi e uscite analogiche; N - alimentazione del potenziometro di impostazione della frequenza; O - terminale di impostazione della frequenza di uscita della tensione; 01, 02 - terminale aggiuntivo per l'impostazione della frequenza di uscita in base alla corrente e alla tensione; AM - uscita a impulsi (tensione); AMI - uscita analogica (corrente); P24 - terminale di alimentazione; SM1, PS, 12C, AL0 - terminale “comune”; PLC - terminale comune per alimentazione esterna; FW - rotazione in avanti; 1, 2, 3, 4, 5 - ingressi discreti programmabili; PA - terminale dell'uscita programmabile 11; 12A - terminale dell'uscita programmabile 12; AL1, AL2 - relè di allarme; TN - ingresso termistore.
Domande di controllo
1. Mostrare il campo magnetico rotante con un'alimentazione simmetrica con un numero di fasi diverso da tre, ad esempio con m = 2, m = 6.
2. Quali sono le conseguenze negative del controllo della velocità tramite tensione nel circuito dello statore durante il funzionamento continuo?
3. Per quali meccanismi è preferibile regolare la velocità variando la tensione?
4. Per quale motivo il controllo della frequenza della velocità dell'IM è il più economico?
5. È necessario regolare la tensione quando si regola la frequenza e perché?
6. Quali restrizioni ci sono quando si regola la frequenza della pressione sanguigna al di sopra del valore nominale?
7. Quali tipi di convertitori di frequenza per l'alimentazione IM conosci? Fornire le forme d'onda della tensione sul motore.
8. Quali metodi conosci per commutare i tiristori?
9. In che modo viene regolata la tensione dei convertitori statici?
10. Qual è la differenza significativa tra gli inverter di corrente e quelli di tensione?
11. È possibile la frenatura rigenerativa in un sistema di convertitore di frequenza? Cosa è necessario a tal fine nel sistema AIN-BP e nel sistema NPC-BP?
12. È possibile ottenere una frequenza di alimentazione IM superiore alla frequenza di rete nel sistema NPCH-IM?
13. Quali dispositivi elettronici a frequenza completa conosci?
14. Qual è lo scopo di un condensatore nel collegamento CC in un convertitore di frequenza basato su un inverter di tensione autonomo quando funziona su IM?
15. Confrontare il valore del fattore di potenza per un motore elettrico a frequenza con alimentazione del motore da un inverter di tensione autonomo e per l'alimentazione del motore quando alimentato dalla rete (alla stessa frequenza e carico).
16. Quali sistemi di coordinate vengono utilizzati nel controllo vettoriale?
17. Perché è necessario convertire le variabili da un sistema di coordinate a un altro nel controllo vettoriale?
18. È possibile il controllo vettoriale senza sensori di flusso magnetico IM?
19. Disegnare uno schema del regolatore di tensione a tiristori - - sistema di motore elettrico asincrono (sistema TRN - - IM).
20. Come cambieranno le caratteristiche meccaniche dell'IM al variare dell'angolo di controllo del TPH?
21. Entro quali limiti può variare il momento resistente sull'albero del motore elettrico nel sistema TRN- – IM? Disegna un'area approssimativa dei suoi valori consentiti sui grafici delle caratteristiche meccaniche.
22. Disegna uno schema per collegare un resistore aggiuntivo al circuito del rotore dell'IM durante la regolazione degli impulsi.
23. Come cambiano le perdite di energia nell'IM con il controllo a impulsi della resistenza aggiuntiva durante la regolazione della velocità dell'IM?
24. Disegnare una vista approssimativa delle caratteristiche meccaniche dell'IM con controllo a impulsi del resistore aggiuntivo a diversi valori del ciclo di lavoro di commutazione del tiristore.
25. Spiegare il principio di funzionamento di una cascata di valvole asincrone (AVC).
26. Mostrare sul grafico come cambieranno le caratteristiche meccaniche dell'AVK al variare dell'angolo di anticipo dell'inverter.
27. Come dovrebbe cambiare la tensione sullo statore IM quando cambia la frequenza nel caso di leggi diverse per cambiare il momento di resistenza con la velocità?
28. Mostrare una vista approssimativa delle caratteristiche meccaniche per il controllo della velocità in frequenza nel caso in cui il momento resistente non dipenda dalla velocità.
29. Indicare quali tipi di TFC vengono utilizzati per la regolazione della frequenza della velocità della pressione sanguigna. In questo caso TFC è possibile regolare la velocità solo nella zona dei suoi valori bassi.
30. Qual è il significato di “controllo vettoriale” di IM?
33. Un IM trifase a 4 poli, il cui avvolgimento statorico è collegato a “stella”, ha i seguenti dati nominali: P 2 = 11,2 kW, p = 1500 min -1, U = 380 V, f = 50 Hz. I parametri del motore sono riportati: r=0,66 Ohm; r 2 ' = 0,38 Ohm, x = 1,14 Ohm, x "2 = 1,71 Ohm, x m = 33,2 Ohm. Il motore viene regolato modificando contemporaneamente tensione e frequenza. Il rapporto tensione-frequenza viene mantenuto costante e uguale al rapporto valori nominali.
