เราศึกษาหลักการทำงาน ประกอบ และเชื่อมต่อเครื่องแปลงความถี่สำหรับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส ตัวแปลงความถี่สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้า

คำอธิบาย:

ตัวแปลงความถี่พร้อม มอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสช่วยให้คุณเปลี่ยนไดรฟ์ DC ระบบควบคุมความเร็วมอเตอร์กระแสตรงนั้นค่อนข้างง่าย แต่ จุดอ่อนไดรฟ์ไฟฟ้าดังกล่าวเป็นมอเตอร์ไฟฟ้า มีราคาแพงและไม่น่าเชื่อถือ ระหว่างการทำงาน แปรงจะเกิดประกายไฟ และตัวสะสมจะเสื่อมสภาพภายใต้อิทธิพลของอิเล็กโตรเรชั่น มอเตอร์ไฟฟ้าดังกล่าวไม่สามารถใช้งานได้ในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นและระเบิดได้

มอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสเหนือกว่ามอเตอร์กระแสตรงในหลาย ๆ ด้าน: มีการออกแบบที่เรียบง่ายและเชื่อถือได้ เนื่องจากไม่มีหน้าสัมผัสที่เคลื่อนที่ เมื่อเปรียบเทียบกับมอเตอร์กระแสตรงแล้ว พวกมันจะมีขนาดที่เล็กกว่า มีน้ำหนักและต้นทุนที่เท่ากัน มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสนั้นง่ายต่อการผลิตและใช้งาน

ข้อเสียเปรียบหลักของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสคือความยากลำบากในการควบคุมความเร็วด้วยวิธีการแบบเดิม

การควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสในโหมดความถี่จนกระทั่งเมื่อเร็วๆ นี้ เป็นปัญหาใหญ่ แม้ว่าทฤษฎีการควบคุมความถี่จะได้รับการพัฒนาในวัยสามสิบก็ตาม การพัฒนาไดรฟ์ไฟฟ้าที่ควบคุมด้วยความถี่ถูกระงับโดยเครื่องแปลงความถี่ที่มีราคาสูง การปรากฏตัวของวงจรไฟฟ้าที่มีทรานซิสเตอร์ IGBT การพัฒนาระบบควบคุมไมโครโปรเซสเซอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงทำให้บริษัทต่างๆ ในยุโรป สหรัฐอเมริกา และญี่ปุ่นสามารถสร้างเครื่องแปลงความถี่ที่ทันสมัยได้ในราคาประหยัด

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าการควบคุมความเร็วของการหมุนของแอคทูเอเตอร์สามารถทำได้โดยใช้อุปกรณ์ต่างๆ: ตัวแปรผันทางกล, คลัตช์ไฮดรอลิก, ตัวต้านทานที่เพิ่มเข้าไปในสเตเตอร์หรือโรเตอร์, ตัวแปลงความถี่ไฟฟ้า, ตัวแปลงความถี่คงที่

ไม่มีการใช้อุปกรณ์สี่ตัวแรก คุณภาพสูงควบคุมความเร็ว ไม่ประหยัด จำเป็น ค่าใช้จ่ายสูงระหว่างการติดตั้งและการใช้งาน
ตัวแปลงความถี่แบบคงที่เป็นอุปกรณ์ควบคุมไดรฟ์แบบอะซิงโครนัสที่ทันสมัยที่สุดในปัจจุบัน

หลักการของวิธีความถี่ในการควบคุมความเร็วของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสคือโดยการเปลี่ยนความถี่ f1แรงดันไฟฟ้าสามารถเป็นไปตามนิพจน์

จำนวนคู่ขั้วคงที่ p เปลี่ยนความเร็วเชิงมุม สนามแม่เหล็กสเตเตอร์

วิธีนี้ให้การควบคุมความเร็วที่ราบรื่นในช่วงกว้าง และลักษณะทางกลมีความแข็งแกร่งสูง

ในกรณีนี้ การควบคุมความเร็วไม่ได้มาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของสลิปของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส ดังนั้นการสูญเสียพลังงานระหว่างการควบคุมจึงมีน้อย

ให้สูงขึ้น ตัวชี้วัดพลังงานมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส - ตัวประกอบกำลัง, ประสิทธิภาพ, ความจุเกิน - จำเป็นต้องเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าอินพุตพร้อมกันกับความถี่

กฎของการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าขึ้นอยู่กับลักษณะของโมเมนต์โหลด นางสาว. ที่แรงบิดโหลดคงที่ Mc=constแรงดันไฟบนสเตเตอร์จะต้องถูกควบคุมตามสัดส่วนของความถี่ :

สำหรับลักษณะพัดลมของโมเมนต์โหลด สถานะนี้มีรูปแบบ:

เมื่อแรงบิดของโหลดแปรผกผันกับความเร็ว:

ดังนั้นสำหรับการควบคุมความเร็วรอบของเพลาของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสแบบไม่มีขั้นบันไดอย่างราบรื่น ตัวแปลงความถี่จะต้องจัดให้มีการควบคุมความถี่และแรงดันไฟฟ้าบนสเตเตอร์ของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสพร้อมกัน

ประโยชน์ของการใช้ไดรฟ์ไฟฟ้าแบบปรับได้ในกระบวนการทางเทคโนโลยี

การใช้ไดรฟ์ไฟฟ้าแบบปรับได้ช่วยรับรองการประหยัดพลังงานและช่วยให้ได้รับคุณสมบัติใหม่ของระบบและวัตถุ การประหยัดพลังงานอย่างมีนัยสำคัญทำได้โดยการควบคุมพารามิเตอร์ทางเทคโนโลยีใดๆ หากเป็นสายพานลำเลียงหรือสายพานลำเลียง คุณสามารถปรับความเร็วของการเคลื่อนที่ได้ หากเป็นปั๊มหรือพัดลม คุณสามารถรักษาแรงดันหรือปรับประสิทธิภาพได้ หากเป็นเครื่องจักร คุณจะปรับอัตราการป้อนหรือการเคลื่อนไหวหลักได้อย่างราบรื่น

ผลกระทบทางเศรษฐกิจพิเศษจากการใช้เครื่องแปลงความถี่คือการใช้การควบคุมความถี่ในโรงงานที่ให้บริการขนส่งของเหลว จนถึงปัจจุบัน วิธีที่ใช้กันมากที่สุดในการควบคุมประสิทธิภาพของวัตถุดังกล่าวคือการใช้วาล์วเกทหรือวาล์วควบคุม แต่ในปัจจุบันนี้การควบคุมความถี่ของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสเริ่มมีให้ใช้งาน ซึ่งขับเคลื่อน ตัวอย่างเช่น ใบพัดของหน่วยสูบน้ำหรือพัดลม .

แนวโน้มของการควบคุมความถี่นั้นมองเห็นได้ชัดเจนจากรูปที่ 1

ดังนั้น เมื่อควบคุมปริมาณ การไหลของสารที่ยึดไว้โดยวาล์วหรือวาล์วจะไม่ งานที่มีประโยชน์. การใช้ไดรฟ์ไฟฟ้าแบบปรับได้ของปั๊มหรือพัดลมช่วยให้คุณกำหนดแรงดันหรืออัตราการไหลที่ต้องการ ซึ่งไม่เพียงประหยัดพลังงานเท่านั้น แต่ยังช่วยลดการสูญเสียของสารที่ขนส่งอีกด้วย

โครงสร้างของตัวแปลงความถี่

ตัวแปลงความถี่ที่ทันสมัยส่วนใหญ่สร้างขึ้นตามรูปแบบการแปลงแบบคู่ ประกอบด้วยส่วนหลักดังต่อไปนี้: ลิงค์ DC (วงจรเรียงกระแสที่ไม่มีการควบคุม), อินเวอร์เตอร์พัลส์กำลังไฟฟ้า และระบบควบคุม

ลิงค์ DC ประกอบด้วยวงจรเรียงกระแสและตัวกรองที่ไม่สามารถควบคุมได้ แรงดันไฟหลักสลับจะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟกระแสตรง

อินเวอร์เตอร์พัลส์สามเฟสกำลังไฟฟ้าประกอบด้วยสวิตช์ทรานซิสเตอร์หกตัว ขดลวดมอเตอร์แต่ละตัวเชื่อมต่อผ่านคีย์ที่เหมาะสมกับขั้วบวกและขั้วลบของวงจรเรียงกระแส อินเวอร์เตอร์จะแปลงแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขเป็นแรงดันไฟฟ้าสลับสามเฟสของความถี่และแอมพลิจูดที่ต้องการ ซึ่งใช้กับขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้า

ในขั้นตอนเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ ทรานซิสเตอร์ IGBT กำลังไฟฟ้าจะถูกใช้เป็นคีย์ เมื่อเทียบกับไทริสเตอร์ พวกมันมีความถี่สวิตชิ่งที่สูงกว่า ซึ่งช่วยให้คุณสร้างสัญญาณเอาต์พุตไซน์โดยมีการบิดเบือนน้อยที่สุด

วิธีการทำงานของตัวแปลงความถี่

ตัวแปลงความถี่ประกอบด้วยวงจรเรียงกระแสไฟไดโอดที่ไม่มีการควบคุม B, อินเวอร์เตอร์อิสระ, ระบบควบคุม PWM, a การควบคุมอัตโนมัติ, ตัวเหนี่ยวนำ Lv และตัวเก็บประจุตัวกรอง Cv (รูปที่ 2) ระเบียบของความถี่เอาท์พุต และแรงดันไฟฟ้า Uout จะดำเนินการในอินเวอร์เตอร์เนื่องจากการควบคุมความกว้างพัลส์ความถี่สูง

การควบคุมความกว้างพัลส์มีลักษณะเฉพาะด้วยช่วงมอดูเลต ซึ่งขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้าเชื่อมต่อสลับกันกับขั้วบวกและขั้วลบของวงจรเรียงกระแส

ระยะเวลาของสถานะเหล่านี้ภายในช่วง PWM ถูกปรับตามกฎไซน์ ที่ความถี่สัญญาณนาฬิกา PWM สูง (ปกติ 2…15 kHz) ใน ขดลวดมอเตอร์เนื่องจากคุณสมบัติการกรอง กระแสไซน์จึงไหล

ในกรณีนี้ การควบคุมความเร็วไม่ได้มาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของสลิปของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส ดังนั้นการสูญเสียพลังงานระหว่างการควบคุมจึงมีน้อย เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพพลังงานสูงของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส - ตัวประกอบกำลัง, ประสิทธิภาพ, ความจุเกิน - จำเป็นต้องเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าอินพุตพร้อมกันกับความถี่

โครงสร้างของตัวแปลงความถี่

ทันสมัยที่สุด ตัวแปลงความถี่สร้างขึ้นตามรูปแบบของการแปลงสองครั้ง แรงดันไฟฟ้าไซน์อินพุทที่มีแอมพลิจูดและความถี่คงที่ได้รับการแก้ไขในลิงค์ DC B ซึ่งทำให้เรียบโดยตัวกรองที่ประกอบด้วยโช้ค เลเวลและกรองตัวเก็บประจุ Cv แล้วแปลงใหม่โดยอินเวอร์เตอร์ AIเป็นแรงดันไฟฟ้าสลับของความถี่ตัวแปรและแอมพลิจูด การควบคุมความถี่เอาต์พุต fout. และแรงดันไฟฟ้า Uout จะดำเนินการในอินเวอร์เตอร์เนื่องจากการควบคุมความกว้างพัลส์ความถี่สูง การควบคุมความกว้างพัลส์มีลักษณะเฉพาะด้วยช่วงมอดูเลต ซึ่งขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้าเชื่อมต่อสลับกันกับขั้วบวกและขั้วลบของวงจรเรียงกระแส

ระยะเวลาของการเชื่อมต่อของขดลวดแต่ละอันภายในระยะเวลาการทำซ้ำของพัลส์จะถูกปรับตามกฎไซน์ ความกว้างพัลส์ที่ใหญ่ที่สุดมีให้ในช่วงกลางของครึ่งรอบ และลดลงที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของครึ่งรอบ ดังนั้น ระบบควบคุม PMS จึงให้การมอดูเลตความกว้างพัลส์ (PWM) ของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับขดลวดของมอเตอร์ แอมพลิจูดและความถี่ของแรงดันไฟฟ้าถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์ของฟังก์ชันมอดูเลตไซน์ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าสลับสามเฟสของความถี่และแอมพลิจูดจึงถูกสร้างขึ้นที่เอาต์พุตของตัวแปลงความถี่

เรายินดีเสมอที่ได้พบพันธมิตรเก่าของเราและตั้งตารอพันธมิตรรายใหม่

จัดส่งไปยังทุกภูมิภาคของรัสเซีย!

