ГОСТ Р 55136— 2012/IEC/TS 60034-25:2007
Приложение А
(обязательное)
Характеристики преобразователя
А.1 Системы регулирования
А.1.1 Общие положения
Существуют различные системы частотного регулирования: скалярная, векторная (бездатчиковая или с
обратной связью), прямое управление потоком, прямое управление моментом и др. Для каждого типа характер ны
свои особенности, которые описаны в А.1.1.1 и А.1.1.3.
А.1.1.1 Скалярное регулирование
Скалярное регулирование — это стандартная структура управления характеристикой
UH
преобразователя.
В таком преобразователе выходным напряжением управляют в соответствии с выходной частотой. На рисунке 3
показано, как это происходит.
При выходном напряжении, пропорциональном частоте, двигатель работает с приблизительно постоян
ным потоком даже без обратной связи по скорости.
Для улучшения пуска и работы на низких скоростях обычно используются увеличение напряжения (к выход
ному напряжению преобразователя добавляется фиксированное напряжение), обычная IR-компенсация (ком
пенсация падения напряжения на обмотках статора) или динамическая компенсация напряжения.
Форсировка по напряжению более эффективна на низких скоростях при низком напряжении питания дви
гателя. но она не должна приводить к насыщению двигателя.
Более совершенная IR-компенсация предполагает, что увеличение напряжения пропорционально нагруз
ке двигателя. Существует множество скалярных систем управления со своими особыми алгоритмами для ком
пенсации падения напряжения из-за сопротивления обмоток статора и его индуктивности. В результате пусковые
характеристики двигателя значительно улучшаются, улучшается и режим работы на малых скоростях благодаря
использованию дополнительного напряжения двигателя и обратной связи по току. Подобные системы управле
ния могут обеспечивать качество момента, близкое к векторному управлению даже на низких частотах.
Скалярная система в основном применяется в решениях, где быстрая реакция по моменту или по скорости
не нужна, а также в многодвигательных системах, питаемых от одного преобразователя.
А.1.1.2Векторное управление
Преобразователь с системой векторного управления выделяет из тока двигателя две его компоненты,
управляя потоком намагничивания и вращающим моментом раздельно. Это достигается благодаря применению
математической модели двигателя как с датчиком обратной связи по скорости, так и без него.
В соответствии с требованиями к характеристикам системы могут применяться математические модели
двигателя с различным уровнем приближения. Применение датчика обратной связи по скорости может улучшить
свойства электропривода.
Векторное управление обычно применяется, когда требуется быстрая реакция системы на воздействие по
скорости или моменту.
А.1.1.3Прямое управление потоком и моментом двигателя
Система прямого управления моментом и потоком двигателя использует релейный принцип управления
(скользящий режим работы релейного регулятора), регулируя поток и вращающий момент двигателя с помощью
математической модели как с датчиком обратной связи по скорости, так и без него.
В этой системе нет никакого модулятора, коммутация каждого силового ключа преобразователя реализует
ся отдельно. Применение датчика обратной связи по скорости гложет улучшить свойства электролривода.
Прямое управление моментом обычно применяется, когда требуется быстрый отклик системы на воздей
ствие по скорости или моменту.
А.1.2Типы преобразователей
Все три типа регулирования могут использоваться для решений, требующих поддержания момента, так же
как для применений, где момент увеличивается со скоростью (например, в центробежных насосах или вентилято
рах). Однако для гарантии оптимального выбора преобразователя и надежного функционирования системы
должны быть учтены все технологические аспекты конкретного решения.
Стоит отметить следующие основные аспекты:
- использование скалярной системы регулирования позволяет управлять несколькими двигателями (с раз
ными параметрами) с помощью одного преобразователя;
- системы скалярного регулирования может быть недостаточно из-за специальных требований, например
при работе под нагрузкой на низких скоростях (менее 10 % номинальной скорости), хотя эта работа может быть
улучшена применением динамической компенсации падения напряжения:
- как и в векторной бездатчиковой структуре регулирования, в скалярной структуре можно поддерживать
постоянный момент, применяя динамическую компенсацию напряжения;
49