34. Calcolare il momento massimo M max e quello corrispondente; velocità w max per frequenze 50 e 30 Hz.
35.Ripetere il passo 1 trascurando la resistenza statorica (r = 0).
Al giorno d'oggi, il controllo della velocità dei motori CA mediante convertitori di frequenza è ampiamente utilizzato in quasi tutti i settori.
In pratica vengono utilizzati sistemi di controllo della velocità per motori AC trifase basati su due diversi principi di controllo:
2. Controllo vettoriale.
Metodi di controllo utilizzati nei convertitori di frequenza per controllare i motori CA
Al giorno d'oggi, il controllo della velocità dei motori CA mediante convertitori di frequenza è ampiamente utilizzato in quasi tutti i settori. Ciò è dovuto principalmente ai grandi successi nel campo dell'elettronica di potenza e della tecnologia dei microprocessori, sulla base dei quali sono stati sviluppati i convertitori di frequenza. D'altra parte, l'unificazione della produzione di convertitori di frequenza da parte dei produttori ha permesso di influenzarne significativamente i costi e di farli ammortizzare in periodi di tempo abbastanza brevi. Il risparmio di risorse energetiche quando si utilizzano convertitori per controllare motori asincroni in alcuni casi può raggiungere il 40% o più.
In pratica vengono utilizzati sistemi di controllo della velocità per motori AC trifase basati su due diversi principi di controllo:
1. Controllo U/f (controllo volt-frequenza o scalare);
2. Controllo vettoriale.
Controllo della velocità U/f dell'azionamento elettrico asincrono
Il controllo scalare o controllo V/f di un motore asincrono è un cambiamento nella velocità del motore influenzando la frequenza della tensione sullo statore e contemporaneamente modificando l'entità di questa tensione. Nella regolazione V/f, frequenza e tensione agiscono come due azioni di controllo, che solitamente vengono regolate insieme. In questo caso, la frequenza viene considerata un'influenza indipendente e il valore della tensione a una determinata frequenza viene determinato in base a come dovrebbe cambiare il tipo di caratteristiche meccaniche dell'azionamento al variare della frequenza, ovvero come dovrebbe cambiare il momento critico a seconda sulla frequenza. Per implementare tale legge di controllo è necessario garantire la costanza del rapporto U/f=const, dove U è la tensione sullo statore e f è la frequenza della tensione statorica.
A capacità di sovraccarico costante, il fattore di potenza nominale e l'efficienza del motore nell'intera gamma di controllo della velocità di rotazione praticamente non cambiano.
Le leggi della regolazione U/f includono leggi relative alle grandezze e alle frequenze della tensione che alimenta il motore (U/f=cost, U/f2=cost e altre). Il loro vantaggio è la capacità di controllare simultaneamente un gruppo di motori elettrici. Il controllo scalare viene utilizzato per la maggior parte delle applicazioni pratiche dei convertitori di frequenza con una gamma di controllo della velocità del motore senza l'uso di un sensore di retroazione fino a 1:40. Gli algoritmi di controllo scalare non consentono il monitoraggio e il controllo della coppia del motore elettrico, nonché della modalità di posizionamento. L'area di applicazione più efficace di questo metodo di controllo: ventilatori, pompe, trasportatori, ecc.
Controllo vettoriale
Il controllo vettoriale è un metodo di controllo dei motori sincroni e asincroni, che non solo genera correnti armoniche e tensioni di fase (controllo scalare), ma fornisce anche il controllo del flusso magnetico del motore. Il controllo vettoriale si basa sull'idea di tensioni, correnti e collegamenti di flusso come vettori spaziali.
I principi di base furono sviluppati negli anni '70 del XX secolo. Come risultato della ricerca teorica fondamentale e dei successi nel campo dell'elettronica dei semiconduttori di potenza e dei sistemi a microprocessore, oggi sono stati sviluppati azionamenti elettrici con controllo vettoriale, che vengono prodotti in serie dai produttori di apparecchiature di azionamento in tutto il mondo.
Con il controllo vettoriale in un azionamento elettrico asincrono nei processi transitori, è possibile mantenere un collegamento del flusso del rotore costante, a differenza del controllo scalare, dove il collegamento del flusso del rotore nei processi transitori cambia quando cambiano le correnti dello statore e del rotore, il che porta ad un diminuzione della velocità di variazione della coppia elettromagnetica. In un azionamento a controllo vettoriale, in cui il collegamento del flusso del rotore può essere mantenuto costante, la coppia elettromagnetica cambia con la stessa rapidità con cui cambia la componente di corrente dello statore (analoga alla variazione di coppia quando cambia la corrente di armatura in una macchina CC).