ไดรฟ์ไฟฟ้าแบบปรับได้ได้รับการออกแบบมาเพื่อควบคุมมอเตอร์โดยการควบคุมพารามิเตอร์ ความเร็วเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความถี่ ดังนั้นด้วยความถี่ที่แตกต่างกันจึงสามารถรักษาความเร็วของการหมุนของเพลามอเตอร์ได้ตามเทคโนโลยี คำอธิบายทีละขั้นตอนเวิร์กโฟลว์สำหรับไดรฟ์ความถี่ตัวแปร (VFD) มีลักษณะดังนี้

1. ขั้นตอนแรก. วงจรเรียงกระแสไฟแบบไดโอดจะแปลงกระแสอินพุตเดี่ยวหรือสามเฟสเป็นกระแสตรง
2. ขั้นตอนที่สอง การควบคุมตัวแปลงความถี่ของแรงบิดและความเร็วของการหมุนของเพลามอเตอร์
3. ขั้นตอนที่สาม การควบคุมแรงดันไฟขาออกโดยคงอัตราส่วน U / f ให้คงที่

อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ผกผันของการสร้างกระแสตรงเป็นกระแสสลับที่เอาต์พุตของระบบเรียกว่าอินเวอร์เตอร์ การกำจัดบัสระลอกนั้นทำได้โดยการเพิ่มโช้คและตัวเก็บประจุตัวกรอง

วิธีเลือกไดรฟ์ความถี่ตัวแปร

จำนวนตัวแปลงความถี่ที่มีอยู่นั้นผลิตขึ้นด้วยตัวกรองความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC) ในตัว

มีการควบคุมหลายประเภท เช่น แบบไม่มีเซ็นเซอร์และเวกเตอร์เซ็นเซอร์ เป็นต้น ตามลำดับความสำคัญที่กำหนดในการตัดสินใจด้านการจัดการ ไดรฟ์จะถูกเลือกตาม:

• ประเภทโหลด;
• แรงดันไฟและพิกัดของมอเตอร์
• โหมดควบคุม;
• การปรับ;
• อีเอ็มซี เป็นต้น

หาก VFD มีไว้สำหรับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสที่มีอายุการใช้งานยาวนาน ขอแนะนำให้เลือกเครื่องแปลงความถี่ที่มีกระแสไฟขาออกที่ประเมินไว้สูงเกินไป ด้วยความช่วยเหลือของตัวแปลงความถี่ที่ทันสมัย ​​คุณจึงสามารถควบคุมได้จากรีโมทคอนโทรลผ่านทาง อินเทอร์เฟซหรือวิธีการรวมกัน

คุณสมบัติทางเทคนิคของการใช้ไดรฟ์ไฟฟ้าความถี่

1. เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูง คุณสามารถสลับไปใช้โหมดใดก็ได้ในการตั้งค่าได้อย่างอิสระ
2. อุปกรณ์เกือบทั้งหมดมีฟังก์ชันการวินิจฉัย ซึ่งช่วยให้คุณแก้ไขปัญหาได้อย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม ขอแนะนำให้ตรวจสอบการตั้งค่าก่อน เพื่อไม่ให้เกิดการกระทำโดยไม่ได้ตั้งใจของพนักงาน
3. ไดรฟ์แบบปรับได้สามารถซิงโครไนซ์กระบวนการสายพานลำเลียงหรือกำหนดอัตราส่วนของค่าที่ต้องพึ่งพาซึ่งกันและกัน การลดอุปกรณ์นำไปสู่การเพิ่มประสิทธิภาพเทคโนโลยี
4. ในสถานะการปรับอัตโนมัติ พารามิเตอร์ของมอเตอร์จะถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำของตัวแปลงความถี่โดยอัตโนมัติ ด้วยเหตุนี้ความแม่นยำของการคำนวณแรงบิดจึงเพิ่มขึ้นและการชดเชยสลิปก็ดีขึ้น

พื้นที่สมัคร

ผู้ผลิตนำเสนอไดรฟ์ที่หลากหลายซึ่งใช้ในพื้นที่ที่เกี่ยวข้องกับมอเตอร์ไฟฟ้า ทางออกที่ดีสำหรับการโหลดและพัดลมทุกประเภท ระบบระดับกลางใช้ในโรงไฟฟ้าถ่านหิน เหมืองแร่ โรงสี สาธารณูปโภค ฯลฯ ช่วงการจัดอันดับมีดังนี้: 3 kV, 3.3 kV, 4.16 kV, 6 kV, 6.6 kV, 10 kV และ 11 kV

ด้วยการถือกำเนิดของไดรฟ์ไฟฟ้าแบบปรับได้ การควบคุมแรงดันน้ำไม่ก่อให้เกิดปัญหากับผู้ใช้ปลายทาง อินเทอร์เฟซที่มีโครงสร้างสคริปต์ที่รอบคอบนั้นยอดเยี่ยมสำหรับการจัดการอุปกรณ์สูบน้ำ ด้วยการออกแบบที่กะทัดรัด ทำให้สามารถติดตั้งไดรฟ์ได้หลากหลายรูปแบบตู้ ผลิตภัณฑ์รุ่นใหม่มีคุณสมบัติของเทคโนโลยีขั้นสูง:

• ความเร็วและความแม่นยำในการควบคุมในโหมดเวกเตอร์
• การประหยัดพลังงานอย่างมีนัยสำคัญ
• ลักษณะไดนามิกที่รวดเร็ว
• แรงบิดความถี่ต่ำขนาดใหญ่
• เบรกคู่ ฯลฯ

วัตถุประสงค์และตัวชี้วัดทางเทคนิค

ทำ VFD ให้สมบูรณ์ด้วยแรงดันไฟฟ้าไม่เกิน 1 kV (ออกแบบมาเพื่อรับและแปลงพลังงาน ป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าจากกระแสไฟลัดวงจร โอเวอร์โหลด) อนุญาตให้:

• สตาร์ทเครื่องยนต์อย่างราบรื่นและลดการสึกหรอ
• หยุดรักษาความเร็วของเครื่องยนต์

VFD ประเภทตู้ที่สมบูรณ์สูงสุด 1kV ทำงานเดียวกันในส่วนที่สัมพันธ์กับมอเตอร์ที่มีกำลัง 0.55 - 800 กิโลวัตต์ ไดรฟ์ทำงานได้ตามปกติเมื่อแรงดันไฟหลักอยู่ระหว่าง -15% ถึง +10% ระหว่างการทำงานแบบ non-stop กำลังไฟฟ้าจะลดลงหากแรงดันไฟฟ้าอยู่ที่ 85% -65% ตัวประกอบกำลังทั้งหมด cosj = 0.99 แรงดันไฟขาออกจะถูกควบคุมโดยอัตโนมัติด้วยสวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติ (ATS)

ประโยชน์ของการใช้

ในแง่ของการเพิ่มประสิทธิภาพและผลประโยชน์ที่เป็นไปได้ เปิดโอกาสให้:

• ควบคุมกระบวนการด้วยความแม่นยำสูง
• วินิจฉัยไดรฟ์จากระยะไกล
• คำนึงถึงชั่วโมงเครื่องยนต์
• ตรวจสอบความผิดปกติและอายุของกลไก
• เพิ่มทรัพยากรของเครื่องจักร
• ลดเสียงรบกวนของมอเตอร์ไฟฟ้าได้อย่างมาก

บทสรุป

CHRP คืออะไร? นี่คือตัวควบคุมมอเตอร์ที่ควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้าโดยการปรับความถี่ของเครือข่ายอินพุตและในขณะเดียวกันก็ปกป้องยูนิตจากความผิดปกติต่างๆ (กระแสเกิน, กระแสไฟลัดวงจร)

แอคทูเอเตอร์ไฟฟ้า (ทำหน้าที่สามอย่างที่เกี่ยวข้องกับความเร็ว การควบคุม และการเบรก) เป็นอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องหมุนอื่นๆ ระบบมีการใช้งานอย่างแข็งขันในหลายพื้นที่ของการผลิต: ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ พลังงานนิวเคลียร์ งานไม้ ฯลฯ

จนถึงปัจจุบันตัวแปลงความถี่แรงดันต่ำของต่างประเทศและ .หลายสิบยี่ห้อ ผู้ผลิตรัสเซีย. บริษัทเหล่านี้เป็นบริษัทชั้นนำของยุโรป ได้แก่ Siemens, ABB, SEW Eurodrive, Control Techniques (Emerson Corporation), Schneider Electric, Danfoss, K.E.B. , Lenze, Allen-Breadly (Rockwell Automation Corporation), Bosch Rexroth ผลิตภัณฑ์ของผู้ผลิตเหล่านี้มีตัวแทนอย่างกว้างขวาง มีเครือข่ายตัวแทนจำหน่ายที่กว้างขวาง ผลิตภัณฑ์ของบริษัทดังกล่าวจากยุโรปเช่น Emotron, Vacon, SSD Drives (Parker Corporation), Elettronica Santerno ยังไม่ค่อยเป็นที่รู้จัก นอกจากนี้ยังมีผลิตภัณฑ์ของผู้ผลิตในอเมริกา ได้แก่ General Electric Corporation, AC Technology International (ส่วนหนึ่งของข้อกังวลของ Lenze) และ WEG (บราซิล)

บริษัทในเอเชียกำลังแข่งขันกับผู้ผลิตในยุโรปและอเมริกาอย่างจริงจัง อย่างแรกเลย คือบริษัทจากประเทศญี่ปุ่น ได้แก่ Mitsubishi Electric, Omron-Yaskawa, Panasonic, Hitachi, Toshiba, Fuji Electric แบรนด์เกาหลีและไต้หวันมีตัวแทนอย่างกว้างขวาง - LG Industrial Systems, HYUNDAI Electronics, Delta Electronics, Tecorp, Long Shenq Electronic, Mecapion

ท่ามกลาง ผู้ผลิตในประเทศที่มีชื่อเสียงที่สุดคือบริษัทเวสเปอร์ นอกจากนี้เรายังสามารถสังเกตตัวแปลงเฉพาะของแบรนด์ APC, EPV (JSC Elektroapparat), REN2K หรือ REMS (MKE)

ผู้ผลิตส่วนใหญ่เสนอตัวแปลงความถี่ที่สามารถทำงานในการควบคุมแบบเปิดและแบบปิด (การควบคุมแบบเวกเตอร์) พร้อมชุดอินพุตและเอาต์พุตที่ตั้งโปรแกรมได้ พร้อมตัวควบคุม PID ในตัว แม้แต่ในตัวแปลงความถี่เกาหลีหรือไต้หวันที่ถูกที่สุด คุณสามารถหาสิ่งที่เรียกว่าไร้เซ็นเซอร์ได้ นั่นคือ ไม่มีเซ็นเซอร์ตำแหน่งโรเตอร์ โหมดการทำงานของเวกเตอร์ ช่วงการควบคุมสามารถเป็น 1:50

อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตชั้นนำเสนอโหมดการควบคุมเวกเตอร์แบบไม่ใช้เซ็นเซอร์ขั้นสูงโดยใช้อัลกอริธึมการควบคุมขั้นสูง หนึ่งในผู้บุกเบิกในพื้นที่นี้คือ ABB ซึ่งเสนอ DTR (การควบคุมแรงบิดโดยตรง) ซึ่งเป็นวิธีการควบคุมความเร็วและแรงบิดโดยไม่ต้องใช้เซ็นเซอร์ป้อนกลับ เทคนิคการควบคุมของบริษัทอังกฤษได้ใช้โหมดควบคุมฟลักซ์โรเตอร์ (RFC) โดยไม่ต้องใช้เซ็นเซอร์ป้อนกลับ ซึ่งช่วยให้คุณควบคุมแรงบิดได้อย่างแม่นยำเพียงพอสำหรับงานส่วนใหญ่ ขยายช่วงการควบคุมเป็น 100 รับรองความถูกต้องในการบำรุงรักษาความเร็วสูงที่ความเร็วต่ำ และบรรลุกระแสเกินเช่นเดียวกับในโหมดวงปิด

ผู้ผลิตรายใหญ่เสนออุปกรณ์มัลติฟังก์ชั่นที่มีตัวเลือกมากมาย (โมดูลขยาย ตัวต้านทานเบรก ตัวควบคุมในตัว ตัวกรอง โช้ก ฯลฯ) หรือสมบูรณ์ด้วยระบบ CNC หรือตัวควบคุมการเคลื่อนไหว

