저전압 범용 주파수 변환 출력 전압은 380~650V, 출력 전력은 0.75~400kW, 작동 주파수는 0~400Hz이며 주 회로는 AC-DC- AC 회로. 제어 방법은 다음 4세대를 거쳤습니다.
사인 펄스 폭 변조(SPWM) 제어 모드
간단한 제어 회로 구조, 저렴한 비용 및 우수한 기계적 경도가 특징이며 일반 변속기의 원활한 속도 조절 요구 사항을 충족할 수 있으며 업계의 다양한 분야에서 널리 사용되었습니다. 그러나 저주파에서는 낮은 출력 전압으로 인해 고정자 저항의 전압 강하에 의해 토크가 크게 영향을 받아 출력의 최대 토크가 감소합니다. 또한 기계적 특성은 결국 DC 모터만큼 단단하지 않고 동적 토크 용량 및 정적 속도 조절 성능이 만족스럽지 않으며 시스템 성능이 높지 않으며 제어 곡선은 부하 변경, 토크 응답에 따라 변경됩니다. 속도가 느리고 모터 토크 활용률이 높지 않으며 저속에서 고정자 저항과 인버터 불감대 효과로 성능이 저하되고 안정성이 떨어집니다. 따라서 사람들은 벡터 제어 주파수 변환 속도 조절을 개발했습니다.
SVPWM(전압 공간 벡터) 제어 모드
3상 파형의 전반적인 생성 효과를 전제로 모터 에어 갭의 이상적인 원형 회전 자기장 궤적을 근사화하고 한 번에 3상 변조 파형을 생성하고 다음을 통해 제어하는 것을 목표로 합니다. 내접 다각형으로 원에 접근합니다. 실제 사용 후 개선되었습니다. 즉, 주파수 보상이 도입되어 속도 제어 오류를 제거할 수 있습니다. 플럭스의 크기는 저속에서 고정자 저항의 영향을 제거하기 위해 피드백에 의해 추정됩니다. 동적 정확성과 안정성을 향상시키기 위해 출력 전압과 전류가 닫힙니다. 그러나 제어 회로 링크가 많고 토크 조정이 도입되지 않아 시스템 성능이 근본적으로 개선되지 않았다.
벡터 제어(VC) 모드
벡터 제어 주파수 변환 속도 조절의 관행은 3상 좌표계에서 비동기 모터의 고정자 전류 Ia, Ib, Ic를 3상 2상 변환을 통해 교류 Ia1Ib1과 동일하게 변환하는 것입니다. 2상 정지 좌표계, 그리고 회 전자 자기장 지향 회전 변환을 통해 동기 회전 좌표계에서 DC 전류 Im1, It1과 동일(Im1은 DC 모터의 여자 전류와 동일, IT1은 동일) 토크에 비례하는 전기자 전류에) DC 모터의 제어 방법을 모방하고 DC 모터의 제어량을 찾고 해당 좌표 역변환 후 비동기 모터의 제어를 실현합니다. 그 본질은 AC 모터를 DC 모터로 등가화하고 속도와 자기장의 두 가지 구성 요소를 독립적으로 제어하는 것입니다. 회 전자 자속 쇄교를 제어 한 다음 고정자 전류를 분해하여 토크와 자기장의 두 구성 요소를 얻고 좌표 변환을 통해 직교 또는 분리 제어를 실현합니다. 벡터 제어 방법의 제안은 획기적인 의미가 있습니다. 그러나 실제 응용에서는 회전자 자속을 정확하게 관찰하기 어렵기 때문에 시스템 특성이 모터 파라미터에 크게 영향을 받고 등가 DC 모터 제어 프로세스에서 사용되는 벡터 회전 변환이 더 복잡하여 이상적인 분석 결과를 달성하기 위한 실제 제어 효과.
직접 토크 제어(DTC) 방식
1985년 독일 Ruhr 대학의 DePenbrock 교수가 직접 토크 제어 주파수 변환 기술을 처음 제안했습니다. 이 기술은 위의 벡터 제어의 단점을 크게 해결하고 참신한 제어 아이디어, 간결하고 명확한 시스템 구조, 뛰어난 동적 및 정적 성능으로 빠르게 발전했습니다. 이 기술은 전기 기관차에 의한 고전력 AC 드라이브 견인에 성공적으로 적용되었습니다. 직접 토크 제어는 고정자 좌표계에서 AC 모터의 수학적 모델을 직접 분석하고 모터의 자속과 토크를 제어합니다. AC 모터가 DC 모터와 같을 필요가 없으므로 벡터 회전 변환에서 많은 복잡한 계산이 필요하지 않습니다. DC 모터의 제어를 모방할 필요가 없으며 디커플링을 위해 AC 모터의 수학적 모델을 단순화할 필요도 없습니다.
매트릭스 AC-AC 제어 모드
VVVF 주파수 변환, 벡터 제어 주파수 변환 및 직접 토크 제어 주파수 변환은 모두 AC-DC-AC 주파수 변환 중 하나입니다. 일반적인 단점은 낮은 입력 역률, 큰 고조파 전류, DC 회로에 필요한 큰 에너지 저장 커패시턴스, 회생 에너지를 그리드로 피드백할 수 없다는 것입니다. 즉, 4분면 작동을 수행할 수 없습니다. 이러한 이유로 매트릭스 교류 주파수가 생겨났습니다. 매트릭스 AC-AC 주파수 변환이 중간 DC 링크를 제거하여 부피가 크고 값비싼 전해 커패시터를 제거하기 때문입니다. 1의 역률, 정현파 및 4사분면 작동의 입력 전류, 시스템의 높은 전력 밀도를 달성할 수 있습니다. 이 기술은 아직 성숙하지 않았지만 여전히 많은 학자들이 심도 있게 연구하고 있습니다. 그 본질은 전류, 쇄교, 등량 등을 간접적으로 제어하는 것이 아니라 제어된 양으로 토크를 직접 구현하는 것입니다. 방법은 다음과 같습니다.
1. 고정자 플럭스를 제어하여 고정자 플럭스 관찰자를 도입하여 무속력 센서를 실현합니다.
2. 자동 식별(ID)은 모터 매개변수를 자동으로 식별하기 위해 정확한 모터 수학적 모델에 의존합니다.
3. 실시간 제어를 위해 고정자 임피던스, 상호 인덕턴스, 자기 포화 계수, 관성 등에 해당하는 실제 값을 계산하고 실제 토크, 고정자 자속 및 회전자 속도를 계산합니다.
4. 인버터의 스위칭 상태를 제어하기 위해 자속 및 토크의 Band-Band 제어에 따라 PWM 신호를 생성하는 Band-Band 제어를 실현합니다.
매트릭스형 AC-AC 주파수는 빠른 토크 응답(<2ms), high speed accuracy (±2%, no PG feedback), and high torque accuracy (<+3%); At the same time, it also has high starting torque and high torque accuracy, especially at low speed (including 0 speed), it can output 150%~200% torque.