Con il controllo vettoriale, il collegamento di controllo implica la presenza di un modello matematico di un azionamento elettrico regolabile. Le modalità di controllo vettoriale possono essere classificate come segue:
1. Secondo l'accuratezza del modello matematico del motore elettrico utilizzato nel collegamento di controllo:
. Utilizzo di un modello matematico senza ulteriori misurazioni chiarificatrici da parte del dispositivo di controllo dei parametri del motore elettrico (vengono utilizzati solo i dati tipici del motore immessi dall'utente);
L'uso di un modello matematico con ulteriori misurazioni chiarificatrici da parte di un dispositivo di controllo dei parametri del motore elettrico, ad es. resistenze statore/rotore attive e reattive, tensione e corrente del motore.
2. In base alla presenza o meno del feedback di velocità (sensore di velocità), il controllo vettoriale può essere suddiviso in:
Controllo del motore senza retroazione della velocità – in questo caso il dispositivo di controllo utilizza i dati di un modello matematico del motore e i valori ottenuti misurando la corrente dello statore e/o del rotore;
Controllo motore con feedback di velocità - in questo caso il dispositivo utilizza non solo i valori ottenuti misurando la corrente statorica e/o rotorica del motore elettrico (come nel caso precedente), ma anche i dati sulla velocità del rotore (posizione) dal sensore, che in alcune attività di controllo consente di aumentare la precisione dell'impostazione della velocità (posizione) della trazione elettrica.
Le leggi fondamentali del controllo vettoriale includono quanto segue:
UN. La legge che garantisce la costanza del collegamento del flusso magnetico dello statore ψ1 (corrispondente alla costanza di Evnesh /f).
B. La legge che garantisce la costanza del collegamento del flusso magnetico del traferro ψ0 (costanza di E/f);
V. La legge che garantisce la costanza del collegamento del flusso magnetico del rotore ψ2 (costanza di Evnut/f).
La legge di mantenimento di un collegamento del flusso dello statore costante viene implementata mantenendo un rapporto costante tra la fem dello statore e la frequenza angolare del campo. Lo svantaggio principale di questa legge è la ridotta capacità di sovraccarico del motore quando funziona ad alte frequenze. Ciò è dovuto ad un aumento della reattanza induttiva dello statore e, di conseguenza, ad una diminuzione del collegamento del flusso nel traferro tra lo statore e il rotore all'aumentare del carico.
Il mantenimento di un flusso principale costante aumenta la capacità di sovraccarico del motore, ma complica l'implementazione hardware del sistema di controllo e richiede modifiche al design della macchina o la presenza di sensori speciali.
Mantenendo un collegamento a flusso rotorico costante, la coppia del motore non ha un massimo, tuttavia, all'aumentare del carico, il flusso magnetico principale aumenta, portando alla saturazione dei circuiti magnetici e, di conseguenza, all'impossibilità di mantenere un flusso rotorico costante collegamento.
Valutazione comparativa delle leggi del controllo della velocità mediante un azionamento elettrico asincrono modificando la frequenza della tensione sullo statore
La Figura 1 mostra i risultati degli studi teorici degli indicatori energetici di un motore asincrono con una potenza di Рн = 18,5 kW secondo varie leggi di controllo della frequenza, che sono state effettuate nel lavoro di V.S. Petrushin e Ph.D. AA. Tankov "Indicatori di energia di un motore asincrono in un azionamento elettrico a frequenza secondo varie leggi di controllo." Qui sono riportati anche i risultati dell'esperimento effettuato durante il test di questo motore (legge di controllo della frequenza U/f = cost). Il motore funzionava con un carico con una coppia costante di 30,5 Nm nell'intervallo di velocità compreso tra 500 e 2930 giri/min.
Confrontando le dipendenze ottenute, possiamo concludere che nella zona a bassa velocità, quando si utilizzano le leggi di controllo del secondo gruppo, l'efficienza è maggiore del 7-21% e il fattore di potenza è inferiore del 3-7%. All’aumentare della velocità le differenze diminuiscono.
Fig. 1. Variazione dell'efficienza (a) e del cosφ (b) nell'intervallo di controllo: 1 - dipendenze sperimentali; dipendenze calcolate per diverse leggi di controllo: 2 - U/f = const, 3 - Evnesh /f = const, 4 - E/f= const, 5 - Evnesh /f= const.
Pertanto, le leggi del controllo vettoriale forniscono non solo un migliore controllo dell'azionamento elettrico in modalità statica e dinamica, ma anche un aumento dell'efficienza del motore e, di conseguenza, dell'intera azionamento. Tuttavia, tutte le leggi che mantengono un flusso costante presentano alcuni inconvenienti.
Uno svantaggio comune delle leggi che mantengono il collegamento a flusso costante è: bassa affidabilità dovuta alla presenza di sensori integrati nel motore e perdite nell'acciaio quando il motore funziona con una coppia di carico inferiore a quella nominale. Queste perdite sono causate dalla necessità di mantenere un flusso nominale costante in varie modalità operative.