คุณสามารถค้นหาการใช้งานไดรฟ์ได้มากขึ้นในโหมดสร้างใหม่เช่น ด้วยความสามารถในการคืนพลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างการเบรกกลับสู่เครือข่าย (ลิฟต์ บันไดเลื่อน เครน) โดยทั่วไปจะใช้ไดรฟ์เฉพาะที่มีวงจรเรียงกระแสควบคุม บริษัทชั้นนำ เช่น เทคนิคการควบคุม เสนอ Regen เป็นหนึ่งในโหมดการทำงานของ Unidrive SP ซึ่งจะช่วยประหยัดพลังงานได้อย่างมากและ ประสิทธิภาพสูงระบบต่างๆ

การแบ่งประเภทที่อธิบายไว้ช่วยให้วิศวกรสามารถเลือกตัวแปลงความถี่ที่เหมาะสมกับราคาพร้อมฟังก์ชันและโปรแกรมในตัวที่หลากหลาย ในขณะเดียวกัน แบรนด์ชั้นนำของยุโรป เช่น สหราชอาณาจักรและเยอรมนี ก็ประสบความสำเร็จในการแข่งขันด้านราคาด้วยฟังก์ชันและคุณภาพที่เหนือกว่า

เราขอนำเสนอคำอธิบายของผลิตภัณฑ์บางอย่างในตลาดรัสเซียให้คุณทราบ ข้อมูลซัพพลายเออร์สามารถพบได้ในเว็บไซต์ของเรา:

Rockwell Automation ผู้นำด้านพลังงานที่ไม่มีปัญหา ตลาดไฟฟ้าได้เปิดตัวไดรฟ์ความถี่ Allen-Bradley® PowerFlex® รุ่นใหม่ในช่วงกำลังตั้งแต่ 0.25kW ถึง 6770kW ซีรีส์ประสิทธิภาพสูงใหม่ผสมผสานความกะทัดรัด ออกแบบ, ฟังก์ชันกว้างและยอดเยี่ยม ลักษณะการทำงาน. ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร กระดาษ สิ่งทอ งานโลหะ งานไม้ อุปกรณ์สูบน้ำและระบายอากาศ ฯลฯ จานสีประกอบด้วยไดรฟ์สองคลาส - ส่วนประกอบและสถาปัตยกรรม โมเดลจากคลาส Component ได้รับการออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหาการควบคุมมาตรฐาน และไดรฟ์ระดับสถาปัตยกรรมสามารถปรับเปลี่ยนและสร้างไว้ในระบบควบคุมของอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ได้อย่างง่ายดาย เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงการกำหนดค่าที่ยืดหยุ่น ทุกรุ่นมีความสามารถในการสื่อสารที่ยอดเยี่ยม แผงควบคุมและเครื่องมือตั้งโปรแกรมที่หลากหลายซึ่งอำนวยความสะดวกในการใช้งานอย่างมากและเพิ่มความเร็วในการเริ่มต้นอุปกรณ์

PowerFlex® 4

ไดรฟ์ Powerflex 4 เป็นอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัดและคุ้มค่าที่สุดในตระกูล ในฐานะที่เป็นอุปกรณ์ควบคุมความเร็วในอุดมคติ รุ่นนี้มีการใช้งานที่หลากหลายในขณะที่ตอบสนองความต้องการของผู้ผลิตและผู้ใช้ปลายทางในด้านความยืดหยุ่น ความกะทัดรัด และความสะดวกในการใช้งาน

ไดรฟ์ใช้กฎหมายควบคุมความถี่โวลต์ที่มีความเป็นไปได้ของการชดเชยสลิป อุปกรณ์เสริมที่ยอดเยี่ยมสำหรับรุ่นนี้คือเวอร์ชันของไดรฟ์ขนาดกะทัดรัดพิเศษ [ป้องกันอีเมล]ด้วยช่วงกำลังการทำงานที่ขยายได้ถึง 2.2 กิโลวัตต์สำหรับรุ่นเฟสเดียวและสูงสุด 11kW สำหรับแรงดันไฟฟ้าสามเฟส 400VAC มาตราส่วนราคาที่เสนอสำหรับ รุ่นนี้ช่วยให้เราหวังว่าถ้าไม่ใช่เพราะความนิยมของฤดูกาลแล้วสำหรับความนิยมที่ค่อนข้างกว้าง

PowerFlex® 7000

ไดรฟ์ PowerFlex 7000 series เป็นไดรฟ์แรงดันไฟฟ้าขนาดกลางรุ่นที่สามจาก Rockwell Automation ออกแบบมาเพื่อควบคุมความเร็ว แรงบิด ทิศทางการหมุนของมอเตอร์ AC แบบอะซิงโครนัสและซิงโครนัส การออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์ของ PowerFlex 7000 series เป็นแพ็คเกจพลังงานที่มีตราสินค้า PowerCage ที่ได้รับการจดสิทธิบัตรซึ่งมีส่วนประกอบด้านพลังงานหลักของไดรฟ์ การออกแบบโมดูลาร์ใหม่นั้นเรียบง่ายและมีส่วนประกอบจำนวนน้อยซึ่งทำให้มั่นใจ ความน่าเชื่อถือสูงและอำนวยความสะดวกในการดำเนินงาน ข้อได้เปรียบหลักของไดรฟ์ไฟฟ้าแรงปานกลาง ได้แก่ ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่ลดลง ความสามารถในการสตาร์ทมอเตอร์ขนาดใหญ่จากแหล่งจ่ายไฟขนาดเล็ก และปรับปรุงลักษณะคุณภาพของอุปกรณ์ควบคุม กระบวนการทางเทคโนโลยีและอุปกรณ์ที่ใช้

ไดรฟ์มีให้เลือกสามขนาดขึ้นอยู่กับกำลังขับ:

Frame A - ช่วงกำลัง 150-900 kW ที่แรงดันไฟจ่าย 2400-6600 V

Case B - ช่วงกำลัง 150-4100 kW ที่แรงดันไฟจ่าย 2400-6600V

เคส C - ช่วงกำลัง 2240-6770 kW ที่แรงดันไฟจ่าย 4160-6600 V

ไดรฟ์ PowerFlex 7000 มีให้เลือกทั้งแบบ 6 พัลส์ 18 พัลส์ หรือ PWM ช่วยให้ผู้ใช้มีความยืดหยุ่นอย่างมากในการลดผลกระทบของไลน์ฮาร์โมนิก นอกจากนี้ยังให้การควบคุมเวคเตอร์แบบไม่มีเซ็นเซอร์โดยตรงสำหรับการควบคุมความเร็วต่ำที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับไดรฟ์ที่ใช้วิธีการควบคุม V/f ตลอดจนความสามารถในการควบคุมแรงบิดของมอเตอร์ เช่นเดียวกับที่ทำในไดรฟ์ DC ในฐานะแผงควบคุมการทำงาน มีโมดูลที่มีจอแสดงผลคริสตัลเหลว 16 บรรทัดและ 40 ตัวอักษร

โมเมนต์ความเฉื่อยที่สูงขึ้นโดยไม่มีกระปุกเกียร์เพิ่มเติม

เซอร์โวมอเตอร์ที่ตอบสนองรวดเร็วจาก Beckhoff ของ AM3000 series ซึ่งผลิตขึ้นโดยใช้วัสดุและเทคโนโลยีใหม่ ส่วนใหญ่จะใช้ในการใช้งานแบบไดนามิกที่มีโหลดสูง เช่น สำหรับการขับแกนของเครื่องมือกลหรืออุปกรณ์ที่ไม่มีเกียร์ เมื่อรวมเข้ากับแรงเฉื่อยของโรเตอร์ขนาดใหญ่ ก็มีข้อดีเช่นเดียวกับมอเตอร์ซีรีส์ AM3xxx เช่น ขดลวดสเตเตอร์ ซึ่งทำให้ขนาดมอเตอร์โดยรวมลดลงอย่างมาก หน้าแปลน คอนเนคเตอร์ และเพลาของมอเตอร์ AM3500 รุ่นใหม่ เข้ากันได้กับมอเตอร์ AM3000 ที่ผ่านการพิสูจน์มาอย่างดี AM3500 รุ่นใหม่มีขนาดหน้าแปลน 3 ถึง 6 และมีแรงบิดตั้งแต่ 1.9 ถึง 15 นิวตันเมตร ความเร็วในการหมุนของมอเตอร์อยู่ที่ 3000 ถึง 6000 รอบต่อนาที สำหรับระบบป้อนกลับ มีทรานสดิวเซอร์พิกัดหรือตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์ (รอบเดียวหรือหลายรอบ) กรณีนี้เป็นของระดับการป้องกัน IP 64; ตัวเลือกที่มีระดับการป้องกัน IP 65/67 เป็นไปได้ มอเตอร์ซีรีส์นี้สอดคล้องกับมาตรฐานความปลอดภัย CE, UL และ CSA

ไดรฟ์รุ่นใหม่

กลุ่มผลิตภัณฑ์ Emotron ได้รับการขยายด้วยไดรฟ์ NGD: FDU2.0, VFX2.0 (จาก 0.75 kW ถึง 1.6 MW) และ VSC/VSA (0.18 ถึง 7.5 kW) ไดรฟ์ความเร็วตัวแปร FDU2.0 (สำหรับแรงเหวี่ยง) และ VFX2.0 (สำหรับลูกสูบ) ให้ผู้ใช้ตั้งค่าพารามิเตอร์การทำงานในหน่วยที่ต้องการ มีแผงควบคุมแบบถอดได้พร้อมฟังก์ชันคัดลอก รุ่นสูงสุด 132 กิโลวัตต์มีมาตรฐานประหยัด IP54 รุ่น (รุ่นตั้งแต่ 160 ถึง 800 กิโลวัตต์สามารถติดตั้งในกล่องหุ้มขนาดกะทัดรัดพิเศษ IP54) การสื่อสารระหว่างกระบวนการเกิดขึ้นผ่าน fieldbus (Profibus-DP, DeviceNet, Ethernet), พอร์ต (RS-232, RS-485, Modbus RTU) และเอาต์พุตอนาล็อกและดิจิตอล

ไดรฟ์เวกเตอร์ขนาดเล็ก VSA และ VSC ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการควบคุมความเร็วของสามเฟส มอเตอร์เหนี่ยวนำไม่ พลังสูง: รุ่น 220V มีให้เลือกตั้งแต่ 0.18 ถึง 2.2kW และรุ่น 380V ตั้งแต่ 0.75 ถึง 7.5kW

ตระกูล ATV61-ATV71

ตลาดตัวแปลงความถี่ในรัสเซียกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว ไม่น่าแปลกใจเลยที่ดึงดูดผู้ผลิตจำนวนมาก ทั้งรายใหญ่และรายเล็กที่รู้จักกันน้อย ในขณะนี้ตลาดรัสเซียมีการแบ่งส่วนอย่างมาก แต่นี่คือความขัดแย้ง: แม้ว่าปัจจุบันมีแบรนด์มากกว่า 30 แบรนด์ในตลาด ส่วนแบ่งการตลาดที่สำคัญเป็นของ 7 - 8 บริษัท และไม่มีผู้นำที่ชัดเจนมากกว่าสองคน ในเวลาเดียวกัน ลักษณะทางเทคนิคที่ยอดเยี่ยมของอุปกรณ์ยังไม่รับประกันความสำเร็จ บริษัทชั้นนำในรัสเซียเข้ามาลงทุนด้วยเงินทุนจำนวนมากในการพัฒนาธุรกิจและโครงสร้างพื้นฐานทางธุรกิจ

บริษัทชไนเดอร์ อิเล็คทริค ซึ่งมีความสนใจในรัสเซียเป็นตัวแทนของ ZAO Schneider Electric ในปี 2550 ได้ขยายข้อเสนอผลิตภัณฑ์อย่างมีนัยสำคัญ ตอนนี้ ตระกูล ATV61-ATV71 ได้รับการขยายด้วยรุ่น 690 V และมีหลายรุ่นที่มีระดับการป้องกัน IP54 นอกจากนี้ยังมีรุ่นพิเศษสำหรับรถยกและเครนขับเคลื่อน ATV71*383 พร้อม เทคโนโลยีอันเป็นเอกลักษณ์การควบคุมมอเตอร์ซิงโครนัส ภายในสิ้นปี 2008 อุปกรณ์ที่มีความจุ 2400 กิโลวัตต์ที่ 690V จะปรากฏในสายผลิตภัณฑ์ Altivar ตอนนี้สามารถใช้ Altivar 61 กับหม้อแปลงแบบสเต็ปอัพได้แล้ว

ซีรีส์ Altivar 21 ราคาประหยัดรุ่นใหม่ ได้รับการพัฒนาเป็นพิเศษสำหรับระบบทำความร้อน เครื่องปรับอากาศ และระบบระบายอากาศในอาคารที่พักอาศัยและอาคารสาธารณะ Altivar 21 ควบคุมมอเตอร์ตั้งแต่ 0.75 ถึง 75 kW สำหรับ 380 V และ 200 … 240 V.

