Vektorski in skalarni nadzor asinhronega motorja (video)

Električni pogon je danes osnova večine dvigalnih in transportnih, predelovalnih kompleksov.Eden od načinov za njihovo nemoteno delo je vektorsko krmiljenje asinhronega motorja, ki pretvarja električno energijo v mehansko - vrtenje pogonske gredi in pripadajočih mehanizmov.Kaj je to, kakšna načela se uporabljajo pri tem, poskusite ugotoviti naprej.

Kaj je asinhronomotorja

Preden se premaknete na model, algoritme in nadzorne sisteme električnega pogona, morate natančno vedeti, kaj predstavlja.To vam omogoča, da v svojem vezju določite takšne trenutke, ki jih lahko uporabite za organizacijo nemotene spremembe ključnih značilnosti (frekvenca /hitrost, napetost).V skladu s tem je mogoče določiti parametre krmilnika, razviti tehnološke kartice za njegovo namestitev v omarico in vzdrževanje.

Delovanje katerega koli asinhronskega motorja temelji na kršitvi kontaktnih navitij magnetnega polja pri napajanju električne energije iz krmilne omarice.Pojavi se na statorju - stacionarni del motorja, ki je sestavljen iz obročastega jedra (magnetnega jedra), zbranega iz posameznih kovinskih plošč.Vsak od njih ima koncentrične utore na notranji strani obročev, ki, ko so povezani, tvorijo vzdolžne utore.Služijo za napeljavo žice, ki je sestavni del podlagestatorskega navitja

Prav tako ima asinhroni motor premični del - rotor, ki je povezan s pogonsko gredjo.Ima tudi ploščato jedro z utori, vendar že na zunanji strani.Namesto žice se uporabljajo bakrene palice, ki so zaprte z robovi plošč (ta varianta motorja se imenuje rotor s kratkim stikom).

Ker se frekvenca vrtenja magnetnega polja statorja in rotorja razlikujeta, se v navitjih slednjega z indukcijo proizvaja električni tok.To pa povzroči elektromagnetno silo, ki poganja rotor (vrtenje).Frekvenčna razlika se običajno imenuje zdrs.Njegova vrednost je približno 2 ... 10%.

Kako lahko nadzorujem hitrost motorja?

Očitno je, da je motor pri električnem omrežju v normalnem delovanju) standardna hitrost, hitrost vrtenja.To omejuje njegovo neposredno uporabo, zaradi česar je treba uporabiti različne mehanizme za zmanjšanje frekvence na zahtevano.Toda tudi takrat ni možnosti za dinamično spreminjanje rotacije, in z njimi, moč, krme, saj še vedno ostajajo fiksne frekvence na izhodu motorja in menjalnika.Za razširitev obstoječega okvira se uporabljajo različne metode krmiljenja asinhronega motorja (frekvenca, impulz, faza itd.), Ki jih lahko razdelimo v dve veliki skupini:

  • Skalarna kontrola.Praviloma se uporablja na pogonskih motorjih kompresorja, ventilatorja, črpalke in drugih mehanizmov, kjer je potrebna kontrola hitrosti vrtenja alivse druge parametre, povezane s senzorji;
  • Vektorska kontrola. To je napreden koncept, ki vključuje ločen, neodvisen nadzor, spremembo navora in magnetni tok. Trenutno delovanje rotorja se ohranja na konstantni ravni, kar omogoča ohranjanje največjega navora.
  • Krmiljenje asinhronega motorja

    \ t

    Za razliko od skalarnega vektorskega nadzora, je prav sposobnost upra vljanja vzbujanja (pretoka). Pravzaprav je asinhroni motor predstavljen kot enosmerni motor, ki ima med seboj neodvisno navijanje. Ta pristop nam omogoča, da ustvarimo podoben matematični model sistema krmilnikov.

    Obrazci in shema nadzora vektorjev

    \ t

    Vse obstoječe sisteme vektorskega nadzora delovanja motorja lahko razdelimo v dve skupini:

  • Senzorji. Krmilna enota motorja ima z njo povratno informacijo o hitrosti s pomočjo lokacije ustreznih senzorjev gredi;
  • Identiteta. To so sistemi, ki delujejo brez senzorjev hitrosti na glavni gredi.
  • Senzorski sistemi so bolj zapleteni, ker je natančnost nadzora 1: 10000. Sistemi identitete delujejo na ravni, ki ne presega 1: 100. Vse frekvence, upoštevajoč raven ustvarjenih ovir, so nameščene v centralnih ali ločenih omarah.

    Če si predstavljate vse, kar je navedeno zgoraj, kot vizualni diagram, potem bo izšlo nekaj takega:

    Tukaj so prikazane naslednje ključne komponente sistema upravljanja:

    • HELL - pravzaprav asinhroni motor (objekt nadzora);
    • BPP - logični blok krmilnikov za enačbe spremenljivk;
    • BVP je logična enota, odgovorna za izračun spremenljivk;
    • BZP - blok, ki določa vrednosti spremenljivk;
    • DS - senzor hitrosti na gredi motorja;
    • AIN PWM je enota amplitudno-impulzne /pulzno-širinske modulacije.

    Dejstvo, da je shema predstavljena v obliki blokov, so v praksi samo parametrični elementi krmilnega vezja, ki se izvaja na mikrokrmilniku.Skladno s tem so sam regulator in spremljajoči aktuatorji nameščeni v električni omari.Za pravilno montažo je razvita tehnološka kartica.

    Krmiljenje frekvenčnih regulatorjev

    Sodobni tokovno-napetostni pretvorniki delujejo tako v skalarni kot vektorski varianti, pri čemer se uporabljajo parametrični matematični modeli, ki se izvajajo v programski kodi vgrajenega mikrokrmilnika.Elektronski frekvenčni tip deluje na tiristorskih mostičnih vezjih in vključuje naslednje glavne sestavne dele:

    • Usmernik je tiristorski ali tranzistorski most, ki pretvarja izmenični tok v konstanto;
    • ​​
    • Inverter - blok AIM /PWM, ki deluje na inverznem principu, tj. Pretvarja konstantni tok v spremenljivko.

    Ker tak prehod na tak ali drugačen način vpliva na obliko grafa izhodne napetosti, lahko krmilnik blokov /frekvenčni regulatorji uporabljajo filtre v vezju dušilke in posebne EMC.Slednji se uporabljajo za zmanjšanje intenzivnosti elektromagnetnih motenj.

    Regulacija frekvenčnih regulatorjev

    Centralni regulatorOmogoča parametrično krmiljenje tokokroga, kot tudi pomožne naloge, na primer diagnostiko stanja, zaščito pred preobremenitvijo itd. Frekvenčni pretvornik je običajno nameščen v ločeni omari za zmanjšanje elektromagnetnih motenj opreme.

    Na splošno vektorska kontrola asinhronega motorja, ki ga organizira sodoben krmilnik in frekvenčni pretvorniki, omogoča nemoteno regulacijo ključnih spremenljivk, kakor tudi parametre delovanja opreme. Zaradi prisotnosti elektromagnetnih motenj med delovanjem so grelniki običajno nameščeni ločeno od glavne električne omarice.