L'efficienza del motore può essere notevolmente aumentata regolando il flusso magnetico dello statore (rotore) in base all'entità della coppia di carico (scorrimento). Gli svantaggi di tale controllo sono le basse caratteristiche dinamiche dell'azionamento, dovute all'elevato valore della costante di tempo del rotore, a causa della quale il flusso magnetico della macchina viene ripristinato con un certo ritardo, e la complessità dell'implementazione tecnica del controllo sistema.
In pratica, l'insieme delle leggi a flusso magnetico costante si è diffuso per gli azionamenti elettrici dinamici operanti con momento resistente sull'albero costante e con frequenti applicazioni di carico d'urto. Mentre un gruppo di leggi con la regolazione del flusso magnetico in funzione del carico sull'albero viene utilizzato per azionamenti elettrici a bassa dinamica e per azionamenti con carico “ventilatore”.
Secondo le ultime statistiche, circa il 70% di tutta l’elettricità generata nel mondo viene consumata da azionamenti elettrici. E ogni anno questa percentuale cresce.
Con un metodo correttamente selezionato per controllare un motore elettrico, è possibile ottenere la massima efficienza, la coppia massima sull'albero della macchina elettrica e allo stesso tempo aumenteranno le prestazioni complessive del meccanismo. I motori elettrici che funzionano in modo efficiente consumano un minimo di elettricità e forniscono la massima efficienza.
Per i motori elettrici alimentati da inverter, l'efficienza dipenderà in gran parte dal metodo scelto per controllare la macchina elettrica. Solo comprendendo i meriti di ciascun metodo gli ingegneri e i progettisti dei sistemi di azionamento possono ottenere le massime prestazioni da ciascun metodo di controllo.
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Metodi di controllo
Molte persone che lavorano nel campo dell'automazione, ma non sono strettamente coinvolte nello sviluppo e nell'implementazione dei sistemi di azionamento elettrico, credono che il controllo del motore elettrico consista in una sequenza di comandi immessi tramite un'interfaccia da un pannello di controllo o da un PC. Sì, dal punto di vista della gerarchia generale di controllo di un sistema automatizzato, questo è corretto, ma esistono anche modi per controllare il motore elettrico stesso. Sono questi metodi che avranno il massimo impatto sulle prestazioni dell'intero sistema.
Per i motori asincroni collegati a un convertitore di frequenza, esistono quattro metodi di controllo principali:
- U/f – volt per hertz;
- U/f con encoder;
- Controllo vettoriale ad anello aperto;
- Controllo vettoriale ad anello chiuso;
Tutti e quattro i metodi utilizzano la modulazione della larghezza degli impulsi PWM, che modifica la larghezza di un segnale fisso variando la larghezza degli impulsi per creare un segnale analogico.
La modulazione della larghezza di impulso viene applicata al convertitore di frequenza utilizzando una tensione del bus CC fissa. aprendo e chiudendo rapidamente (più correttamente, commutando) generano impulsi in uscita. Variando l'ampiezza di questi impulsi in uscita si ottiene una “sinusoide” della frequenza desiderata. Anche se la forma della tensione di uscita dei transistor è pulsata, la corrente viene comunque ottenuta sotto forma di sinusoide, poiché il motore elettrico ha un'induttanza che influenza la forma della corrente. Tutti i metodi di controllo sono basati sulla modulazione PWM. La differenza tra i metodi di controllo risiede solo nel metodo di calcolo della tensione fornita al motore elettrico.
In questo caso, la frequenza portante (mostrata in rosso) rappresenta la massima frequenza di commutazione dei transistor. La frequenza portante per gli inverter è solitamente compresa tra 2 kHz e 15 kHz. Il riferimento di frequenza (mostrato in blu) è il segnale di comando della frequenza di uscita. Per gli inverter utilizzati nei sistemi di azionamento elettrici convenzionali, di norma, varia da 0 Hz a 60 Hz. Quando i segnali di due frequenze si sovrappongono, verrà emesso un segnale per aprire il transistor (indicato in nero), che fornisce la tensione di alimentazione al motore elettrico.
Metodo di controllo U/F
Il controllo volt per Hz, più comunemente indicato come U/F, è forse il metodo di controllo più semplice. Viene spesso utilizzato in semplici sistemi di azionamento elettrico per la sua semplicità e il numero minimo di parametri richiesti per il funzionamento. Questo metodo di controllo non richiede l'installazione obbligatoria di un encoder e impostazioni obbligatorie per un azionamento elettrico a frequenza variabile (ma è consigliato). Ciò comporta una riduzione dei costi per le apparecchiature ausiliarie (sensori, cavi di feedback, relè, ecc.). Il controllo U/F è spesso utilizzato nelle apparecchiature ad alta frequenza, ad esempio nelle macchine CNC per azionare la rotazione del mandrino.