Altivar 21 มีฟังก์ชันการใช้งานมากมาย:

- ตัวควบคุม PI ในตัว

- "รับทันที";

- ฟังก์ชันสลีป/ปลุก;

– การจัดการการป้องกันและการส่งสัญญาณ

– ทนทานต่อการรบกวนของไฟหลัก การทำงานที่อุณหภูมิสูงถึง +50 °C และแรงดันไฟตก -50%

ด้วยเทคโนโลยีไร้ตัวเก็บประจุแบบใหม่ Altivar 21 ไม่ต้องการอุปกรณ์ลดฮาร์มอนิก ค่าสัมประสิทธิ์ทั้งหมดคือ THDI 30% การปฏิเสธของตัวเก็บประจุและการใช้เซมิคอนดักเตอร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นทำให้เวลาในการทำงานเพิ่มขึ้น

ความเป็นผู้นำของชไนเดอร์ อิเล็คทริคในตลาดเทคโนโลยีคอนเวอร์เตอร์เป็นผลมาจากการทำงานอย่างจริงจังเพื่อปรับปรุงความทนทานต่อข้อผิดพลาดของคอนเวอร์เตอร์ การตั้งค่า MTTF สำหรับบางรุ่นคือสูงสุด 640,000 ชั่วโมง Altivar ทำงานได้กับแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงถึง -50% อุณหภูมิสูงสุด +50% ในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์รุนแรงทางเคมี และสัญญาณรบกวนในเครือข่าย นี่เป็นข้อโต้แย้งที่จริงจังสำหรับการซื้อคืน ความเชื่อมั่นของผู้ซื้อในอุปกรณ์และชื่อเสียงของบริษัทแทบจะประเมินค่ามิได้เลย

ขับรถจาก SICK

การผลิตสมัยใหม่ต้องการระบบอัตโนมัติของการดำเนินการด้วยตนเองจำนวนมากสำหรับการตั้งค่าพารามิเตอร์ต่างๆ บนเครื่องจักรและเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ต่างๆ บ่อยครั้ง ผู้ปฏิบัติงานจำเป็นต้องเปลี่ยนพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของผลิตภัณฑ์ที่ผลิตหรืองานอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน ในกรณีนี้ ไดรฟ์กำหนดตำแหน่งจาก SICK-Stegmann เป็นอุปกรณ์ราคาประหยัดในอุดมคติสำหรับการใช้งานนี้

ไดรฟ์กำหนดตำแหน่ง HIPERDRIVE® เป็นผลมาจากการผสานรวมมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน กระปุกเกียร์ เครื่องเข้ารหัสแบบมัลติเทิร์นแบบสัมบูรณ์ ระบบกำลังและระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ในเครื่องเดียว เหนือสิ่งอื่นใด ไดรฟ์มีอินเทอร์เฟซเครือข่าย Profibus หรือ DeviceNet อุปกรณ์นี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อดำเนินการกำหนดตำแหน่งแบบจุดต่อจุด และเป็นอุปกรณ์ประเภทกล่องดำที่ใช้งานง่าย

ปัจจุบันมีการใช้เซอร์โวไดรฟ์สำหรับงานดังกล่าว แต่การใช้ระบบดังกล่าวมีข้อเสียอยู่หลายประการ ประการแรก มันไม่สมเหตุสมผลทางเศรษฐกิจ ระบบที่ใช้เซอร์โวมักต้องการอินเวอร์เตอร์ เบรก และตัวเข้ารหัสแบบสัมบูรณ์

ข้อได้เปรียบหลักของไดรฟ์เหล่านี้:

– อุปกรณ์แบบบูรณาการสูง

ลดขนาดไดรฟ์

ประกอบและติดตั้งง่าย

จากสถิติล่าสุด ประมาณ 70% ของไฟฟ้าที่ผลิตได้ทั้งหมดในโลกใช้ไดรฟ์ไฟฟ้า และเปอร์เซ็นต์นี้ก็เพิ่มขึ้นทุกปี

ด้วยวิธีการควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้าที่เลือกสรรมาอย่างเหมาะสม จึงสามารถให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด แรงบิดสูงสุดบนเพลาของเครื่องจักรไฟฟ้า และในขณะเดียวกันประสิทธิภาพโดยรวมของกลไกก็จะเพิ่มขึ้น มอเตอร์ไฟฟ้าที่ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพใช้ไฟฟ้าน้อยที่สุดและให้ประสิทธิภาพสูงสุด

สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องแปลงความถี่ ประสิทธิภาพส่วนใหญ่จะขึ้นอยู่กับวิธีการควบคุมเครื่องไฟฟ้าที่เลือก การทำความเข้าใจข้อดีของแต่ละวิธีที่ขับเคลื่อนวิศวกรและนักออกแบบจะได้รับประสิทธิภาพที่ดีที่สุดจากวิธีการควบคุมแต่ละวิธี
เนื้อหา:

วิธีการควบคุม

หลายคนที่ทำงานด้านระบบอัตโนมัติ แต่ไม่ได้มีส่วนร่วมอย่างใกล้ชิดในการพัฒนาและใช้งานระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า เชื่อว่าการควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้าประกอบด้วยลำดับของคำสั่งที่ป้อนโดยใช้อินเทอร์เฟซจากแผงควบคุมหรือพีซี ใช่ในแง่ของลำดับชั้นการจัดการโดยรวม ระบบอัตโนมัติสิ่งนี้ถูกต้อง แต่ก็ยังมีวิธีควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้าเอง เป็นวิธีการเหล่านี้จะมีผลกระทบสูงสุดต่อประสิทธิภาพของทั้งระบบ

สำหรับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสที่เชื่อมต่อกับเครื่องแปลงความถี่ มีวิธีการควบคุมพื้นฐานสี่วิธี:

• U / f - โวลต์ต่อเฮิรตซ์;
• U/f พร้อมตัวเข้ารหัส;
• การควบคุมเวกเตอร์แบบวงเปิด
• การควบคุมเวกเตอร์วงปิด

ทั้งสี่วิธีใช้การปรับความกว้างพัลส์ PWM ซึ่งเปลี่ยนความกว้างของสัญญาณคงที่โดยการเปลี่ยนแปลงความกว้างพัลส์เพื่อสร้างสัญญาณอะนาล็อก

การมอดูเลตความกว้างพัลส์ถูกนำไปใช้กับตัวแปลงความถี่โดยใช้แรงดันไฟ DC บัสคงที่ โดยการเปิดและปิดอย่างรวดเร็ว (การสลับอย่างถูกต้องมากขึ้น) จะสร้างพัลส์เอาต์พุต โดยการเปลี่ยนความกว้างของพัลส์เหล่านี้ จะได้ "คลื่นไซน์" ของความถี่ที่ต้องการที่เอาต์พุต แม้ว่ารูปแบบของแรงดันเอาต์พุตของทรานซิสเตอร์จะถูกพัลส์ กระแสก็ยังได้มาในรูปของไซนัสอยด์ เนื่องจากมอเตอร์ไฟฟ้ามีการเหนี่ยวนำที่ส่งผลต่อรูปร่างของกระแส วิธีการควบคุมทั้งหมดใช้การปรับ PWM ความแตกต่างระหว่างวิธีการควบคุมเป็นเพียงวิธีการคำนวณแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับมอเตอร์เท่านั้น

ในกรณีนี้ ความถี่พาหะ (แสดงเป็นสีแดง) แทนความถี่สวิตชิ่งสูงสุดของทรานซิสเตอร์ ความถี่พาหะสำหรับอินเวอร์เตอร์มักจะอยู่ในช่วง 2 kHz - 15 kHz การอ้างอิงความถี่ (แสดงเป็นสีน้ำเงิน) คือสัญญาณอ้างอิงความถี่เอาต์พุต สำหรับอินเวอร์เตอร์ที่ใช้บังคับใน ระบบธรรมดาตามกฎแล้วไดรฟ์ไฟฟ้านั้นอยู่ในช่วง 0 Hz - 60 Hz เมื่อสัญญาณของความถี่สองความถี่ซ้อนทับกัน จะมีการออกสัญญาณเปิดของทรานซิสเตอร์ (แสดงเป็นสีดำ) ซึ่งจะจ่ายพลังงานให้กับมอเตอร์ไฟฟ้า

วิธีการควบคุม V/F

การควบคุมโวลต์ต่อเฮิรตซ์ โดยทั่วไปเรียกว่า V/F อาจเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการควบคุม มักใช้ในระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าอย่างง่าย เนื่องจากความเรียบง่ายและจำนวนพารามิเตอร์ขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับการทำงาน วิธีการควบคุมนี้ไม่จำเป็นต้องติดตั้งตัวเข้ารหัสและการตั้งค่าบังคับสำหรับไดรฟ์ไฟฟ้าที่ควบคุมด้วยความถี่ (แต่แนะนำ) ส่งผลให้ต้นทุนอุปกรณ์เสริมลดลง (เซ็นเซอร์ สายป้อนกลับ รีเลย์ ฯลฯ) การควบคุม U/F มักใช้ในอุปกรณ์ความถี่สูง เช่น มักใช้ในเครื่อง CNC เพื่อขับเคลื่อนการหมุนของแกนหมุน

โมเดลแรงบิดคงที่มีแรงบิดคงที่ตลอดช่วงความเร็วทั้งหมดที่อัตราส่วน U/F เดียวกัน แบบจำลองอัตราส่วนแรงบิดผันแปรมีแรงดันแหล่งจ่ายต่ำกว่าที่ ความเร็วต่ำ. นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อป้องกันความอิ่มตัวของเครื่องไฟฟ้า

V/F เป็นวิธีเดียวในการควบคุมความเร็วของมอเตอร์เหนี่ยวนำที่ช่วยให้สามารถควบคุมไดรฟ์หลายตัวจากตัวแปลงความถี่เดียว ดังนั้น เครื่องทั้งหมดจึงเริ่มต้นและหยุดพร้อมกันและทำงานที่ความถี่เดียวกัน

แต่ วิธีนี้การจัดการมีข้อจำกัดหลายประการ ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้วิธีการควบคุม V/F โดยไม่มีตัวเข้ารหัส ก็ไม่มีความแน่นอนอย่างแน่นอนว่าเพลาของเครื่องเหนี่ยวนำจะหมุน นอกจากนี้แรงบิดเริ่มต้นของเครื่องไฟฟ้าที่ความถี่ 3 Hz นั้น จำกัด ไว้ที่ 150% ใช่ แรงบิดจำกัดนั้นมากเกินพอสำหรับอุปกรณ์ที่มีอยู่ส่วนใหญ่ ตัวอย่างเช่น พัดลมและปั๊มเกือบทั้งหมดใช้วิธีการควบคุม V/F

วิธีนี้ค่อนข้างง่ายเนื่องจากมีข้อกำหนดที่หลวมกว่า การควบคุมความเร็วมักจะอยู่ในช่วง 2% - 3% ของความถี่เอาต์พุตสูงสุด การตอบสนองความเร็วจะคำนวณสำหรับความถี่ที่สูงกว่า 3 Hz ความเร็วตอบสนองของตัวแปลงความถี่ถูกกำหนดโดยความเร็วของการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงความถี่อ้างอิง ยิ่งความเร็วในการตอบสนองสูง การตอบสนองของไดรฟ์ต่อการเปลี่ยนแปลงการอ้างอิงความเร็วก็จะยิ่งเร็วขึ้น

ช่วงการควบคุมความเร็วเมื่อใช้วิธี V/F คือ 1:40 คูณอัตราส่วนนี้ด้วยความถี่การทำงานสูงสุดของไดรฟ์ไฟฟ้า เราจะได้ค่าความถี่ต่ำสุดที่เครื่องไฟฟ้าสามารถทำงานได้ ตัวอย่างเช่น หากความถี่สูงสุดคือ 60 Hz และช่วงคือ 1:40 ดังนั้น ค่าต่ำสุดความถี่จะเป็น 1.5 Hz

