Kawalan skalar dan vektor motor aruhan - apakah perbezaannya?

Enjin tak segerak — motor AC di mana arus dalam belitan stator mencipta medan magnet berputar. Medan magnet ini mendorong arus dalam belitan pemutar dan, bertindak ke atas arus ini, membawa pemutar bersamanya.

Walau bagaimanapun, agar medan magnet pemegun berputar untuk mendorong arus dalam pemutar berputar, pemutar dalam putarannya mesti ketinggalan sedikit di belakang medan pemegun berputar. Oleh itu, dalam motor aruhan, kelajuan pemutar sentiasa kurang sedikit daripada kelajuan putaran medan magnet (yang ditentukan oleh kekerapan arus ulang-alik yang memberi makan kepada motor).

Nyahpecutan rotor oleh medan magnet berputar stator (gelinciran rotor) semakin banyak, semakin besar beban motor. Kekurangan penyegerakan antara putaran pemutar dan medan magnet stator adalah ciri ciri motor aruhan, oleh itu namanya.

Medan magnet berputar dalam stator dijana oleh belitan yang dibekalkan dengan arus anjakan fasa. Arus ulang alik tiga fasa biasanya digunakan untuk tujuan ini. Terdapat juga motor aruhan satu fasa di mana peralihan fasa antara arus dalam belitan dicipta dengan memasukkan tindak balas yang berbeza dalam belitan.

Untuk mengawal kelajuan sudut putaran pemutar, serta tork pada aci motor tanpa berus moden, vektor atau kawalan skalar pemacu elektrik digunakan.

Kawalan skalar

Ia adalah yang paling biasa kawalan motor aruhan skalar, apabila, sebagai contoh, untuk mengawal kelajuan putaran kipas atau pam adalah mencukupi untuk mengekalkan kelajuan putaran malar pemutar, untuk ini isyarat maklum balas daripada sensor tekanan atau dari sensor kelajuan adalah mencukupi.

Prinsip kawalan skalar adalah mudah: amplitud voltan bekalan ialah fungsi frekuensi, nisbah voltan kepada kekerapan adalah lebih kurang malar.

Bentuk khusus pergantungan ini berkaitan dengan beban pada aci, tetapi prinsipnya tetap sama: kami meningkatkan frekuensi, dan voltan meningkat secara berkadar bergantung pada ciri beban motor yang diberikan.

Akibatnya, fluks magnet dalam jurang antara pemutar dan stator dikekalkan hampir malar. Jika nisbah voltan-ke-frekuensi menyimpang daripada penarafan untuk motor, maka motor akan sama ada terlalu teruja atau kurang teruja, mengakibatkan kehilangan motor dan kerosakan proses.

Oleh itu, kawalan skalar memungkinkan untuk mencapai tork aci yang hampir malar dalam julat frekuensi operasi, tanpa mengira kekerapan, tetapi pada putaran rendah tork masih berkurangan (untuk mengelakkan ini, adalah perlu untuk meningkatkan voltan -nisbah kepada frekuensi ), oleh itu , bagi setiap enjin terdapat julat kawalan skalar operasi yang ditetapkan dengan ketat.

Juga, adalah mustahil untuk membina sistem kawalan kelajuan skalar tanpa sensor kelajuan yang dipasang pada aci kerana beban sangat mempengaruhi ketinggalan kelajuan pemutar sebenar daripada frekuensi voltan bekalan. Tetapi walaupun dengan sensor kelajuan dengan kawalan skalar, ia tidak akan dapat melaraskan tork dengan ketepatan yang tinggi (sekurang-kurangnya tidak boleh dilaksanakan secara ekonomi).

Ini adalah kelemahan kawalan skalar, yang menerangkan kekurangan relatif aplikasinya, terhad terutamanya kepada motor aruhan konvensional, di mana pergantungan gelinciran pada beban tidak kritikal.

Kawalan vektor

Untuk menyingkirkan kelemahan ini, pada tahun 1971, jurutera Siemens mencadangkan untuk menggunakan kawalan vektor motor, di mana kawalan dijalankan dengan maklum balas mengenai magnitud fluks magnet. Sistem kawalan vektor pertama mengandungi penderia aliran dalam motor.

Hari ini, pendekatan kepada kaedah ini sedikit berbeza: model matematik motor membolehkan anda mengira kelajuan rotor dan momen aci bergantung pada arus fasa semasa (daripada kekerapan dan nilai arus dalam belitan stator) .

Pendekatan yang lebih progresif ini membolehkan kawalan bebas dan hampir inersia bagi kedua-dua tork aci dan kelajuan aci di bawah beban, kerana proses kawalan juga mengambil kira fasa arus.

Beberapa sistem kawalan vektor yang lebih tepat dilengkapi dengan gelung maklum balas kelajuan, manakala sistem kawalan tanpa penderia kelajuan dipanggil tanpa sensor.

Jadi, bergantung pada bidang penggunaan pemacu elektrik ini atau itu, sistem kawalan vektornya akan mempunyai ciri-cirinya sendiri, tahap ketepatan peraturannya sendiri.

Apabila keperluan ketepatan untuk peraturan kelajuan membenarkan sisihan sehingga 1.5% dan julat peraturan tidak melebihi 1 dalam 100, maka sistem tanpa sensor adalah baik. Jika ketepatan pelarasan kelajuan dengan sisihan tidak lebih daripada 0.2% diperlukan, dan julat dikurangkan kepada 1 hingga 10,000, maka adalah perlu untuk mempunyai maklum balas untuk sensor kelajuan aci. Kehadiran penderia kelajuan dalam sistem kawalan vektor membolehkan kawalan tork yang tepat walaupun pada frekuensi rendah hingga 1 Hz.

Jadi, kawalan vektor mempunyai kelebihan berikut. Ketepatan tinggi peraturan kelajuan rotor (dan tanpa penderia kelajuan padanya) walaupun dalam keadaan beban aci yang berubah secara dinamik, sementara tidak akan ada tendangan. Putaran licin dan sekata aci pada pusingan rendah. Kecekapan tinggi disebabkan oleh kerugian yang rendah di bawah keadaan ciri voltan bekalan optimum.

Kawalan vektor bukan tanpa kelemahannya. Kerumitan operasi pengiraan.Keperluan untuk menetapkan data awal (parameter pemacu boleh ubah).

Untuk pemacu elektrik kumpulan, kawalan vektor pada asasnya tidak sesuai, di sini kawalan skalar adalah lebih baik.