Il modello a coppia costante ha una coppia costante sull'intero intervallo di velocità con lo stesso rapporto U/F. Il modello con rapporto di coppia variabile ha una tensione di alimentazione inferiore alle basse velocità. Ciò è necessario per evitare la saturazione della macchina elettrica.
U/F è l'unico modo per regolare la velocità di un motore elettrico asincrono, che consente il controllo di più azionamenti elettrici da un convertitore di frequenza. Di conseguenza, tutte le macchine si avviano e si fermano simultaneamente e funzionano alla stessa frequenza.
Ma questo metodo di controllo presenta diverse limitazioni. Ad esempio, quando si utilizza il metodo di controllo U/F senza encoder, non vi è assolutamente alcuna certezza che l'albero di una macchina asincrona ruoti. Inoltre, la coppia di avviamento di una macchina elettrica ad una frequenza di 3 Hz è limitata al 150%. Sì, la coppia limitata è più che sufficiente per ospitare la maggior parte delle apparecchiature esistenti. Ad esempio, quasi tutti i ventilatori e le pompe utilizzano il metodo di controllo U/F.
Questo metodo è relativamente semplice a causa delle sue specifiche più flessibili. La regolazione della velocità è generalmente compresa tra il 2% e il 3% della frequenza di uscita massima. La risposta in velocità è calcolata per frequenze superiori a 3 Hz. La velocità di risposta del convertitore di frequenza è determinata dalla velocità della sua risposta alle variazioni della frequenza di riferimento. Maggiore è la velocità di risposta, più velocemente la trazione elettrica risponderà ai cambiamenti nell'impostazione della velocità.
L'intervallo di controllo della velocità quando si utilizza il metodo U/F è 1:40. Moltiplicando questo rapporto per la frequenza massima di funzionamento dell'azionamento elettrico, otteniamo il valore della frequenza minima alla quale la macchina elettrica può funzionare. Ad esempio, se il valore di frequenza massimo è 60 Hz e l'intervallo è 1:40, il valore di frequenza minimo sarà 1,5 Hz.
La curva U/F determina la relazione tra frequenza e tensione durante il funzionamento di un convertitore di frequenza. In base ad essa la curva di impostazione della velocità di rotazione (frequenza del motore) determinerà, oltre al valore della frequenza, anche il valore della tensione fornita ai terminali della macchina elettrica.
Operatori e tecnici possono selezionare il modello di controllo U/F desiderato con un parametro in un moderno convertitore di frequenza. I modelli preinstallati sono già ottimizzati per applicazioni specifiche. Ci sono anche opportunità per creare i propri modelli che saranno ottimizzati per uno specifico sistema di azionamento a frequenza variabile o motore elettrico.
Dispositivi come ventilatori o pompe hanno una coppia di carico che dipende dalla loro velocità di rotazione. La coppia variabile (immagine sopra) del modello U/F previene errori di controllo e migliora l'efficienza. Questo modello di controllo riduce le correnti magnetizzanti alle basse frequenze riducendo la tensione sulla macchina elettrica.
I meccanismi a coppia costante come trasportatori, estrusori e altre apparecchiature utilizzano un metodo di controllo della coppia costante. Con carico costante, è necessaria la piena corrente di magnetizzazione a tutte le velocità. Di conseguenza la caratteristica presenta una pendenza rettilinea nell'intero intervallo di velocità.
Metodo di controllo U/F con encoder
Se è necessario aumentare la precisione del controllo della velocità di rotazione, al sistema di controllo viene aggiunto un encoder. L'introduzione del feedback di velocità tramite encoder consente di aumentare la precisione del controllo allo 0,03%. La tensione di uscita sarà comunque determinata dal modello U/F specificato.
Questo metodo di controllo non è molto utilizzato poiché i vantaggi che offre rispetto alle funzioni U/F standard sono minimi. La coppia di avviamento, la velocità di risposta e l'intervallo di controllo della velocità sono tutti identici all'U/F standard. Inoltre, all'aumentare delle frequenze operative, possono sorgere problemi con il funzionamento dell'encoder, poiché ha un numero di giri limitato.
Controllo vettoriale ad anello aperto
Il controllo vettoriale ad anello aperto (VC) viene utilizzato per un controllo della velocità più ampio e dinamico di una macchina elettrica. Avviandosi da un convertitore di frequenza, i motori elettrici possono sviluppare una coppia di spunto pari al 200% della coppia nominale ad una frequenza di soli 0,3 Hz. Ciò amplia significativamente l'elenco dei meccanismi in cui è possibile utilizzare un azionamento elettrico asincrono con controllo vettoriale. Questo metodo consente inoltre di controllare la coppia della macchina in tutti e quattro i quadranti.