รูปแบบ U/F กำหนดอัตราส่วนของความถี่และแรงดันไฟฟ้าระหว่างการทำงานของไดรฟ์ความถี่ตัวแปร ตามเขา เส้นโค้งสำหรับการตั้งค่าความเร็วในการหมุน (ความถี่ของมอเตอร์ไฟฟ้า) จะกำหนด นอกเหนือจากค่าความถี่ ค่าแรงดันที่จ่ายให้กับขั้วของเครื่องไฟฟ้า

ผู้ปฏิบัติงานและช่างเทคนิคสามารถเลือกรูปแบบการควบคุม V/F ที่ต้องการด้วยพารามิเตอร์เดียวในตัวแปลงความถี่ที่ทันสมัย เทมเพลตที่ตั้งไว้ล่วงหน้าได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะแล้ว นอกจากนี้ยังมีความเป็นไปได้ในการสร้างเทมเพลตของคุณเอง ซึ่งจะปรับให้เหมาะสมสำหรับระบบเฉพาะของไดรฟ์ความถี่ตัวแปรหรือมอเตอร์ไฟฟ้า

อุปกรณ์เช่นพัดลมหรือปั๊มมีแรงบิดโหลดที่ขึ้นอยู่กับความเร็วในการหมุน แรงบิดผันแปร (รูปด้านบน) ของรูปแบบ V/F ป้องกันข้อผิดพลาดในการปรับและปรับปรุงประสิทธิภาพ แบบจำลองการควบคุมนี้ช่วยลดกระแสแม่เหล็กที่ความถี่ต่ำโดยการลดแรงดันไฟฟ้าบนเครื่องไฟฟ้า

เครื่องจักรที่ใช้แรงบิดคงที่ เช่น สายพานลำเลียง เครื่องอัดรีด และอุปกรณ์อื่นๆ ใช้วิธีการควบคุมแรงบิดคงที่ ด้วยโหลดคงที่ ต้องใช้กระแสแม่เหล็กเต็มรูปแบบที่ความเร็วทั้งหมด ดังนั้น คุณลักษณะนี้จึงมีความชันโดยตรงในช่วงความเร็วทั้งหมด

วิธีการควบคุม U/F ด้วยตัวเข้ารหัส

หากจำเป็นต้องปรับปรุงความแม่นยำของการควบคุมความเร็ว ตัวเข้ารหัสจะถูกเพิ่มในระบบควบคุม การแนะนำการตอบสนองความเร็วโดยใช้ตัวเข้ารหัสช่วยให้คุณเพิ่มความแม่นยำของการควบคุมได้มากถึง 0.03% แรงดันไฟขาออกจะยังคงถูกกำหนดโดยรูปแบบ V/F ที่ตั้งไว้

วิธีการควบคุมนี้ไม่ได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากข้อได้เปรียบที่นำเสนอเมื่อเทียบกับฟังก์ชัน V/F มาตรฐานนั้นมีน้อยมาก แรงบิดเริ่มต้น ความเร็วตอบสนอง และช่วงการควบคุมความเร็วนั้นเหมือนกันทุกประการกับ V/F มาตรฐาน นอกจากนี้ ด้วยความถี่การทำงานที่เพิ่มขึ้น ปัญหาอาจเกิดขึ้นกับการทำงานของตัวเข้ารหัส เนื่องจากมีการหมุนจำนวนจำกัด

เปิดการควบคุมเวกเตอร์วน

Open Loop Vector Control (VU) ใช้สำหรับการควบคุมความเร็วที่กว้างขึ้นและเป็นไดนามิกของเครื่องจักรไฟฟ้า เมื่อเริ่มต้นจากตัวแปลงความถี่ มอเตอร์สามารถพัฒนาแรงบิดเริ่มต้นที่ 200% ของแรงบิดที่กำหนดที่ความถี่เพียง 0.3 Hz สิ่งนี้ช่วยขยายรายการกลไกที่สามารถใช้ไดรฟ์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสพร้อมการควบคุมเวกเตอร์ได้อย่างมาก วิธีนี้ยังช่วยให้คุณควบคุมแรงบิดของเครื่องจักรได้ทั้งสี่ด้าน

แรงบิดถูกจำกัดโดยมอเตอร์ นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อป้องกันความเสียหายต่ออุปกรณ์ เครื่องจักร หรือผลิตภัณฑ์ ค่าของโมเมนต์แบ่งออกเป็นสี่ส่วนที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับทิศทางการหมุนของเครื่องจักรไฟฟ้า (ไปข้างหน้าหรือข้างหลัง) และขึ้นอยู่กับว่ามอเตอร์ไฟฟ้าใช้งานหรือไม่ สามารถตั้งค่าขีดจำกัดสำหรับแต่ละควอแดรนต์แยกกันได้ หรือผู้ใช้สามารถตั้งค่าแรงบิดทั้งหมดในตัวแปลงความถี่ได้

โหมดมอเตอร์ของเครื่องอะซิงโครนัสจะมีให้โดยที่สนามแม่เหล็กของโรเตอร์จะล้าหลังสนามแม่เหล็กของสเตเตอร์ หากสนามแม่เหล็กของโรเตอร์เริ่มแซงหน้าสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ เครื่องจะเข้าสู่โหมดการเบรกแบบสร้างใหม่พร้อมการส่งพลังงานกลับ กล่าวอีกนัยหนึ่ง มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสจะสลับไปที่โหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ตัวอย่างเช่น เครื่องปิดฝาขวดอาจใช้ขีดจำกัดแรงบิดในจตุภาคที่ 1 (ไปข้างหน้าด้วยแรงบิดบวก) เพื่อป้องกันไม่ให้ฝาขวดขันแน่นเกินไป กลไกสร้างการเคลื่อนไหวไปข้างหน้าและใช้ ช่วงเวลาบวกเพื่อขันฝาขวด ในทางกลับกัน อุปกรณ์อย่างเช่น ลิฟต์ที่มีน้ำหนักถ่วงมากกว่ารถเปล่า จะใช้ควอแดรนต์ 2 (การหมุนย้อนกลับและแรงบิดบวก) หากรถแท็กซี่ถูกยกขึ้น ชั้นบนสุดแล้วแรงบิดจะตรงข้ามกับความเร็ว นี่เป็นสิ่งจำเป็นในการจำกัดความเร็วในการยกและป้องกันไม่ให้น้ำหนักถ่วงตกอย่างอิสระ เนื่องจากหนักกว่าห้องโดยสาร

กระแสป้อนกลับในตัวแปลงความถี่เหล่านี้ทำให้คุณสามารถกำหนดขีดจำกัดของแรงบิดและกระแสของมอเตอร์ได้ เนื่องจากกระแสจะเพิ่มขึ้น แรงบิดก็เช่นกัน แรงดันไฟขาออกของอินเวอร์เตอร์อาจเพิ่มขึ้นหากกลไกต้องการแรงบิดมากขึ้น หรือลดลงหากถึงขีดจำกัด ค่าที่อนุญาต. ทำให้หลักการควบคุมเวกเตอร์ของเครื่องอะซิงโครนัสมีความยืดหยุ่นและไดนามิกมากกว่าหลักการ U/F

นอกจากนี้ ตัวแปลงความถี่ที่มีการควบคุมเวคเตอร์แบบ open-loop ยังมีการตอบสนองความเร็วที่เร็วขึ้น - 10 Hz ซึ่งทำให้สามารถใช้ในกลไกที่มีแรงกระแทกได้ ตัวอย่างเช่น เครื่องบดย่อย หินโหลดเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาและขึ้นอยู่กับปริมาตรและขนาดของหินแปรรูป

ต่างจากรูปแบบการควบคุม V/F การควบคุมเวกเตอร์ใช้อัลกอริธึมเวกเตอร์เพื่อกำหนดแรงดันไฟฟ้าในการทำงานที่มีประสิทธิภาพสูงสุดของมอเตอร์

ตัวควบคุมเวกเตอร์ VU ช่วยแก้ปัญหานี้ได้เนื่องจากมีการป้อนกลับของกระแสมอเตอร์ ตามกฎแล้วกระแสย้อนกลับจะถูกสร้างขึ้นโดยหม้อแปลงกระแสภายในของตัวแปลงความถี่เอง เครื่องแปลงความถี่จะคำนวณแรงบิดและฟลักซ์ของเครื่องไฟฟ้าตามค่ากระแสที่ได้รับ เวกเตอร์กระแสของมอเตอร์พื้นฐานถูกแยกทางคณิตศาสตร์เป็นเวกเตอร์กระแสแม่เหล็ก (I d) และเวกเตอร์แรงบิด (I q)

การใช้ข้อมูลและพารามิเตอร์ของเครื่องจักรไฟฟ้า อินเวอร์เตอร์จะคำนวณเวกเตอร์ของกระแสแม่เหล็ก (I d) และแรงบิด (I q) เพื่อความสำเร็จ ประสิทธิภาพสูงสุด, ตัวแปลงความถี่ต้องแยก I d และ I q ด้วย 90 0 สิ่งนี้มีความสำคัญเนื่องจากบาป 90 0 = 1 และค่า 1 แสดงถึงค่าแรงบิดสูงสุด

โดยทั่วไป การควบคุมเวกเตอร์ของมอเตอร์เหนี่ยวนำให้การควบคุมที่เข้มงวดยิ่งขึ้น การควบคุมความเร็วอยู่ที่ประมาณ ±0.2% ของความถี่สูงสุด และช่วงการควบคุมถึง 1:200 ซึ่งช่วยให้คุณรักษาแรงบิดไว้ที่ความเร็วต่ำได้

การควบคุมความคิดเห็นแบบเวกเตอร์

การควบคุมเวกเตอร์แบบวงปิดใช้อัลกอริธึมการควบคุมเดียวกันกับ VU โดยไม่มีการตอบสนอง ความแตกต่างหลักคือการมีตัวเข้ารหัส ซึ่งช่วยให้ไดรฟ์ความถี่ตัวแปรพัฒนาแรงบิดเริ่มต้น 200% ที่ 0 รอบต่อนาที รายการนี้เป็นเพียงสิ่งจำเป็นในการสร้างช่วงเวลาเริ่มต้นเมื่อเริ่มออกจากลิฟต์ เครน และเครื่องยกอื่นๆ เพื่อป้องกันไม่ให้ของบรรทุกจม

การมีเซ็นเซอร์ตอบสนองความเร็วช่วยให้คุณเพิ่มเวลาตอบสนองของระบบได้มากกว่า 50 Hz รวมทั้งขยายช่วงการควบคุมความเร็วได้ถึง 1:1500 นอกจากนี้การมีข้อเสนอแนะยังช่วยให้คุณควบคุมความเร็วของเครื่องจักรไฟฟ้าไม่ได้ แต่เป็นช่วงเวลา ในกลไกบางอย่าง คุณค่าของช่วงเวลาที่มีความสำคัญอย่างยิ่ง ตัวอย่างเช่นเครื่องม้วนกลไกการปิดกั้นและอื่น ๆ ในอุปกรณ์ดังกล่าว จำเป็นต้องควบคุมโมเมนต์ของเครื่อง

เราผลิตและจำหน่ายเครื่องแปลงความถี่:
ราคาเครื่องแปลงความถี่ (21.01.16):
ตัวแปลงความถี่หนึ่งเฟสในสาม:
รุ่น เพาเวอร์ ราคา
CFM110 0.25kW 2300UAH
CFM110 0.37kW 2400UAH
CFM110 0.55kW 2500UAH
CFM210 1.0 กิโลวัตต์ 3200UAH
CFM210 1.5 กิโลวัตต์ 3400UAH
CFM210 2.2 กิโลวัตต์ 4000UAH
CFM210 3.3 กิโลวัตต์ 4300UAH
AFM210 7.5 กิโลวัตต์ 9900 UAH

ตัวแปลงความถี่ 380V สามเฟสในสาม:
CFM310 4.0 กิโลวัตต์ 6800UAH
CFM310 5.5 กิโลวัตต์ 7500UAH
CFM310 7.5 กิโลวัตต์ 8500UAH
ติดต่อสั่งซื้อเครื่องแปลงความถี่:
+38 050 4571330
[ป้องกันอีเมล]เว็บไซต์

ไดรฟ์ไฟฟ้าที่ควบคุมความถี่ที่ทันสมัยประกอบด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสหรือซิงโครนัสและตัวแปลงความถี่ (ดูรูปที่ 1)

