Для регулирования скорости вращения и момента асинхронного двигателя используют частотный преобразователь. Принцип действия частотного преобразователя основан на изменении частоты и напряжения переменного тока.
Использование частотного преобразователя позволяет:
· уменьшить энергопротребление электродвигателя;
· управлять скоростью вращения электродвигателя (плавный запуск и остановка, регулировка скорости во время работы);
· избежать перегрузок электродвигателя и тем самым увеличить его срок службы.
Функциональная схема частотно-регулируемого привода
В зависимости от функционала частотные преобразователи реализуют следующие методы регулирования асинхронным электродвигателем:
· скалярное управление;
· векторное управление.
Скалярное управление является простым и дешевым в реализации, но имеет следующие недостатки - медленный отклик на изменение нагрузки и небольшой диапазон регулирования. Поэтому скалярное управление обычно используется в задачах, где нагрузка либо постоянна, либо изменяется по известному закону (например, управление вентиляторами).
|
|
Скалярное управление асинхронным двигателем с датчиком скорости
Векторное управление используется в задачах, где требуется независимо управлять скоростью и моментом электродвигателя (например, лифт), что, в частности, позволяет поддерживать постоянную скорость вращения при изменяющемся моменте нагрузки. При этом векторное управление является самым эффективным управлением с точки зрения КПД и увеличения времени работы электродвигателя.
Среди векторных методов управления асинхронными электродвигателями наиболее широкое применение получили: полеориентированное управление и прямое управление моментом.
Полеориентированное управления асинхронным электродвигателем по датчику положения ротора
Полеориентированное управление позволяет плавно и точно управлять параметрами движения (скоростью и моментом), но при этом для его реализации требуется информация о направлениии вектора потокосцепления ротора двигателя.
По способу получения информации о положении потокосцепления ротора электродвигателя выделяют:
· полеориентированное управление по датчику;
· полеориентированное управление без датчика: положение потокосцепления ротора вычисляется математически на основе той информации, которая имеется в частотном преобразователе (напряжение питания, напряжения и токи статора, сопротивление и индуктивность обмоток статора и ротора, количество пар полюсов двигателя).
Полеориентированное управления асинхронным электродвигателем без датчика положения ротора
Прямое управление моментом имеет простую схему и высокую динамику работы, но при этом высокие пульсации момента и тока.