Скалярное управление

Скалярное управление электродвигателем переменного тока — это способ добиться работы с регулируемой скоростью путем манипулирования напряжением или током питания («величиной») и частотой питания, игнорируя при этом ориентацию магнитного поля внутри двигателя. ^[1] Скалярное управление основано на уравнениях, действительных для установившегося режима работы ^[2] и часто является разомкнутым контуром (без измерения, за исключением ограничителя тока ). Скалярное управление в высокопроизводительных двигателях в значительной степени заменено векторным управлением , которое позволяет лучше справляться с переходными процессами. ^[1] Низкая стоимость и простота позволяют сохранить скалярное управление в большинстве маломощных двигателей, несмотря на уступающие его динамические характеристики; ^[3] Ожидается, что в будущем борьба с переносчиками станет универсальной. ^[4]

Типы

Варианты скалярного управления включают разомкнутое управление и замкнутое управление. ^[5]

Открытый цикл

Наиболее распространенный подход ^[3] делает напряжение V пропорциональным частоте f (так называемое управление V/f , управление В/Гц , постоянное напряжение/Герц , CVH ^[3] ). Преимущество варианта V/f заключается в поддержании постоянного магнитного потока внутри статора , что позволяет поддерживать производительность двигателя во всем диапазоне скоростей. Повышение напряжения на низких частотах обычно используется для компенсации сопротивления катушек. ^{[1] [6]}

Управление V/f с разомкнутым контуром хорошо работает в приложениях с почти постоянным моментом нагрузки и постепенным изменением скорости вращения. Контроллеры, реализующие этот метод, иногда называют приводами переменного тока общего назначения . ^[5]

Замкнутый контур

Если используются датчики ( конфигурация с обратной связью ) для лучшего/быстрого переходного отклика, общий подход использует датчик скорости вращения (так называемое управление В/Гц с обратной связью ). ^[5] Ошибка скорости передается через пропорционально-интегральный контроллер для создания накопленной разницы скольжения , которая объединяется с прямым считыванием датчика скорости в сигнал управления частотой. ^[7]

В варианте управления крутящим моментом (TC, не путать с прямым управлением крутящим моментом, также известным как DTC), крутящий момент двигателя поддерживается постоянным в установившемся режиме, для этого требуется датчик тока . ^[3] Сигналы управления частотой и потоком (напряжение или ток, в зависимости от типа привода ^[8] ) разделены, при этом управление потоком осуществляется на основе оценки потока, а управление частотой — на основе оценки крутящего момента и данных датчика скорости. . ^[9] Повышенная производительность достигается за счет дополнительной сложности и связанных с этим потенциальных проблем со стабильностью. ^[10]

Рекомендации

1. Finch & Giaouris 2008, стр. 483.
2. Буя и Казмерковский 2004, с. 744.
3. Тшинадловский 2013, с. 43.
4. Бозе 2009, с. 11.
5. Чан и Ши 2011, с. 3.
6. Бозе 2002, с. 340.
7. Бозе 2002, стр. 342–344.
8. При наличии обратной связи по току двигатель может приводиться в движение либо с помощью преобразователя напряжения, либо преобразователя тока.
9. Бозе 2002, стр. 345–346.
10. Бозе 2002, с. 345.

Источники

• Финч, Джон В.; Гиаурис, Дамиан (2008). «Управляемые электроприводы переменного тока» (PDF) . Транзакции IEEE по промышленной электронике . 55 (2). Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE): 481–491. дои : 10.1109/tie.2007.911209. ISSN  0278-0046.
• Бужа, Г.С.; Казмерковский, депутат (2004). «Прямое управление крутящим моментом двигателей переменного тока с ШИМ-инвертором — обзор». Транзакции IEEE по промышленной электронике . 51 (4). Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE): 744–757. дои : 10.1109/tie.2004.831717. ISSN  0278-0046.
• Тшинадловский, AM (2013). «Скалярное управление асинхронными двигателями». Принцип ориентации поля в управлении асинхронными двигателями . Силовая электроника и силовые системы. Спрингер США. ISBN 978-1-4615-2730-5. Проверено 29 октября 2023 г.
• Чан, Т.Ф.; Ши, К. (2011). «Скалярное управление». Прикладное интеллектуальное управление приводами асинхронных двигателей . IEEE Пресс. Уайли. ISBN 978-0-470-82828-1. Проверено 31 октября 2023 г.
• Бозе, БК (2002). Современная силовая электроника и приводы переменного тока (PDF) . Восточное экономическое издание. Прентис Холл PTR. ISBN 978-0-13-016743-9. Проверено 31 октября 2023 г.
• Бозе, Бимал (2009). «Прошлое, настоящее и будущее силовой электроники [Введение гостя]». Журнал промышленной электроники IEEE . 3 (2). Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE): 7–11, 14. doi : 10.1109/mie.2009.932709. ISSN  1932-4529.