มอเตอร์ไฟฟ้าแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็น

พลังงานกลและแรงขับ หน่วยงานบริหารกลไกทางเทคโนโลยี

ตัวแปลงความถี่ขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้าและเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าสถิตแบบอิเล็กทรอนิกส์ แรงดันไฟฟ้าที่มีแอมพลิจูดและความถี่แปรผันจะถูกสร้างขึ้นที่เอาต์พุตของคอนเวอร์เตอร์

ชื่อ "ไดรฟ์ไฟฟ้าความถี่ตัวแปร" เกิดจากการที่การควบคุมความเร็วมอเตอร์ดำเนินการโดยการเปลี่ยนความถี่ของแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับมอเตอร์จากเครื่องแปลงความถี่

ในช่วง 10-15 ปีที่ผ่านมา โลกได้เห็นการเปิดตัวไดรฟ์ไฟฟ้าแบบควบคุมความถี่อย่างแพร่หลายและประสบความสำเร็จ เพื่อแก้ปัญหาทางเทคโนโลยีต่างๆ ในหลายภาคส่วนของเศรษฐกิจ สาเหตุหลักมาจากการพัฒนาและการสร้างตัวแปลงความถี่โดยใช้องค์ประกอบพื้นฐานใหม่ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ทรานซิสเตอร์สองขั้วเกทที่หุ้มฉนวน IGBT

บทความนี้อธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับตัวแปลงความถี่ที่รู้จักในปัจจุบันที่ใช้ในไดรฟ์ไฟฟ้าที่ควบคุมด้วยความถี่ วิธีการควบคุมที่นำมาใช้ คุณลักษณะและคุณลักษณะ

ในการอภิปรายเพิ่มเติม เราจะพูดถึงไดรฟ์ไฟฟ้าที่ควบคุมด้วยความถี่สามเฟส เนื่องจากมีการใช้งานในอุตสาหกรรมมากที่สุด

เกี่ยวกับวิธีการจัดการ

แบบซิงโครนัส มอเตอร์ไฟฟ้าความเร็วโรเตอร์ใน

สถานะคงตัวเท่ากับความถี่ของการหมุนของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์

ในมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส ความเร็วของโรเตอร์

สถานะคงตัวแตกต่างจากความเร็วในการหมุนตามปริมาณสลิป

ความถี่ของการหมุนของสนามแม่เหล็กขึ้นอยู่กับความถี่ของแรงดันไฟฟ้า

เมื่อขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้ามีแรงดันไฟฟ้าสามเฟสที่มีความถี่ สนามแม่เหล็กหมุนจะถูกสร้างขึ้น ความเร็วในการหมุนของฟิลด์นี้กำหนดโดยสูตรที่รู้จักกันดี

โดยที่จำนวนคู่ของเสาสเตเตอร์

การเปลี่ยนจากความเร็วการหมุนของสนามซึ่งวัดเป็นเรเดียนเป็นความถี่การหมุนซึ่งแสดงเป็นรอบต่อนาทีนั้นดำเนินการตามสูตรต่อไปนี้

โดยที่ 60 คือปัจจัยการแปลงมิติ

แทนที่ความเร็วการหมุนของสนามในสมการนี้ เราจะได้ว่า

ดังนั้นความเร็วของโรเตอร์ของมอเตอร์ซิงโครนัสและอะซิงโครนัสจึงขึ้นอยู่กับความถี่ของแรงดันไฟฟ้า

วิธีการควบคุมความถี่ขึ้นอยู่กับการพึ่งพานี้

โดยการเปลี่ยนความถี่ที่อินพุตของมอเตอร์โดยใช้ตัวแปลง เราควบคุมความเร็วของโรเตอร์

ในไดรฟ์ที่ควบคุมความถี่โดยทั่วไปซึ่งใช้มอเตอร์กรงกระรอกแบบอะซิงโครนัสจะใช้การควบคุมความถี่สเกลาร์และเวกเตอร์

ด้วยการควบคุมสเกลาร์ แอมพลิจูดและความถี่ของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับมอเตอร์จะเปลี่ยนแปลงไปตามกฎหมายบางประการ การเปลี่ยนแปลงความถี่ของแรงดันไฟฟ้านำไปสู่การเบี่ยงเบนจากค่าที่คำนวณได้ของแรงบิดสูงสุดและเริ่มต้นของมอเตอร์, ประสิทธิภาพ, ตัวประกอบกำลัง ดังนั้น เพื่อรักษาลักษณะการทำงานที่ต้องการของเครื่องยนต์ จึงจำเป็นต้องเปลี่ยนแอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้าพร้อมๆ กันด้วยการเปลี่ยนแปลงความถี่

ในตัวแปลงความถี่ที่มีอยู่ซึ่งมีการควบคุมสเกลาร์ อัตราส่วนของแรงบิดมอเตอร์สูงสุดต่อโมเมนต์ความต้านทานบนเพลามักจะคงที่ นั่นคือเมื่อความถี่เปลี่ยนแปลง แอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้าจะเปลี่ยนในลักษณะที่อัตราส่วนของแรงบิดสูงสุดของมอเตอร์ต่อแรงบิดของโหลดปัจจุบันยังคงไม่เปลี่ยนแปลง อัตราส่วนนี้เรียกว่าความจุเกินของมอเตอร์

ด้วยความจุเกินคงที่ ตัวประกอบกำลังและประสิทธิภาพที่กำหนด เครื่องยนต์ตลอดช่วงการควบคุมความเร็วแทบไม่เปลี่ยนแปลง

แรงบิดสูงสุดที่พัฒนาโดยเครื่องยนต์ถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์ต่อไปนี้

โดยที่สัมประสิทธิ์คงที่

ดังนั้นการพึ่งพาแรงดันไฟฟ้าในความถี่จึงพิจารณาจากลักษณะของโหลดบนเพลาของมอเตอร์ไฟฟ้า

สำหรับแรงบิดโหลดคงที่ อัตราส่วน U/f = const จะยังคงอยู่ และตามจริงแล้ว แรงบิดสูงสุดของมอเตอร์จะคงที่ ลักษณะของการพึ่งพาแรงดันไฟที่จ่ายต่อความถี่สำหรับเคสที่มีแรงบิดโหลดคงที่แสดงในรูปที่ 2. มุมเอียงของเส้นตรงบนกราฟขึ้นอยู่กับค่าของโมเมนต์ความต้านทานและแรงบิดสูงสุดของเครื่องยนต์

ในเวลาเดียวกัน ที่ความถี่ต่ำ เริ่มจากค่าความถี่หนึ่ง แรงบิดสูงสุดของมอเตอร์เริ่มลดลง เพื่อชดเชยสิ่งนี้และเพิ่มแรงบิดเริ่มต้น ระดับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายจะถูกใช้เพิ่มขึ้น

ในกรณีของพัดลมโหลด การพึ่งพา U/f2 = const จะเกิดขึ้น ลักษณะการพึ่งพาแรงดันไฟฟ้าของความถี่สำหรับกรณีนี้แสดงในรูปที่ 3 เมื่อทำการควบคุมในพื้นที่ความถี่ต่ำ แรงบิดสูงสุดก็ลดลงเช่นกัน แต่สำหรับโหลดประเภทนี้ ไม่สำคัญ

การใช้แรงบิดสูงสุดขึ้นอยู่กับแรงดันและความถี่ ทำให้สามารถพล็อต U เทียบกับ f สำหรับโหลดประเภทใดก็ได้

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของวิธีสเกลาร์คือความเป็นไปได้ของการควบคุมกลุ่มมอเตอร์ไฟฟ้าพร้อมกัน

การควบคุมสเกลาร์นั้นเพียงพอสำหรับการใช้งานจริงส่วนใหญ่ของไดรฟ์ความถี่ตัวแปรที่มีช่วงการควบคุมความเร็วมอเตอร์สูงถึง 1:40

การควบคุมเวกเตอร์ช่วยให้คุณเพิ่มช่วงการควบคุม ควบคุมความแม่นยำ เพิ่มความเร็วของไดรฟ์ไฟฟ้าได้อย่างมาก วิธีนี้ให้การควบคุมแรงบิดของมอเตอร์โดยตรง

แรงบิดถูกกำหนดโดยกระแสสเตเตอร์ซึ่งสร้างสนามแม่เหล็กที่น่าตื่นเต้น ด้วยการควบคุมแรงบิดโดยตรง

จำเป็นต้องเปลี่ยนนอกเหนือจากแอมพลิจูดและเฟสของกระแสสเตเตอร์นั่นคือเวกเตอร์ปัจจุบัน นี่คือเหตุผลของคำว่า "การควบคุมเวกเตอร์"

ในการควบคุมเวกเตอร์ปัจจุบัน และด้วยเหตุนี้ ตำแหน่งของฟลักซ์แม่เหล็กของสเตเตอร์ที่สัมพันธ์กับโรเตอร์ที่หมุนอยู่ จำเป็นต้องทราบตำแหน่งที่แน่นอนของโรเตอร์เมื่อใดก็ได้ ปัญหาได้รับการแก้ไขด้วยความช่วยเหลือของเซ็นเซอร์ตำแหน่งโรเตอร์ระยะไกลหรือโดยการกำหนดตำแหน่งของโรเตอร์โดยการคำนวณพารามิเตอร์เครื่องยนต์อื่นๆ กระแสและแรงดันไฟฟ้าของขดลวดสเตเตอร์ใช้เป็นพารามิเตอร์เหล่านี้

ราคาถูกกว่าคือ VFD ที่มีการควบคุมเวกเตอร์โดยไม่มีเซ็นเซอร์ป้อนกลับความเร็ว แต่การควบคุมเวกเตอร์ต้องใช้การคำนวณจำนวนมากและความเร็วสูงจากตัวแปลงความถี่

นอกจากนี้ สำหรับการควบคุมแรงบิดโดยตรงที่ความเร็วต่ำหรือใกล้กับความเร็วการหมุนเป็นศูนย์ การทำงานของไดรฟ์ไฟฟ้าที่ควบคุมความถี่โดยไม่มีการตอบสนองความเร็วนั้นเป็นไปไม่ได้

การควบคุมเวกเตอร์ด้วยเซ็นเซอร์ป้อนกลับความเร็วให้ช่วงการควบคุมสูงถึง 1:1000 และสูงกว่า ความแม่นยำในการควบคุมความเร็ว - หนึ่งในร้อยเปอร์เซ็นต์ ความแม่นยำของแรงบิด - สองสามเปอร์เซ็นต์

ในไดรฟ์ความถี่แปรผันแบบซิงโครนัส วิธีการควบคุมแบบเดียวกันจะถูกใช้เหมือนกับวิธีควบคุมแบบอะซิงโครนัส

อย่างไรก็ตาม ในรูปแบบบริสุทธิ์ การควบคุมความถี่ของความเร็วของการหมุนของมอเตอร์ซิงโครนัสจะใช้เฉพาะในกำลังต่ำ เมื่อโมเมนต์โหลดมีขนาดเล็ก และความเฉื่อยของกลไกการขับเคลื่อนมีขนาดเล็ก ที่กำลังไฟสูง เฉพาะไดรฟ์ที่มีโหลดพัดลมเท่านั้นที่ตรงตามเงื่อนไขเหล่านี้ ในกรณีที่มีโหลดประเภทอื่น มอเตอร์อาจหลุดจากการซิงโครไนซ์

สำหรับไดรฟ์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัสกำลังสูงจะใช้วิธีการควบคุมความถี่ที่มีการซิงโครไนซ์ตัวเองซึ่งช่วยลดการสูญเสียมอเตอร์จากการซิงโครไนซ์ ลักษณะเฉพาะของวิธีการคือควบคุมตัวแปลงความถี่อย่างเคร่งครัดตามตำแหน่งของโรเตอร์มอเตอร์

ตัวแปลงความถี่เป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อแปลงกระแสสลับ (แรงดัน) ของความถี่หนึ่งเป็นกระแสสลับ (แรงดัน) ของความถี่อื่น

ความถี่เอาท์พุตในคอนเวอร์เตอร์รุ่นใหม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้หลากหลายและทั้งสูงและต่ำกว่าความถี่ไฟเมน

วงจรของตัวแปลงความถี่ใด ๆ ประกอบด้วยส่วนกำลังและส่วนควบคุม ส่วนกำลังของตัวแปลงมักจะทำกับไทริสเตอร์หรือทรานซิสเตอร์ที่ทำงานในโหมดสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ ส่วนควบคุมทำงานบนไมโครโปรเซสเซอร์ดิจิตอลและให้การควบคุมพลังงาน
กุญแจอิเล็กทรอนิกส์ตลอดจนการแก้ไขงานเสริมจำนวนมาก (การควบคุม การวินิจฉัย การป้องกัน)

