В наиболее распространенном частотно регулируемом приводе на основе асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором применяются скалярное (частотное) и векторное управление.

Типы управления двигателями

• Скалярный тип управления.
  • При скалярном (частотном) управлении по определенному закону изменяют амплитуду и частоту приложенного к двигателю напряжения. Изменение частоты питающего напряжения приводит к отклонению от расчетных значений максимального и пускового моментов двигателя, к.п.д., коэффициента мощности. Поэтому для поддержания требуемых рабочих характеристик двигателя необходимо с изменением частоты одновременно соответственно изменять и амплитуду напряжения.
  • В существующих преобразователях частоты при скалярном управлении чаще всего поддерживается постоянным отношение максимального момента двигателя к моменту сопротивления на валу. То есть при изменении частоты амплитуда напряжения изменяется таким образом, что отношение максимального момента двигателя к текущему моменту нагрузки остается неизменным. Это отношение называется перегрузочная способность двигателя.
  • При постоянстве перегрузочной способности номинальные коэффициент мощности и к.п.д. двигателя на всем диапазоне регулирования частоты вращения практически не изменяются.
  • Важным достоинством скалярного метода является возможность одновременного управления группой электродвигателей.
• 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.

Использование частотных преобразователей обеспечивает:

• полную защиту электродвигателя;
• плавное регулирование скорости вращения электродвигателя практически от нуля до номинального значения при сохранении максимального момента на валу;
• уменьшение потребления электроэнергии за счет оптимального управления электродвигателем в зависимости от нагрузки от 20% до 75%;
• плавный пуск электродвигателя с током, не превышающим номинального значения;
• устранение пиковых нагрузок на электросеть и просадок напряжения в ней в момент пуска электропривода;
• увеличение срока службы электропривода и оборудования; повышение надежности, упрощение технического обслуживания;

При автоматизации технологических процессов

• повышение качества выпускаемой продукции;
• увеличение производительности технологических линий, конвейеров, механизмов непрерывного действия;
• снижение трудозатрат, повышение безопасности производства;
• снижение энергоемкости производства, улучшение экологической обстановки;

Ссылка на материал>

Производители:

• ABB
  • ASC550
  • ACSM1 - векторное управление, синхронизация между приводами
• Tecorp
  • V5000
  • HC1A
• Веспер
  • E2-8300 - векторное управление
  • E1-7011
  • E1-9011
• INVT
  • CHV-190 - векторное управление, синхронизация между приводами