Quatre modes de contrôle de la conversion de fréquence

1. Mode de contrôle V/F du convertisseur de fréquence

Le mode de contrôle tension-fréquence (V/F) consiste à maintenir un rapport constant entre la tension (V) et la fréquence (F). En d'autres termes, l'amplitude de la tension de sortie est directement proportionnelle à la fréquence de sortie.

Le terme "V" représente l'amplitude de la tension produite par l'appareil. convertisseur de fréquencetandis que "F" signifie la fréquence de la du convertisseur de fréquence tension de sortie. Par conséquent, une augmentation de la fréquence de sortie entraîne une augmentation correspondante de l'amplitude de la tension de sortie, ce qui maintient une relation proportionnelle. Le principe clé est de maintenir un flux magnétique constant en préservant le rapport V/F.

La commande V/F est souvent utilisée dans les scénarios de commande de moteur pour garantir un flux constant. Ce mode offre des attributs tels qu'un bon rapport coût-efficacité et un couple de sortie régulier, en mettant l'accent sur la régulation du flux magnétique constant. Cependant, la précision du contrôle de la vitesse est moins prononcée. Il convient aux applications où les objectifs d'économie d'énergie sont modérés et où il n'y a pas d'exigences strictes en matière de précision de la vitesse. En particulier, à faible vitesse, il peut conduire à un couple insuffisant, ce qui nécessite une compensation du couple.

Le mode de contrôle V/F est adapté aux charges caractérisées par des exigences de couple variable et constant, telles que les ventilateurs, les pompes à eau et les convoyeurs à bande.

2. Contrôle de la fréquence de glissement du convertisseur de fréquence (contrôle en boucle fermée V/F)

En raison des différences de vitesse inhérentes (∆n) aux moteurs, qui correspondent à des variations de couple proportionnel (T), le réglage de la vitesse de rotation (∆n) doit être effectué en fonction de la vitesse du moteur. du convertisseur de fréquence La fréquence de sortie modifie le glissement (∆n) et, par conséquent, la fréquence de sortie. du convertisseur de fréquence le couple de sortie (T) et la vitesse. Ce principe, connu sous le nom de contrôle de la fréquence de glissement, manipule le couple du moteur en régulant le glissement, ce qui permet de contrôler efficacement la vitesse du moteur.

Pour atteindre ces objectifs de contrôle, il est impératif de mettre en place une stratégie de contrôle en boucle fermée, ce qui nécessite l'utilisation d'un système de contrôle en boucle fermée. convertisseur de fréquence équipé d'une borne d'entrée de rétroaction en boucle fermée. Un contrôle de la fréquence de glissement convertisseur de fréquence intègre un circuit de comparaison et un circuit de contrôle proportionnel-intégral-dérivé (PID) pour traiter les signaux de référence et de retour. Cela permet un réglage fin de la vitesse de contrôle et une réponse rapide. Il existe deux méthodologies : l'une utilise un capteur de vitesse pour utiliser la vitesse du moteur comme signal de retour afin d'améliorer la précision, et l'autre convertit des paramètres indirects (par exemple, la pression, le débit, la température) en signaux de retour afin d'améliorer la précision.

Dans ce système en boucle fermée, l'onduleur établit une valeur cible et la compare à la valeur de retour. Si le retour d'information est inférieur à la valeur cible, l'onduleur est activé. convertisseur de fréquence émet un signal d'augmentation de la fréquence, augmentant proportionnellement le glissement (∆n) et le couple, ce qui accroît la vitesse du moteur. Inversement, un signal de diminution de la fréquence réduit le glissement (∆n) et, par conséquent, le couple, ce qui entraîne une diminution de la vitesse du moteur, conformément à l'objectif désigné.

Distincte de la régulation V/F, la régulation de la fréquence de glissement implique la mise en place d'une fonction PID au sein de l'unité de contrôle de la fréquence de glissement. convertisseur de fréquence et nécessite une borne de retour. Des cartes de contrôle PID externes sont nécessaires pour le contrôle en boucle fermée utilisant les techniques U/F (tension-fréquence).

3. Contrôle vectoriel du convertisseur de fréquence

Le contrôle vectoriel utilise une méthodologie de contrôle qui simule les moteurs à courant continu par le biais de la fonction de contrôle vectoriel. du convertisseur de fréquence un circuit électronique interne qui régit les moteurs à courant alternatif.

1. Le signal de commande se divise en composantes d'excitation et d'armature, reflétant les méthodes de commande des moteurs à courant continu.

2. Le signal de commande se transforme en un signal de commande CA triphasé, adapté aux exigences de la commande du moteur CA triphasé, qui met sous tension l'unité de commande. du convertisseur de fréquence circuit inverseur de sortie.

Le contrôle vectoriel offre deux approches : sans capteur (utilisant le retour d'information interne du variateur) et avec capteur (retour d'information externe). Ces deux méthodes régulent directement la vitesse du moteur (ou le couple), mais ne peuvent pas s'étendre à la gestion d'autres variables telles que la pression, le débit ou la température.

Cette technique assure un contrôle précis de la vitesse et du couple tout en manipulant l'amplitude et la phase du courant. En outre, la commande vectorielle possède des attributs configurables par logiciel, notamment l'autoscanner pour l'incorporation des paramètres du moteur dans le système de commande vectorielle. convertisseur de fréquenceLe système de gestion de l'énergie est basé sur le principe d'un couplage un à un entre le moteur et le convertisseur de fréquence, et d'une manipulation complète du courant.

4. Contrôle direct du couple par convertisseur de fréquence

Le contrôle direct du couple (DTC) est une autre technologie avancée de régulation de la vitesse du courant alternatif, après le contrôle vectoriel. Cette méthodologie utilise l'analyse du vecteur spatial et de l'orientation du champ statorique pour modéliser mathématiquement les moteurs asynchrones dans le système de coordonnées du stator. Elle calcule et régit la liaison de flux et le couple du moteur, en limitant les fluctuations du couple dans une plage de glissement spécifique au moyen d'un régulateur discret à deux points (commande à bande). Pour ce faire, la détection du couple est comparée à des valeurs prédéfinies. Le glissement est régulé par l'ajustement de la fréquence et la modulation de la largeur d'impulsion (MLI), ce qui influe sur la vitesse de rotation du moteur. convertisseur de fréquence et de produire un couple de sortie très performant.

Le DTC est également limité à des relations moteur-convertisseur de fréquence biunivoques, ce qui le rend inadapté aux applications de contrôle des processus.

Les caractéristiques remarquables comprennent la capacité de contrôler à partir de la vitesse zéro, une large gamme de vitesses, un contrôle précis du couple, une réponse rapide du système et une précision de contrôle à grande vitesse.

La commande vectorielle est bien adaptée aux tâches à forte intensité de couple avec une sortie de couple constante même à 0 Hz, comme la fabrication du papier, le laminage de l'acier, les machines-outils et le levage. Par ailleurs, la commande de couple s'avère efficace pour des applications telles que la fabrication de papier et les machines de teinture, en maintenant une tension constante pendant l'enroulement/déroulement du film ou du fil grâce à un contrôle précis du couple et de la vitesse.