เครื่องแปลงความถี่,

นำไปใช้ในการควบคุม

ไดรฟ์ไฟฟ้า ขึ้นอยู่กับโครงสร้างและหลักการทำงาน ไดรฟ์พลังงานแบ่งออกเป็นสองประเภท:

1. ตัวแปลงความถี่พร้อมลิงค์ DC ระดับกลางที่เด่นชัด

2. ตัวแปลงความถี่พร้อมการเชื่อมต่อโดยตรง (ไม่มีลิงค์ DC ระดับกลาง)

คอนเวอร์เตอร์แต่ละคลาสที่มีอยู่มีข้อดีและข้อเสียซึ่งกำหนดพื้นที่ของการใช้งานที่สมเหตุสมผลของแต่ละรายการ

ในอดีต คอนเวอร์เตอร์แบบคู่โดยตรงเป็นคนแรกที่ปรากฏขึ้น

(รูปที่ 4) ซึ่งส่วนพลังงานเป็นวงจรเรียงกระแสควบคุมและสร้างขึ้นบนไทริสเตอร์ที่ไม่สามารถล็อคได้ ระบบควบคุมจะปลดล็อกกลุ่มของไทริสเตอร์และเชื่อมต่อขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์กับแหล่งจ่ายไฟหลัก

ดังนั้นแรงดันไฟขาออกของตัวแปลงจึงถูกสร้างขึ้นจากส่วน "ตัด" ของไซนัสอยด์ของแรงดันไฟฟ้าขาเข้า ในรูปที่ 5 แสดงตัวอย่างการสร้างแรงดันไฟขาออกสำหรับเฟสโหลดอย่างใดอย่างหนึ่ง ที่อินพุตของคอนเวอร์เตอร์ แรงดันไฟฟ้าไซน์สามเฟสทำหน้าที่ ia, iv, ip แรงดันไฟขาออก uv1x มีรูปร่าง "ฟันเลื่อย" ที่ไม่ใช่ไซนัส ซึ่งสามารถประมาณแบบมีเงื่อนไขโดยไซนัส (เส้นหนา) จากรูปจะเห็นได้ว่าความถี่ของแรงดันไฟขาออกต้องไม่เท่ากับหรือสูงกว่าความถี่ของเครือข่ายอุปทาน อยู่ในช่วง 0 ถึง 30 Hz ส่งผลให้ควบคุมความเร็วรอบเครื่องยนต์ได้น้อย (ไม่เกิน 1: 10) ข้อจำกัดนี้ไม่อนุญาตให้ใช้ตัวแปลงดังกล่าวในไดรฟ์ที่ควบคุมความถี่ที่ทันสมัยพร้อมการควบคุมพารามิเตอร์ทางเทคโนโลยีที่หลากหลาย

การใช้ไทริสเตอร์ที่ไม่สามารถล็อคได้ต้องใช้ระบบควบคุมที่ค่อนข้างซับซ้อนซึ่งจะเป็นการเพิ่มต้นทุนของคอนเวอร์เตอร์

คลื่นไซน์ "ตัด" ที่เอาต์พุตของคอนเวอร์เตอร์เป็นแหล่งของฮาร์โมนิกที่สูงขึ้น ซึ่งทำให้เกิดการสูญเสียเพิ่มเติมในมอเตอร์ไฟฟ้า ความร้อนสูงเกินไปของเครื่องไฟฟ้า การลดแรงบิด และการรบกวนที่รุนแรงมากในเครือข่ายอุปทาน การใช้อุปกรณ์ชดเชยจะทำให้ต้นทุน น้ำหนัก ขนาด และประสิทธิภาพลดลง ระบบโดยรวม

นอกเหนือจากข้อบกพร่องที่ระบุไว้ของคอนเวอร์เตอร์แบบคู่ขนานแล้ว คอนเวอร์เตอร์เหล่านี้ยังมีข้อดีบางประการ ซึ่งรวมถึง:

เกือบจะมีประสิทธิภาพสูงสุดเมื่อเทียบกับตัวแปลงอื่น ๆ (98.5% ขึ้นไป)

ความสามารถในการทำงานร่วมกับ ไฟฟ้าแรงสูงและกระแสซึ่งทำให้สามารถใช้งานได้ในไดรฟ์ไฟฟ้าแรงสูงอันทรงพลัง

ค่อนข้างถูกแม้จะมีต้นทุนที่แน่นอนเพิ่มขึ้นเนื่องจากวงจรควบคุมและอุปกรณ์เพิ่มเติม

วงจรคอนเวอร์เตอร์ที่คล้ายกันนี้ใช้ในไดรฟ์รุ่นเก่าและแทบไม่มีการพัฒนาการออกแบบใหม่เลย

ตัวแปลงความถี่ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันคือตัวแปลงที่มีลิงก์ DC ที่เด่นชัด (รูปที่ 6)

ตัวแปลงของคลาสนี้ใช้การแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นสองเท่า: แรงดันไฟฟ้าไซน์อินพุทที่มีแอมพลิจูดและความถี่คงที่ได้รับการแก้ไขในวงจรเรียงกระแส (V) กรองโดยตัวกรอง (F) ทำให้เรียบแล้วแปลงใหม่โดยอินเวอร์เตอร์ (I) เป็นแรงดันไฟฟ้าสลับของความถี่ตัวแปรและแอมพลิจูด การแปลงพลังงานสองเท่าทำให้ประสิทธิภาพลดลง และการเสื่อมสภาพของตัวบ่งชี้น้ำหนักและขนาดที่เกี่ยวข้องกับคอนเวอร์เตอร์ที่มีการเชื่อมต่อโดยตรง

ในการสร้างแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับแบบไซน์ จะใช้อินเวอร์เตอร์แรงดันไฟอัตโนมัติและอินเวอร์เตอร์กระแสไฟอัตโนมัติ

ในฐานะที่เป็นสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ในอินเวอร์เตอร์ ไทริสเตอร์ที่ล็อคได้ GTO และการดัดแปลงขั้นสูงของ GCT, IGCT, SGCT และทรานซิสเตอร์สองขั้วเกทที่หุ้มฉนวน IGBT ถูกนำมาใช้

ข้อได้เปรียบหลักของตัวแปลงความถี่ไทริสเตอร์เช่นเดียวกับวงจรแบบคู่ขนานคือความสามารถในการทำงานกับกระแสและแรงดันไฟฟ้าสูง ในขณะที่ทนต่อโหลดอย่างต่อเนื่องและผลกระทบจากอิมพัลส์

มีประสิทธิภาพสูงขึ้น (สูงถึง 98%) เมื่อเทียบกับคอนเวอร์เตอร์บนทรานซิสเตอร์ IGBT (95 - 98%)

ตัวแปลงความถี่ที่ใช้ไทริสเตอร์ในปัจจุบันครอบครองตำแหน่งที่โดดเด่นในไดรฟ์ไฟฟ้าแรงสูงในช่วงกำลังตั้งแต่หลายร้อยกิโลวัตต์จนถึงหลายสิบเมกะวัตต์ที่มีแรงดันเอาต์พุต 3-10 kV และสูงกว่า อย่างไรก็ตาม ราคาต่อกิโลวัตต์ของกำลังขับสูงที่สุดในกลุ่มของตัวแปลงไฟฟ้าแรงสูง

จนกระทั่งเมื่อไม่นานนี้ ตัวแปลงความถี่บน GTO เป็นส่วนแบ่งหลักในไดรฟ์ความถี่ตัวแปรแรงดันต่ำ แต่ด้วยการถือกำเนิดของทรานซิสเตอร์ IGBT มี " การคัดเลือกโดยธรรมชาติ» และในปัจจุบันนี้ คอนเวอร์เตอร์ที่มีพื้นฐานจากคอนเวอร์เตอร์เหล่านี้เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าเป็นผู้นำในด้านไดรฟ์ควบคุมความถี่แรงดันต่ำ

ไทริสเตอร์เป็นอุปกรณ์กึ่งควบคุม: ในการเปิดใช้งานก็เพียงพอที่จะใช้พัลส์สั้น ๆ กับเอาต์พุตควบคุม แต่หากต้องการปิดคุณต้องใช้แรงดันย้อนกลับกับมันหรือลดกระแสสวิตช์เป็นศูนย์ สำหรับ
สิ่งนี้ต้องการระบบควบคุมที่ซับซ้อนและยุ่งยากในตัวแปลงความถี่ไทริสเตอร์

ทรานซิสเตอร์สองขั้วเกทหุ้มฉนวน IGBT แตกต่างจากการควบคุมไทริสเตอร์เต็มรูปแบบ ระบบควบคุมพลังงานต่ำอย่างง่าย ความถี่การทำงานสูงสุด

ด้วยเหตุนี้ ตัวแปลงความถี่แบบ IGBT ทำให้สามารถขยายช่วงของการควบคุมความเร็วมอเตอร์และเพิ่มความเร็วของไดรฟ์โดยรวมได้

สำหรับไดรฟ์ควบคุมแบบอะซิงโครนัสเวกเตอร์ ตัวแปลง IGBT ช่วยให้ทำงานที่ความเร็วต่ำได้โดยไม่ต้องใช้เซ็นเซอร์ป้อนกลับ

แอพลิเคชันของ IGBT กับ more ความถี่สูงการสลับร่วมกับระบบควบคุมไมโครโปรเซสเซอร์ในตัวแปลงความถี่ช่วยลดระดับของลักษณะฮาร์โมนิกที่สูงขึ้นของตัวแปลงไทริสเตอร์ เป็นผลให้มีการสูญเสียเพิ่มเติมน้อยลงในขดลวดและวงจรแม่เหล็กของมอเตอร์ไฟฟ้า, ความร้อนของเครื่องไฟฟ้าลดลง, แรงบิดกระเพื่อมลดลงและการยกเว้นของที่เรียกว่า "การเดิน" ของโรเตอร์ ในเขตความถี่ต่ำ การสูญเสียในหม้อแปลง, ธนาคารตัวเก็บประจุจะลดลง, อายุการใช้งานและฉนวนลวดเพิ่มขึ้น, จำนวนสัญญาณเตือนที่ผิดพลาดของอุปกรณ์ป้องกันและข้อผิดพลาดของเครื่องมือวัดแบบเหนี่ยวนำจะลดลง

คอนเวอร์เตอร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์ IGBT เมื่อเปรียบเทียบกับคอนเวอร์เตอร์ไทริสเตอร์ที่มีกำลังขับเท่ากันจะมีขนาดเล็กกว่า น้ำหนักเบา ความน่าเชื่อถือเพิ่มขึ้นเนื่องจากการออกแบบโมดูลาร์ของสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ การระบายความร้อนที่ดีขึ้นจากพื้นผิวโมดูล และองค์ประกอบโครงสร้างน้อยลง

ช่วยให้ป้องกันกระแสไฟกระชากและแรงดันไฟเกินได้อย่างสมบูรณ์ยิ่งขึ้น ซึ่งช่วยลดโอกาสที่ไดรฟ์จะล้มเหลวและเกิดความเสียหายได้อย่างมาก

ในขณะนี้ ตัวแปลง IGBT แรงดันต่ำมีราคาต่อหน่วยของกำลังขับที่สูงขึ้น เนื่องจากความซับซ้อนสัมพัทธ์ของการผลิตโมดูลทรานซิสเตอร์ อย่างไรก็ตาม ในแง่ของอัตราส่วนราคา/คุณภาพ ตามข้อดีที่ระบุไว้ พวกมันมีประสิทธิภาพเหนือกว่าตัวแปลงไทริสเตอร์อย่างชัดเจน นอกจากนี้ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ราคาโมดูล IGBT ลดลงอย่างต่อเนื่อง

อุปสรรคหลักต่อการใช้งานในไดรฟ์แปลงความถี่ตรงไฟฟ้าแรงสูงและกำลังที่สูงกว่า 1 - 2 เมกะวัตต์ในขณะนี้คือข้อจำกัดทางเทคโนโลยี การเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟสวิตชิ่งและกระแสไฟในการทำงานทำให้ขนาดของโมดูลทรานซิสเตอร์เพิ่มขึ้น และยังต้องการการกำจัดความร้อนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นจากคริสตัลซิลิคอน

เทคโนโลยีใหม่สำหรับการผลิตทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์มีจุดมุ่งหมายเพื่อเอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้ และสัญญาในการใช้ IGBT ก็สูงมากเช่นกันในไดรฟ์ไฟฟ้าแรงสูง ปัจจุบันทรานซิสเตอร์ IGBT ใช้ในคอนเวอร์เตอร์ไฟฟ้าแรงสูงในรูปแบบของการเชื่อมต่อแบบอนุกรมหลายตัว

