Сучасні методи частотного керування електродвигунами
Сучасні технології частотного керування дозволяють ефективно контролювати швидкість та крутний момент електродвигуна. Якщо розглядати асинхронні двигуни з векторним та скалярним типами управління, то скалярні системи користуються більшою популярністю на сьогоднішньому ринку.
Системи зі скалярним управлінням
Електроприводи з скалярним керуванням часто використовуються в компресорах, вентиляторах та насосах. Такі системи знаходять застосування у наступних випадках:
- потрібна постійна підтримка специфічних технологічних параметрів протягом тривалого часу;
- ціниться стабільна робота валу двигуна.
Скалярне управління
Асинхронні двигуни з скалярним управлінням демонструють стабільну перевантажувальну здатність, яка не залежить від частоти напруги. Однак робота на низьких частотах може вплинути на зниження крутного моменту, що створюється приводом.
Контроль швидкості, з якою обертається ротор двигуна, забезпечується в межах, що не перевищують 1:10. Це дозволяє уникнути значних втрат крутного моменту.
До переваг скалярного управління відносяться:
- простота реалізації системи.
Однак, є також і деякі недоліки:
- необхідність встановлення датчика швидкості для нормального контролю обертання валу;
- неможливість контролю крутного моменту на валу електродвигуна;
- неможливість одночасного регулювання швидкості та моменту;
Векторне управління
Система векторного управління усуває перераховані вище недоліки і стає все більш досконалою. Сучасні системи розраховують оптимальні значення швидкості та моменту валу завдяки спеціальним математичним моделям, використовуючи тільки спеціалізовані датчики, що налаштовують фази статора.
Залежно від умов експлуатації електроприводу, обирається відповідний варіант векторного керування.
До переваг векторного управління можна віднести:
- точний контроль швидкості без необхідності в датчику швидкості;
- стабільну роботу асинхронного двигуна за маленьких частот без ривків;
- забезпечення номінальної швидкості на валу навіть при вимкненому двигуні, за умови наявності спеціального датчика;
- захист від різких змін швидкості завдяки швидкій реакції на навантаження;
- високий ККД двигуна та зменшення втрат, пов'язаних з намагнічуванням і нагріванням.
Однак векторне управління також має деякі недоліки:
- необхідність складних математичних обчислень;
- попереднє вивчення всіх параметрів двигуна перед встановленням обладнання;
- при постійному навантаженні може спостерігатися більш значне коливання швидкості у порівнянні із скалярним методом управління.