La coppia è limitata dal motore. Ciò è necessario per prevenire danni ad attrezzature, macchinari o prodotti. Il valore delle coppie è suddiviso in quattro diversi quadranti, a seconda del senso di rotazione della macchina elettrica (avanti o indietro) e a seconda se il motore elettrico attua . I limiti possono essere impostati singolarmente per ciascun quadrante oppure l'utente può impostare la coppia complessiva nel convertitore di frequenza.
La modalità motore di una macchina asincrona sarà fornita in modo che il campo magnetico del rotore sia in ritardo rispetto al campo magnetico dello statore. Se il campo magnetico del rotore inizia a superare il campo magnetico dello statore, la macchina entrerà in modalità di frenata rigenerativa con rilascio di energia; in altre parole, il motore asincrono passerà alla modalità generatore.
Ad esempio, una macchina tappatrice per bottiglie può utilizzare la limitazione della coppia nel quadrante 1 (direzione in avanti con coppia positiva) per impedire un serraggio eccessivo del tappo di una bottiglia. Il meccanismo si sposta in avanti e utilizza la coppia positiva per serrare il tappo della bottiglia. Ma un dispositivo come un ascensore con un contrappeso più pesante della cabina vuota utilizzerà il quadrante 2 (rotazione inversa e coppia positiva). Se la cabina sale all'ultimo piano, la coppia sarà opposta alla velocità. Ciò è necessario per limitare la velocità di sollevamento ed evitare la caduta libera del contrappeso, poiché è più pesante della cabina.
Il feedback di corrente in questi convertitori di frequenza consente di impostare limiti sulla coppia e sulla corrente del motore elettrico, poiché all'aumentare della corrente aumenta anche la coppia. La tensione di uscita dell'inverter può aumentare se il meccanismo richiede più coppia o diminuire se viene raggiunto il valore massimo consentito. Ciò rende il principio di controllo vettoriale di una macchina asincrona più flessibile e dinamico rispetto al principio U/F.
Inoltre, i convertitori di frequenza con controllo vettoriale e anello aperto hanno una risposta di velocità più rapida di 10 Hz, che ne consente l'utilizzo in meccanismi con carichi d'urto. Ad esempio, nei frantoi da roccia, il carico cambia costantemente e dipende dal volume e dalle dimensioni della roccia da lavorare.
A differenza del modello di controllo U/F, il controllo vettoriale utilizza un algoritmo vettoriale per determinare la tensione operativa effettiva massima del motore elettrico.
Il controllo vettoriale della VU risolve questo problema grazie alla presenza di feedback sulla corrente del motore. Di norma, il feedback di corrente viene generato dai trasformatori di corrente interni del convertitore di frequenza stesso. Utilizzando il valore di corrente ottenuto, il convertitore di frequenza calcola la coppia e il flusso della macchina elettrica. Il vettore base della corrente del motore è matematicamente suddiviso in un vettore di corrente magnetizzante (I d) e coppia (I q).
Utilizzando i dati e i parametri della macchina elettrica, l'inverter calcola i vettori della corrente magnetizzante (I d) e della coppia (I q). Per ottenere le massime prestazioni, il convertitore di frequenza deve mantenere I d e I q separati da un angolo di 90 0. Ciò è significativo perché sin 90 0 = 1 e un valore pari a 1 rappresenta il valore di coppia massimo.
In generale, il controllo vettoriale di un motore a induzione fornisce un controllo più rigoroso. La regolazione della velocità è pari a circa ±0,2% della frequenza massima e l'intervallo di regolazione raggiunge 1:200, consentendo di mantenere la coppia durante il funzionamento a basse velocità.
Controllo del feedback vettoriale
Il controllo vettoriale di feedback utilizza lo stesso algoritmo di controllo del VAC ad anello aperto. La differenza principale è la presenza di un encoder, che consente al convertitore di frequenza di sviluppare una coppia di spunto del 200% a 0 giri/min. Questo punto è semplicemente necessario per creare un momento iniziale durante lo spostamento da ascensori, gru e altri mezzi di sollevamento, al fine di evitare cedimenti del carico.
La presenza di un sensore di feedback della velocità consente di aumentare il tempo di risposta del sistema a oltre 50 Hz, nonché di espandere l'intervallo di controllo della velocità a 1:1500. Inoltre, la presenza di feedback consente di controllare non la velocità della macchina elettrica, ma la coppia. In alcuni meccanismi, è il valore della coppia ad essere di grande importanza. Ad esempio, avvolgitrice, meccanismi di intasamento e altri. In tali dispositivi è necessario regolare la coppia della macchina.
Il metodo più noto per risparmiare energia è ridurre la velocità del motore CA. Poiché la potenza è proporzionale al cubo della velocità dell'albero, una piccola riduzione della velocità può portare ad un notevole risparmio energetico. Tutti capiscono quanto ciò sia rilevante per la produzione. Ma come raggiungere questo obiettivo? Risponderemo a questa e ad altre domande, ma prima parliamo delle tipologie di controllo dei motori asincroni.