โครงสร้างและหลักการทำงานของตัวแปลงความถี่แรงดันต่ำที่ใช้ทรานซิสเตอร์ GBT

ไดอะแกรมทั่วไปของตัวแปลงความถี่แรงดันต่ำแสดงในรูปที่ 7. ที่ด้านล่างของรูปคือกราฟของแรงดันและกระแสที่เอาต์พุตของแต่ละองค์ประกอบของคอนเวอร์เตอร์

แรงดันไฟฟ้าสลับของเครือข่ายอุปทาน (inv.) ที่มีแอมพลิจูดและความถี่คงที่ (UEx = const, f^ = const) จ่ายให้กับวงจรเรียงกระแสแบบควบคุมหรือไม่มีการควบคุม (1)

ตัวกรอง (2) ใช้เพื่อปรับระลอกคลื่นของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขให้เรียบ (ตรง) วงจรเรียงกระแสและตัวกรองตัวเก็บประจุ (2) สร้างลิงก์ DC

จากเอาต์พุตของตัวกรอง ud แรงดันคงที่จะถูกป้อนไปยังอินพุตของอินเวอร์เตอร์พัลส์อิสระ (3)

อินเวอร์เตอร์แบบอัตโนมัติของตัวแปลงแรงดันต่ำที่ทันสมัยตามที่ระบุไว้นั้นใช้ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์แบบกำลังไฟฟ้าที่มีเกท IGBT ที่หุ้มฉนวน รูปที่เป็นปัญหาแสดงวงจรแปลงความถี่ที่มีอินเวอร์เตอร์แรงดันไฟอัตโนมัติซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด

อินเวอร์เตอร์จะแปลงแรงดันไฟตรง ud เป็นแรงดันพัลส์สามเฟส (หรือเฟสเดียว) ที่มีแอมพลิจูดและความถี่แปรผัน ตามสัญญาณของระบบควบคุม ขดลวดแต่ละอันของมอเตอร์ไฟฟ้าเชื่อมต่อผ่านทรานซิสเตอร์กำลังที่สอดคล้องกันของอินเวอร์เตอร์กับขั้วบวกและขั้วลบของลิงค์ DC

ระยะเวลาของการเชื่อมต่อของขดลวดแต่ละอันภายในระยะเวลาการทำซ้ำของพัลส์จะถูกปรับตามกฎไซน์ ความกว้างพัลส์ที่ใหญ่ที่สุดมีให้ในช่วงกลางของครึ่งรอบ และลดลงที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของครึ่งรอบ ดังนั้นระบบควบคุมจึงให้การมอดูเลตความกว้างพัลส์ (PWM) ของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับขดลวดของมอเตอร์ แอมพลิจูดและความถี่ของแรงดันไฟฟ้าถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์ของฟังก์ชันมอดูเลตไซน์

ที่ความถี่พาหะของ PWM สูง (2 ... 15 kHz) ขดลวดมอเตอร์ทำหน้าที่เป็นตัวกรองเนื่องจากการเหนี่ยวนำสูง ดังนั้นกระแสไซน์เกือบจะไหลในตัวพวกมัน

ในวงจรคอนเวอร์เตอร์ที่มีวงจรเรียงกระแสควบคุม (1) การเปลี่ยนแปลงของแอมพลิจูดแรงดันไฟฟ้า uH สามารถทำได้โดยการควบคุมค่าของแรงดันคงที่ ud และการเปลี่ยนแปลงความถี่สามารถทำได้โดยโหมดการทำงานของอินเวอร์เตอร์

หากจำเป็น ให้ติดตั้งตัวกรอง (4) ที่เอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์อัตโนมัติเพื่อให้คลื่นกระแสน้ำไหลออกเรียบ (ในวงจรตัวแปลง IGBT เนื่องจากฮาร์โมนิกในระดับที่สูงกว่าในแรงดันเอาต์พุต แทบไม่จำเป็นต้องมีตัวกรอง)

ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าสลับสามเฟส (หรือเฟสเดียว) ของความถี่ตัวแปรและแอมพลิจูดจึงถูกสร้างขึ้นที่เอาต์พุตของตัวแปลงความถี่ (uout = var, tx = var)

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา หลายบริษัทให้ความสนใจอย่างมากกับการพัฒนาและการสร้างตัวแปลงความถี่ไฟฟ้าแรงสูง ซึ่งถูกกำหนดโดยความต้องการของตลาด ค่าที่ต้องการของแรงดันไฟขาออกของตัวแปลงความถี่สำหรับไดรฟ์ไฟฟ้าแรงสูงถึง 10 kV และสูงกว่าที่กำลังไฟสูงถึงหลายสิบเมกะวัตต์

สำหรับแรงดันไฟและกำลังดังกล่าวที่มีการแปลงความถี่โดยตรง กำลังไฟฟ้าไทริสเตอร์ที่มีราคาแพงมาก กุญแจอิเล็กทรอนิกส์ด้วยรูปแบบการควบคุมที่ซับซ้อน ตัวแปลงเชื่อมต่อกับเครือข่ายไม่ว่าจะผ่านเครื่องปฏิกรณ์จำกัดกระแสอินพุตหรือผ่านหม้อแปลงที่เข้าชุดกัน

แรงดันไฟและกระแสไฟที่จำกัดของกุญแจอิเล็กทรอนิกส์ตัวเดียวมีจำกัด ดังนั้นจึงใช้โซลูชันวงจรพิเศษเพื่อเพิ่มแรงดันไฟขาออกของตัวแปลง นอกจากนี้ยังช่วยลดต้นทุนโดยรวมของตัวแปลงความถี่ไฟฟ้าแรงสูงโดยใช้สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์แรงดันต่ำ

ในตัวแปลงความถี่ของผู้ผลิตหลายรายใช้วงจรต่อไปนี้

ในวงจรคอนเวอร์เตอร์ (รูปที่ 8) การแปลงแรงดันไฟสองเท่าจะดำเนินการโดยใช้หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงแบบสเต็ปดาวน์ (T1) และสเต็ปอัพ (T2)

การแปลงเป็นสองเท่าช่วยให้สามารถใช้สำหรับการควบคุมความถี่ได้ รูปที่ 9 ค่อนข้างถูก

ตัวแปลงความถี่แรงดันต่ำซึ่งมีโครงสร้างแสดงในรูปที่ 7.

ผู้เปลี่ยนใจเลื่อมใสมีความโดดเด่นด้วยความถูกและความง่ายในการใช้งานจริง ด้วยเหตุนี้จึงมักใช้ควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้าแรงสูงในช่วงกำลังสูงสุด 1 - 1.5 MW ด้วยกำลังขับที่สูงกว่า หม้อแปลง T2 ทำให้เกิดการบิดเบือนที่สำคัญในกระบวนการควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า ข้อเสียเปรียบหลักของคอนเวอร์เตอร์ 2 ตัวคือ มีลักษณะน้ำหนักและขนาดสูง ประสิทธิภาพต่ำกว่าเมื่อเทียบกับวงจรอื่นๆ (93 - 96%) และความน่าเชื่อถือ

ตัวแปลงที่ทำขึ้นตามแบบแผนนี้มีช่วงการควบคุมความเร็วมอเตอร์ที่จำกัดทั้งด้านบนและด้านล่างของความถี่ที่ระบุ

ด้วยความถี่ที่ลดลงที่เอาต์พุตของคอนเวอร์เตอร์ความอิ่มตัวของแกนจะเพิ่มขึ้นและโหมดการออกแบบการทำงานของหม้อแปลงเอาท์พุท T2 จะถูกละเมิด ดังนั้น ตามที่แสดงในทางปฏิบัติ ช่วงการควบคุมจะถูกจำกัดอยู่ภายใน Pnom>P>0.5Pnom ในการขยายช่วงการควบคุมนั้นจะใช้หม้อแปลงที่มีส่วนตัดขวางของวงจรแม่เหล็กที่เพิ่มขึ้น แต่สิ่งนี้จะเพิ่มต้นทุนน้ำหนักและขนาด

ด้วยการเพิ่มความถี่เอาต์พุตการสูญเสียในแกนกลางของหม้อแปลง T2 สำหรับการทำให้เป็นแม่เหล็กอีกครั้งและกระแสน้ำวนเพิ่มขึ้น

ในไดรฟ์ที่มีกำลังมากกว่า 1 MW และแรงดันไฟฟ้าของส่วนแรงดันต่ำ 0.4 - 0.6 kV หน้าตัดของสายเคเบิลระหว่างตัวแปลงความถี่และขดลวดแรงดันต่ำของหม้อแปลงจะต้องได้รับการออกแบบสำหรับกระแสสูงถึง กิโลแอมแปร์ซึ่งเพิ่มน้ำหนักของคอนเวอร์เตอร์

เพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของเครื่องแปลงความถี่ คีย์อิเล็กทรอนิกส์จะเชื่อมต่อแบบอนุกรม (ดูรูปที่ 9)

จำนวนองค์ประกอบในแต่ละแขนนั้นพิจารณาจากขนาดของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานและประเภทขององค์ประกอบ

ปัญหาหลักสำหรับโครงการนี้คือการประสานงานอย่างเข้มงวดของการทำงานของกุญแจอิเล็กทรอนิกส์

องค์ประกอบของเซมิคอนดักเตอร์ที่ทำขึ้นแม้ในชุดเดียวกันจะมีพารามิเตอร์ที่กระจายออกไป ดังนั้นงานในการประสานงานการทำงานให้ตรงเวลาจึงเป็นเรื่องที่เฉียบขาดมาก หากองค์ประกอบใดเปิดขึ้นโดยมีความล่าช้าหรือปิดก่อนองค์ประกอบอื่น ระบบจะใช้แรงตึงเต็มที่ของไหล่กับองค์ประกอบดังกล่าว และองค์ประกอบดังกล่าวจะล้มเหลว

เพื่อลดระดับฮาร์โมนิกที่สูงขึ้นและปรับปรุงความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า วงจรตัวแปลงหลายพัลส์จึงถูกนำมาใช้ การประสานงานของคอนเวอร์เตอร์กับเครือข่ายอุปทานดำเนินการโดยใช้หม้อแปลงไฟฟ้าที่เข้าคู่กันหลายขดลวด T.

ในรูปที่ 9 แสดงวงจร 6 พัลส์พร้อมหม้อแปลงสองขดลวดที่เข้าชุดกัน ในทางปฏิบัติมีวงจร 12, 18, 24 พัลส์

ตัวแปลง จำนวนขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงในวงจรเหล่านี้คือ 2, 3, 4 ตามลำดับ

วงจรนี้เป็นวงจรที่ใช้กันทั่วไปสำหรับเครื่องแปลงไฟแรงสูงแรงดันสูง ตัวแปลงมีตัวบ่งชี้น้ำหนักและขนาดเฉพาะที่ดีที่สุดช่วงความถี่เอาต์พุตอยู่ระหว่าง 0 ถึง 250-300 Hz ประสิทธิภาพของตัวแปลงถึง 97.5%

3. แบบแผนของคอนเวอร์เตอร์ที่มีหม้อแปลงหลายขดลวด

วงจรไฟฟ้าของคอนเวอร์เตอร์ (รูปที่ 10.) ประกอบด้วยหม้อแปลงหลายขดลวดและเซลล์อินเวอร์เตอร์อิเล็กทรอนิกส์ จำนวนขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าในวงจรที่รู้จักถึง 18 ขดลวดทุติยภูมิจะถูกเลื่อนด้วยไฟฟ้าสัมพันธ์กัน

ซึ่งช่วยให้สามารถใช้เซลล์อินเวอร์เตอร์แรงดันต่ำได้ เซลล์ถูกสร้างขึ้นตามโครงการ: วงจรเรียงกระแสสามเฟสที่ไม่มีการควบคุม, ตัวกรองคาปาซิทีฟ, อินเวอร์เตอร์เฟสเดียวบนทรานซิสเตอร์ IGBT

เอาต์พุตของเซลล์เชื่อมต่อแบบอนุกรม ในตัวอย่างที่แสดง แต่ละเฟสการจ่ายมอเตอร์ประกอบด้วยสามเซลล์

ตามลักษณะของตัวแปลงนั้นอยู่ใกล้กับวงจรมากขึ้นด้วยการเชื่อมต่อแบบอนุกรมของคีย์อิเล็กทรอนิกส์