Отдел силовой
электроники
+7 (495) 792-57-57
Напишите нам

Система регулирования вектора напряжения

см. также:

Уникальная система регулировки вектора напряжения «Voltage Vector Control», представленная в приводе VLT 3500, была доработана в систему «Voltage Vector Control Plus (VVC+)». Система VVC+ обеспечивает практически синусоидальную форму кривой выходного тока, что обеспечивает оптимальное намагничивание двигателя.

При этом нет даже потребности в снижении номинальных характеристик двигателя для получения полных оборотов, установок полной нагрузки. Для установок с переменным крутящим моментом нет даже потребности в снижении номинальных характеристик для любых рабочих оборотов. Максимальное выходное напряжение преобразователя частоты «VLT HVAC Drive» на полных оборотах и при полной нагрузке может быть равно входному напряжению. Его точное значение не зависит от напряжения линии или шины постоянного тока. Вместо этого оно будет точно равно заданному пользователем выходному напряжению, устанавливаемому во время настройки. Даже если входная линия ниже требуемого выходного напряжения на 10%, требуемое выходное напряжение будет выдерживаться.

В дополнение к постоянному контролю и управлению частотой и напряжением, система VVC+ постоянно измеряет амплитуду и фазовый угол тока во всех трех фазах двигателя. Требование текущего напряжения и сдвиг при текущей нагрузке рассчитывается по модели двигателя. Система автоматической адаптации двигателя «Automatic Motor Adaptation» помогает создавать точную модель двигателя. После чего система VVC+ настраивает выходную частоту и напряжение, которые точно соответствуют потребностям двигателя. Это оптимизирует работу двигателя в широком диапазоне оборотов и нагрузок.

Нет потребности в выборе кривой U/f для аппроксимации потребностей нагрузки на двигателе. Система VVC+ делает это автоматически и постоянно. Система VVC+ определяет как ток, необходимый для создания крутящего момента, так и ток, необходимый для намагничивания двигателя. Это позволяет точно представлять двигатель и его нагрузку.

Схема управления системы VLT HVAC Drive использует алгоритм VVC+. Система VVC+ превосходит традиционные схемы управления широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) по следующим моментам:

  • Полное номинальное напряжение двигателя обеспечивается на номинальной частоте.
  • Полная номинальная нагрузка двигателя может развиваться на полных оборотах.
  • Текущие требования по напряжению и току двигателя непрерывно моделируются.
  • Работая в комбинации с AMA, всегда обеспечивается идеальный уровень напряжения, максимизирующий характеристики и эффективность, минимизируя при этом нагрев.
  • Форма кривой выходного тока представляет собой практически превосходную синусоиду.
  • Автоматически выбирается идеальная модель переключения инвертора для конкретных условий работы.
  • Модель переключения для низких оборотов обеспечивает надежный запуск и плавную работу на низких оборотах.
  • Модель переключения для высоких оборотов минимизирует потери на переключение и максимизирует коэффициент полезного действия преобразователя частоты.

Модуляция асинхронного вектора магнитного потока через статор SFAVM

Рисунок 1. Модуляция асинхронного вектора магнитного потока через статор SFAVM (Stator Flux Asynchronous Vector Modulation) для обеспечения характеристик на низких оборотах

Непрерывное пульсирование всех шести биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT) инвертора для моделирования требуемой синусоидальной формы выхода является идеальным для работы на низких оборотах. Это гарантирует плавную работу двигателя и позволяет преобразователю частоты удовлетворять требованиям по высокому трению при запуске или высоким инерционным нагрузкам.

Однако данная модель переключения не подходит для работы на высоких оборотах. Непрерывное пульсирование всех шести биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT) инвертора создает чрезмерные потери на переключение инвертора, повышенное выделение тепла и уменьшенный КПД преобразователя частоты. Кроме того, если модель чистой синусоиды выполняется для каждого напряжения между линией и нейтралью, максимальное выходное напряжение ограничивается значением 87% от входного напряжения. Это позволяет двигателю создавать номинальную мощность без превышения номинального тока двигателя. Для получения более высоких напряжений на полных оборотах некоторые обычные преобразователи частоты с ШИМ добавляют третью и четвертую гармоники к своей опорной кривой переменного тока. Без полного напряжения на двигателе обычные кривые ШИМ используют коэффициент характера нагрузки двигателя, чтобы создавать номинальный выход двигателя. Это сокращает срок службы двигателя.

60-градусная модуляция асинхронного вектора 60° AVM

Рисунок 2. 60-градусная модуляция асинхронного вектора «60° AVM (60 Degree Asynchronous Vector Modulation)» для КПД на высоких оборотах и полной выходной мощности двигателя

В результате ограничений по высоким оборотам модуляции SFAVM, преобразователь частоты VLT HVAC Drive автоматически изменяет свою модель переключения свыше предварительно заданной выходной частоты. Сверх этих оборотов 32-битный микропроцессор удерживает каждый биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) инвертора включенным в течение 60° полного цикла и выключенным в течение следующих 60° полного цикла. Не выполнение переключения в каждом биполярном транзисторе с изолированным затвором (IGBT) инвертора в течение 120° каждого выходного цикла, система VLT HVAC Drive минимизирует потери на переключение. Кроме того, эта уникальная модель переключения позволяет преобразователю частоты обеспечивать двигатель полным номинальным напряжением. Это позволяет двигателю создавать полный номинальный крутящий момент на полных оборотах без чрезмерного выделения тепла двигателем.