L'azionamento elettrico CA è un sistema elettromeccanico che funge da base per la maggior parte dei processi tecnologici. Un ruolo importante in esso spetta al convertitore di frequenza (FC), che svolge il ruolo principale “suonare il violino principale del duetto” – il motore asincrono (IM).
Un po' di fisica elementare
Dalla scuola abbiamo un'idea chiara che la tensione è la differenza potenziale tra due punti e la frequenza è un valore pari al numero di periodi che la corrente riesce a percorrere letteralmente in un secondo.
Nell'ambito del processo tecnologico è spesso necessario modificare i parametri operativi della rete. A questo scopo esistono convertitori di frequenza: scalari e vettoriali. Perché si chiamano così? Partiamo dal fatto che le particolarità di ogni tipologia risultano evidenti già dal nome. Ricordiamo le basi della fisica elementare e permettiamoci di chiamare l'IF più breve per semplicità. "Vectornik" ha una certa direzione e obbedisce alle regole dei vettori. “Scalarnik” non ha nulla di tutto questo, quindi l’algoritmo per controllarlo è naturalmente molto semplice. Sembra che i nomi siano stati decisi. Ora parliamo di come le varie quantità fisiche delle formule matematiche sono correlate tra loro.
Ricordate che appena la velocità diminuisce, la coppia aumenta e viceversa? Ciò significa che maggiore è la rotazione del rotore, maggiore sarà il flusso che attraverserà lo statore e, di conseguenza, verrà indotta una tensione maggiore.
Lo stesso principio risiede nel principio di funzionamento nei sistemi che stiamo considerando, solo nello “scalare” è controllato il campo magnetico dello statore, e nel “vettore” l'interazione dei campi magnetici dello statore e del rotore gioca un ruolo ruolo In quest'ultimo caso, la tecnologia consente di migliorare i parametri tecnici del funzionamento del sistema di propulsione.
Differenze tecniche tra convertitori
Ci sono molte differenze, evidenziamo quelle più elementari e senza una rete scientifica di parole. Per un driver di frequenza scalare (senza sensore), la relazione U/F è lineare e l'intervallo di controllo della velocità è piuttosto ridotto. A proposito, questo è il motivo per cui alle basse frequenze non c'è abbastanza tensione per mantenere la coppia, e talvolta è necessario adattare la caratteristica tensione-frequenza (VFC) alle condizioni operative, la stessa cosa accade con una frequenza massima superiore a 50 Hz .
Quando si ruota l'albero in un ampio intervallo di velocità e bassa frequenza, oltre a soddisfare i requisiti per il controllo automatico della coppia, viene utilizzato il metodo di controllo vettoriale con feedback. Ciò rivela un'altra differenza: lo scalare di solito non ha tale feedback.
Quali situazioni di emergenza scegliere? L'applicazione dell'uno o dell'altro dispositivo è guidata principalmente dall'ambito di utilizzo dell'azionamento elettrico. Tuttavia, in casi particolari, la scelta del tipo di convertitore di frequenza diventa arbitraria. Primo: c'è una differenza chiara e notevole nel prezzo (quelli scalari sono molto più economici, non sono necessari core di elaborazione costosi). Pertanto, una produzione più economica a volte supera il processo decisionale. In secondo luogo: ci sono campi di applicazione in cui è possibile solo il loro utilizzo, ad esempio nelle linee di trasporto, dove più motori elettrici sono controllati in modo sincrono da uno (VFD).
Metodo scalare
Un azionamento elettrico asincrono con controllo scalare della velocità (ovvero VFC) rimane oggi il più comune. La base del metodo è che la velocità del motore è una funzione della frequenza di uscita.
Il controllo scalare del motore è la scelta ottimale per i casi in cui non è presente un carico variabile e non è necessaria una buona dinamica. Lo scalare non richiede alcun sensore per funzionare. Quando si utilizza questo metodo non è necessario un costoso processore digitale, come nel caso del controllo vettoriale.
Il metodo viene spesso utilizzato per il controllo automatico di ventilatori, compressori e altre unità. Qui è richiesto che la velocità di rotazione dell'albero motore venga mantenuta utilizzando un sensore o un altro indicatore specificato (ad esempio, la temperatura del liquido, controllata mediante un apposito dispositivo di tracciamento).
Con il controllo scalare la variazione di frequenza-ampiezza della tensione di alimentazione è determinata dalla formula U/fn = cost. Ciò consente un flusso magnetico costante nel motore. Il metodo è abbastanza semplice, facile da implementare, ma non privo di alcuni inconvenienti significativi:
- Non è possibile controllare contemporaneamente coppia e velocità, quindi viene selezionato il valore più significativo dal punto di vista tecnologico;
- intervallo di controllo della velocità ristretto e coppia ridotta alle basse velocità;
- prestazioni scadenti con carico che cambia dinamicamente.
Cos'è il metodo vettoriale?
