Скалярный и векторный частотник: Векторный или скалярный преобразователи частоты?

Векторный или скалярный преобразователи частоты?

Вопрос выбора векторного или скалярного преобразователя рано или поздно встает перед каждым пользователем, который заинтересован в покупке электропривода переменного тока.Производители уже давно утвердили определенные стандарты, на основе которых создаются преобразователи частоты и формируются их функции.

Помимо существенного ценового различия (векторные более дорогие) скалярные и векторные преобразователи отличаются и в техническом плане. Однако для того, чтобы понять все технические особенности каждого типа, необходимо углубиться в тему и изучить понятия, давшие названия частотным преобразователям. Характеризовать преобразователь частоты с помощью указанных выше терминов представляется не совсем правильно. Особенно это касается понятия «скалярный». Здесь необходимо вспомнить элементарную физику. Скалярной называется величина со значением в виде одного числа, то есть все значения могут быть изображены линейно. Это позволяет отнести длину, время, площадь, температуру к скалярным показателям. Векторы в отличие от скаляр имеют не только число, но и направление. Именно поэтому относить эти термины к преобразователям частоты может быть некорректно. Основная причина такой классификации может быть связана с желанием увеличить достоинства каждой модели и, соответственно, ее стоимость.

Здесь важно изучить технический вопрос. Вращающий момент вала в электродвигателе корректируется, когда изменяется величина и частота тока обмоток. В результате сила магнитного поля статора также изменяется. Большая часть моделей преобразователей производятся с учетом возможности настройки электрических показателей для различных типов оборудования. В качестве примера, выходной ток может быть линейным, параболической или гиперболической формы. Это зависит от того, какую величину будет иметь момент инерции оборудования. Гиперболическая форма будет у выходного тока, который используется для привода в движение большой массы транспортера. Параболическая кривая способствует началу движения вентиляторов и водяных насосов. Таким образом, можно сэкономить электроэнергию. Такая схема работы характерна для большинства частотников скалярного типа. Существует еще один способ увеличить момент на валу в электродвигателе. Для этого применяется третья гармоника выходного тока с вектором прямой последовательности (вращается с вектором тока главной гармоники в одном направлении). Для других гармоник характерно обратное направление работы. В ходе работы этой схемы увеличивается мощность выходного тока и момент на валу.

Векторный частотник появился с развитием технологий, которые позволили управлять моментом по-новому. А именно, стала использоваться как сила и частота, так и фаза тока. Первые модели векторного преобразователя частоты функционировали на основе измерения показателей напряжения и выходного тока, таким образом можно было вычислить необходимый сдвиг фазы. Однако серьёзных результатов в изучении этой области не было достигнуто. Положительный опыт был получен только после того, как был введен контур обратной связи, контролирующий положение ротора. Так, в режиме реального времени вычислялась скорость, с которой должно вращаться магнитное поле статора. В результате стала возможной оптимизация стабильного момента вращения с учетом применения еще одного сдвига фазы.

Таким образом, можно выделить основное различие между скалярным и векторным преобразователями. В скалярном частотнике управляется и контролируется магнитное поле только статора, а в векторном преобразователе значение имеет взаимодействие магнитных полей статора и ротора, что способно оптимизировать момент вращения при работе на разной скорости.
Основная задача производителей векторного частотного преобразователя – обеспечение высокого момента при малой скорости вращения. В данном случае компенсация потери момента из-за невысокой скорости осуществлялась за счет повышения тока и улучшения взаимодействия магнитных полей. 100% достижение этой цели привело бы к тому, что частотно регулируемый привод стал сервоприводом с высоким постоянным моментом при любой скорости. Однако достичь подобного результата чрезвычайно сложно. Именно поэтому векторные частотные преобразователи сегодня не обладают достаточным количеством преимуществ, особенно если Вы работаете с малыми скоростями вращения. Стоит также отметить, что сочетание повышенного тока и небольших скоростей приводит серьезному перегреву двигателя, поэтому в данной системе обязательно использование внешнего вентилятора обдува.

С развитием технологий результативность или нерезультативность работы векторного ЧП будет подтверждена. Но на данный момент векторные преобразователи не отличаются серьезными преимуществами и надежностью, как и любая усложненная система. Кроме того, по сравнению со скалярными преобразователями векторные не могут использоваться в работе многодвигательных приводов.

Выбор частотника: какой режим управления предпочесть?

Выбор частотника: какой режим управления предпочесть?

Преобразователи частотыПреобразователи частотыВыбор преобразователя частоты Выбор частотника: какой режим управления предпочесть?

