低電壓通用性變頻式輸出電壓為380~650V,功率為0.75~400kW,輸出功率為0~400Hz,它的主電源電路都選用交—直—交電源電路。其控制方法經歷了下列四代。
正弦函數脈沖寬度調制(SPWM)控制方法
其優點是控制電源電路構造簡易、成本費較低,機械設備特點強度也不錯,可以達到一般傳動系統的光滑變速規定,已在產業鏈的各行各業獲得廣泛運用。可是,這類控制方法在低頻率時,因為輸出電壓較低,轉矩受定子電阻器損耗的危害比較顯著,使導出較大轉矩減少。此外,其機械設備特征終歸沒有直流電動機硬,動態性轉矩工作能力和靜態數據變速性能都還不盡人意,且系統軟件性能不高、控制曲線圖會隨負荷的變動而轉變,轉矩回應慢、電動機轉矩使用率不高,低速檔時易定子電阻器和逆變電源過流保護效用的出現而性能降低,可靠性下降等。因而大家又科學研究出矢量素材控制交流電機調速。
工作電壓室內空間矢量素材(SVPWM)控制方法
它是以三相波型總體合成實際效果為前提條件,以逼近電動機磁密的完美環形電磁振蕩運動軌跡為目地,一次轉化成三相調配波型,之內切不規則圖形超過了圓的形式開展控制的。經應用使用后又有所改進,即引進頻率補償,能清除速率控制的偏差;根據意見反饋估計磁鏈幅度值,清除低速檔時定子電阻器的危害;將輸出電壓、電流量閉環控制,以提升動態性的精密度和穩定性。但控制電源電路階段較多,且不引進轉矩的調整,因此系統軟件性能沒有取得壓根改進。
矢量素材控制(VC)方法
矢量素材控制交流電機調速的作法是將異步電機在三相平面坐標下的定子電流量Ia、Ib、Ic、根據三相-二相轉換,等效電路成兩相靜止不動坐標下的交流電路Ia1Ib1,再根據按電機轉子電磁場定項旋轉變換,等效電路成同歩轉動平面坐標下的直流電流Im1、It1(Im1等同于直流電動機的勵磁電;It1等同于與轉矩正相關的同步電機電流量),隨后效仿直流電動機的控制方式,求取直流電動機的控制量,通過對應的座標反轉換,完成對異步電機的控制。
其本質是將交流電機隨意為直流電動機,各自對速率,電磁場2個份量開展單獨控制。根據控制電機轉子磁鏈,隨后溶解定子電流量而得到轉矩和電磁場2個份量,經旋轉變換,完成正交和或解耦控制。矢量素材控制方式的指出具備里程碑式的實際意義。殊不知在具體運用中,因為電機轉子磁鏈無法精確觀察,系統軟件特點受電機主要參數的危害比較大,且在等效電路直流電動機控制全過程中常用矢量素材旋轉變換較繁雜,促使具體的控制實際效果難以實現理想化剖析的結果。
立即轉矩控制(DTC)方法
1985年,法國魯爾大學的DePenbrock專家教授第一次明確提出了立即轉矩控制變頻新技術。該工藝在較大水平上解決了以上矢量素材控制的不夠,并以新奇的控制觀念、簡單明了的體系結構、優質的動靜態數據性能獲得了快速發展趨勢。該工藝已取得成功地運用在電力機車帶領的功率大的溝通交流傳動系統上。 立即轉矩控制直接在定子平面坐標下剖析交流電機的數學分析模型,控制電機的磁鏈和轉矩。它不用將交流電機隨意為直流電動機,因此省掉了矢量素材旋轉變換中的很多復雜的測算;它不用效仿直流電動機的控制,也不用為解耦而簡單化交流電機的數學分析模型。
矩陣交—交控制方法
VVVF變頻式、矢量素材控制變頻式、立即轉矩控制變頻式還是交—直—交變頻器中的一種。其各自缺陷是插入功率因素低,諧波大,直流電路需要大的儲能技術電容器,再造動能又不可以意見反饋回電力網,即可以進行四象限運作。因此,矩陣交—交變頻式應時而生。因為矩陣交—交變頻式超過了正中間直流電階段,進而省掉了容積大、價錢貴的電解電容器。它能完成功率因素為l,鍵入電流量為正弦函數且能四象限運作,系統軟件的功率大。該技術性雖并未完善,但仍吸引住著許多的專家學者深入分析。其本質都是間接性的控制電流量、磁鏈相等,反而是把轉矩立即做為被控制量來完成的。具體做法是:
1、控制定子磁鏈引進定子磁鏈觀測器,完成無轉速傳感器方法;
2、自動檢索(ID)借助精準的電動機數學分析模型,對電機參數自動檢索;
3、算出具體值相匹配定子特性阻抗、互感器、磁飽和狀態要素、慣性力等計算具體的轉矩、定子磁鏈、電機轉子速率開展即時控制;
4、完成B—B控制按磁鏈和轉矩的B—B控制造成PWM信號,對逆變電源電源開關情況開展控制。
矩陣交—交變頻式具備迅速的轉矩回應(<2ms),很高的速率精密度(±2%,無PG意見反饋),高轉矩精密度(< 3%);與此同時還具備較高的啟動轉矩及高轉矩精密度,特別是在在低速檔時(包含0速率時),可導出150%~200%轉矩。