Metodo vettoriale
È nato nel processo di miglioramento e viene utilizzato quando è necessario realizzare la massima velocità, la regolazione in un ampio intervallo di velocità e la controllabilità della coppia sull'albero.
Negli ultimi modelli di azionamenti elettrici, nel sistema di controllo (CS) di questo tipo viene introdotto un modello matematico del motore, in grado di calcolare la coppia del motore e la velocità di rotazione dell'albero. In questo caso è richiesta solo l'installazione di sensori di corrente di fase statorica.
Oggi hanno un numero sufficiente di vantaggi:
- alta precisione;
- senza sussulti, rotazione regolare della pressione sanguigna;
- ampia gamma di normative;
- risposta rapida ai cambiamenti di carico;
- garantendo la modalità operativa del motore, in cui le perdite dovute al riscaldamento e alla magnetizzazione sono ridotte, e questo porta ad un apprezzato aumento dell'efficienza!
I vantaggi sono ovviamente evidenti, ma il metodo di controllo vettoriale non è privo di svantaggi, come la complessità computazionale e la necessità di conoscere gli indicatori tecnici del motore. Inoltre, si osservano ampiezze maggiori delle fluttuazioni di velocità rispetto allo “scalare” sotto carico costante. Il compito principale nella produzione di un convertitore di frequenza (“vettore”) è fornire una coppia elevata a una bassa velocità di rotazione.
Lo schema di un sistema di controllo vettoriale con un'unità di modulazione della larghezza di impulso (PWM) è simile al seguente:
Nello schema mostrato l'oggetto controllato è un motore asincrono collegato ad un sensore (DS) sull'albero. I blocchi rappresentati sono in realtà gli anelli della catena del sistema di controllo implementato sul controller. Il blocco BZP imposta i valori delle variabili. I blocchi logici (BRP) e (BVP) regolano e calcolano le variabili dell'equazione. Il controller stesso e le altre parti meccaniche del sistema si trovano nell'armadio elettrico.
Opzione con microcontrollore di frequenza
Il convertitore di frequenza corrente/tensione è progettato per una regolazione uniforme delle quantità di base, nonché di altri indicatori del funzionamento dell'apparecchiatura. Funziona come "scalare" e "vettore" allo stesso tempo, utilizzando modelli matematici programmati nel microcontrollore integrato. Quest'ultimo è montato in un apposito pannello e costituisce uno dei nodi della rete informatica del sistema di automazione.
Il controller a blocchi/convertitore di frequenza è la tecnologia più recente; nel circuito con essi vengono utilizzati induttori che riducono l'intensità del rumore in ingresso. Va notato che all'estero viene prestata particolare attenzione a questo problema: nella pratica nazionale, l'uso dei filtri EMC rimane ancora un anello debole, poiché non esiste nemmeno un quadro normativo sensato. Usiamo i filtri stessi più spesso dove non sono necessari e dove sono veramente necessari, per qualche motivo vengono dimenticati.
Conclusione
Il fatto è che un motore elettrico nel normale funzionamento da rete tende ad avere parametri standard, questo non è sempre accettabile. Questo fatto viene eliminato introducendo vari meccanismi di ingranaggi per ridurre la frequenza a quella richiesta. Oggi sono stati formati due sistemi di controllo: un sistema senza sensori e un sistema di sensori con feedback. La loro principale differenza è l'accuratezza del controllo. La più precisa, ovviamente, è la seconda.
Il quadro esistente viene ampliato attraverso l'uso di vari moderni sistemi di controllo IM, fornendo una migliore qualità della regolazione e un'elevata capacità di sovraccarico. Questi fattori sono di grande importanza per una produzione economicamente vantaggiosa, una lunga durata delle apparecchiature e un consumo energetico economico.
Controllo vettoriale
Controllo vettorialeè un metodo per controllare motori sincroni e asincroni, non solo generando correnti armoniche (tensioni) delle fasi (controllo scalare), ma fornendo anche il controllo del flusso magnetico del rotore. Le prime implementazioni del principio di controllo vettoriale e degli algoritmi ad alta precisione richiedono l'uso di sensori di posizione (velocità) del rotore.
In generale, sotto " controllo vettoriale" si riferisce all'interazione del dispositivo di controllo con il cosiddetto "vettore spaziale", che ruota con la frequenza del campo motore.
Apparato matematico di controllo vettoriale
Fondazione Wikimedia. 2010.
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Questo termine ha altri significati, vedere Convertitore di frequenza. Questo articolo dovrebbe essere Wikificato. Si prega di formattarlo secondo le regole per la formattazione degli articoli... Wikipedia
DS3...Wikipedia
Libri
- Controllo vettoriale a risparmio energetico dei motori elettrici asincroni: revisione dello stato e nuovi risultati: Monografia, Borisevich A.V.. La monografia è dedicata ai metodi per aumentare l'efficienza energetica del controllo vettoriale dei motori elettrici asincroni. Viene considerato il modello di un motore elettrico asincrono e il principio del vettore...