Выбор частотника: какой режим управления предпочесть? Выбор преобразователя частоты Скалярный или векторный? Условно современный рынок преобразователей частоты можно разделить на две группы. К первой группе относятся устройства, оснащенные скалярным управлением, к другой – с векторным управлением, но, разумеется, с возможностью переключения на скалярное. Частотный преобразователь с векторным управлением стоит достаточно дорого, но тем вместе с тем, он дает возможность осуществления точного контроля крутящего момента выходного вала привода, обеспечивать полный момент в районе нулевых частот и поддерживать скорость при возникновении динамических нагрузок. Но справедливости ради стоит сказать о том, что не для всякого производственного цикла требуется установка такого дорогого и высокоточного устройства. Например, привод вентилятора намного целесообразней и выгодней совмещать с устройством со скалярным управлением. Такие устройства отличаются простотой в настройках, легкостью в установке, да и окупаемость устройства происходит значительно быстрее. Подробности выбора метода управления 1. Скалярный метод оптимально подходит для тех случаев, когда мы знаем зависимость нагрузочного момента электродвигателя, в которой при постоянной частоте нагрузка остается величиной неизменной. К дополнительным условиям относится: рабочая частота на минимуме должна быть не меньше 5-10Гц. Главная область применения ЧП скалярного типа – центробежные насосы и вентиляторы. 2. ЧП скалярного типа, оснащенный датчиками обратной связи, фиксирующими скорость, применяется для прецизионного регулирования механизмов. В данном случае, чтобы обеспечить бесперебойную работу требуется четко знать зависимость момента от скорости и применять инкрементальный энкодер. 3. Векторный необходим тогда, когда вам неизвестна зависимость между моментом и скоростью, а также в случае, когда имеется необходимость расширения диапазона регулировок при номинальном моменте. Для векторного метода требуется точность настроек, при этом корректная и правильная работа двигателя напрямую зависит от правильного введения паспортных величин электродвигателя, что соответственно поможет вам провести успешно автотестирование. При векторном методе регулирования подразумевается применение в устройстве сильного процессора, который в реальном времени способен с задержкой не более 200мс, производить все требуемые расчеты. Данный метод дает возможность максимального снижения реактивного тока двигателя путем уменьшения входного напряжения. В случае динамических изменений нагрузки, так же меняется напряжение. В настоящее время рыночный сегмент ЧП имеет стабильную тенденцию к увеличению номенклатурного ряда векторных устройств. Это на самом деле не вызывает никакого удивления из-за того, что такие устройства обладают целым веером преимуществ. При этом запуск и настройка таких ЧП становится с каждым годом все быстрее и проще. Тем не менее, для работника, не обладающего специальными знаниями по подключению подобных устройств, это может стать порой непосильной задачей. 4. Векторный частотный преобразователь с датчиками скорости обратной связи. Также как и со скалярными устройствами, данный вид ЧП прекрасно подходит для прецизионного регулирования скоростного режима, его следует также оснащать инкрементальным энкодером. Но в данном случае абсолютно не требуется четкая зависимость момента от скорости, помимо этого, данный привод дает возможность расширения диапазона регулировочных моментов, которые близки к номинальным значениям. < Предыдущая   Следующая >   Преобразователи Теория Практика Follow @I380Ru

Каковы основные методы управления двигателями переменного тока с ЧРП?

Вы здесь: Домашняя страница / Часто задаваемые вопросы + основы / Каковы основные методы управления двигателями переменного тока с ЧРП?

3 октября 2018 г. By Danielle Collins Оставить комментарий

Двигатели переменного тока часто используются в оборудовании, которое работает с постоянной скоростью независимо от нагрузки, например вентиляторы, насосы и конвейеры. Но когда требуется управление скоростью, двигатель переменного тока работает в паре с частотно-регулируемым приводом (VFD), который регулирует скорость двигателя, используя один из двух методов управления — скалярное управление или векторное управление — для изменения частоты подаваемого напряжения.

Скаляр — это величина, имеющая только величину , например, масса или температура. Вектор представляет собой величину, которая имеет как величину, так и направление , например, ускорение или силу.

В частотно-регулируемом приводе мощность переменного тока преобразуется в постоянный ток через выпрямитель. Затем выпрямленная мощность фильтруется и сохраняется в шине постоянного тока (ссылка). Инвертор преобразует его обратно в мощность переменного тока с нужной частотой и напряжением посредством широтно-импульсной модуляции.
Изображение предоставлено: what-when-how.com

Скалярные методы управления

Скалярные методы управления частотно-регулируемым приводом работают за счет оптимизации потока двигателя и поддержания постоянной силы магнитного поля, что обеспечивает постоянный крутящий момент. Часто называемые управлением V/Hz или V/f, скалярные методы изменяют как напряжение (V), так и частоту (f) мощности двигателя, чтобы поддерживать фиксированное, постоянное соотношение между ними, поэтому сила магнитное поле постоянно, независимо от скорости двигателя.