La tension de sortie de conversion de fréquence universelle basse tension est de 380~650V, la puissance de sortie est de 0,75~400kW, la fréquence de travail est de 0~400Hz et son circuit principal adopte AC-DC- Circuit CA. Sa méthode de contrôle a traversé les quatre générations suivantes.
Mode de contrôle de modulation de largeur d'impulsion sinusoïdale (SPWM)
Il se caractérise par une structure de circuit de commande simple, un faible coût et une bonne dureté mécanique, qui peut répondre aux exigences de régulation de vitesse en douceur de la transmission générale et a été largement utilisé dans divers domaines de l'industrie. Cependant, aux basses fréquences, en raison de la faible tension de sortie, le couple est considérablement affecté par la chute de tension de la résistance statorique, de sorte que le couple maximal de la sortie est réduit. De plus, ses caractéristiques mécaniques ne sont pas aussi dures qu'un moteur à courant continu après tout, la capacité de couple dynamique et les performances de régulation de vitesse statique ne sont pas satisfaisantes, et les performances du système ne sont pas élevées, la courbe de contrôle changera avec le changement de charge, la réponse de couple est lent, le taux d'utilisation du couple moteur n'est pas élevé, les performances sont réduites en raison de l'existence de la résistance du stator et de l'effet de zone morte de l'onduleur à basse vitesse, et la stabilité devient médiocre. Par conséquent, les gens ont développé une régulation de la vitesse de conversion de fréquence de contrôle vectoriel.
Mode de contrôle du vecteur d'espace de tension (SVPWM)
Il est basé sur la prémisse de l'effet de génération global de la forme d'onde triphasée et vise à se rapprocher de la trajectoire idéale du champ magnétique rotatif circulaire de l'entrefer du moteur, à générer une forme d'onde modulée triphasée en même temps et à la contrôler par approcher le cercle par un polygone inscrit. Après une utilisation pratique, il a été amélioré, c'est-à-dire qu'une compensation de fréquence est introduite, ce qui peut éliminer l'erreur de contrôle de la vitesse ; L'amplitude du flux est estimée par rétroaction pour éliminer l'influence de la résistance du stator à basse vitesse. La tension et le courant de sortie sont fermés pour améliorer la précision et la stabilité dynamiques. Cependant, il existe de nombreuses liaisons de circuit de commande et aucun réglage de couple n'est introduit, de sorte que les performances du système n'ont pas été fondamentalement améliorées.
Mode contrôle vectoriel (VC)
La pratique de la régulation de vitesse de conversion de fréquence à commande vectorielle consiste à convertir le courant de stator Ia, Ib, Ic du moteur asynchrone dans le système de coordonnées triphasé, par la transformation triphasée-biphasée, équivalente au courant alternatif Ia1Ib1 dans le système de coordonnées stationnaire biphasé, puis à travers la transformation de rotation orientée champ magnétique du rotor, équivalent au courant continu Im1, It1 dans le système de coordonnées de rotation synchrone (Im1 est équivalent au courant d'excitation du moteur à courant continu ; IT1 est équivalent au courant d'induit proportionnel au couple), puis imitez la méthode de contrôle du moteur à courant continu, trouvez la quantité de contrôle du moteur à courant continu et réalisez le contrôle du moteur asynchrone après la transformation inverse de coordonnées correspondante. Son essence est d'assimiler le moteur à courant alternatif à un moteur à courant continu et de contrôler indépendamment les deux composantes de la vitesse et du champ magnétique. En contrôlant la liaison du flux du rotor, puis en décomposant le courant du stator, les deux composantes du couple et du champ magnétique sont obtenues, et la commande de quadrature ou de découplage est réalisée par transformation de coordonnées. La proposition d'une méthode de lutte antivectorielle est d'une importance historique. Cependant, dans les applications pratiques, parce que le flux du rotor est difficile à observer avec précision, les caractéristiques du système sont grandement affectées par les paramètres du moteur, et la transformation de rotation vectorielle utilisée dans le processus de commande de moteur à courant continu équivalent est plus compliquée, ce qui rend difficile pour le effet de contrôle réel pour obtenir les résultats d'analyse idéaux.
Méthode de contrôle direct du couple (DTC)
En 1985, le professeur DePenbrock de l'Université de la Ruhr en Allemagne a proposé pour la première fois la technologie de conversion de fréquence à contrôle direct du couple. Cette technologie résout dans une large mesure les lacunes du contrôle vectoriel ci-dessus et s'est développée rapidement avec de nouvelles idées de contrôle, une structure de système concise et claire et d'excellentes performances dynamiques et statiques. Cette technologie a été appliquée avec succès à la traction de moteurs à courant alternatif de grande puissance par des locomotives électriques. Le contrôle direct du couple analyse directement le modèle mathématique du moteur à courant alternatif sous le système de coordonnées du stator et contrôle le flux et le couple du moteur. Il n'exige pas que le moteur à courant alternatif soit équivalent à un moteur à courant continu, éliminant ainsi de nombreux calculs complexes dans la transformation de rotation vectorielle; Il n'a pas besoin d'imiter le contrôle d'un moteur à courant continu, ni de simplifier le modèle mathématique d'un moteur à courant alternatif pour le découplage.
Mode de contrôle matriciel AC-AC
La conversion de fréquence VVVF, la conversion de fréquence de contrôle vectoriel et la conversion de fréquence de contrôle de couple direct font toutes partie de la conversion de fréquence AC-DC-AC. Ses inconvénients communs sont un faible facteur de puissance d'entrée, un grand courant harmonique, une grande capacité de stockage d'énergie requise pour les circuits CC et l'énergie régénérative ne peut pas être réinjectée dans le réseau, c'est-à-dire qu'un fonctionnement à quatre quadrants ne peut pas être effectué. Pour cette raison, la fréquence alternative matricielle a vu le jour. Parce que la conversion de fréquence matricielle AC-AC élimine la liaison CC intermédiaire, éliminant ainsi les condensateurs électrolytiques encombrants et coûteux. Il peut atteindre un facteur de puissance de l, un courant d'entrée de fonctionnement sinusoïdal et à quatre quadrants, et une densité de puissance élevée du système. Bien que cette technologie ne soit pas encore mature, elle attire encore de nombreux chercheurs pour l'étudier en profondeur. Son essence n'est pas le contrôle indirect du courant, la liaison de flux et les quantités égales, mais le couple est directement réalisé en tant que quantité contrôlée. Voici comment:
1. Contrôlez le flux de stator pour introduire l'observateur de flux de stator afin de réaliser le capteur sans vitesse ;
2. L'identification automatique (ID) s'appuie sur des modèles mathématiques moteurs précis pour identifier automatiquement les paramètres moteurs ;
3. Calculez la valeur réelle correspondant à l'impédance du stator, l'inductance mutuelle, le facteur de saturation magnétique, l'inertie, etc., calculez le couple réel, le flux du stator et la vitesse du rotor pour un contrôle en temps réel ;
4. Réalisez le contrôle bande-bande pour générer des signaux PWM en fonction du contrôle bande-bande du flux et du couple pour contrôler l'état de commutation de l'onduleur.
La fréquence AC-AC de type matrice a une réponse de couple rapide (<2ms), high speed accuracy (±2%, no PG feedback), and high torque accuracy (<+3%); At the same time, it also has high starting torque and high torque accuracy, especially at low speed (including 0 speed), it can output 150%~200% torque.