Корзина:
с 9:00 до 19:00
Режим работы: Пн-Пт
+7 (495) 120-03-90
zakaz@plc.ru

Скалярный и векторные методы управление ПЧ

16.05.2014

Для того, чтобы обеспечивать возможность оптимальной регулировки момента и скорости в современных электронных приводах используется два основных способа частотного управления – векторное и скалярное.

Скалярное

Наибольшее распространение на сегодняшний день получили устройства, которые оснащены скалярным управлением, вследствие чего сегодня применение такого оборудования осуществляется в процессе работы всевозможных вентиляторов, компрессоров, насосов, а также целого ряда других механизмов, использование которых требует стабильного поддержания скорости вращения вала электронного двигателя на определенном уровне или же определенного технического параметра в зависимости от того, где именно применяется такое оборудование. 
Принцип действия управления асинхронным двигателем скалярного типа заключается в изменении частоты и амплитуды питающего напряжения по определенной схеме, при этом зависимость в данном случае непосредственно зависит от того, какие требования предъявляются нагрузкой электронному приводу. Зачастую в роли независимого воздействия принято выводить частоты, а напряжение уже при определенной частоте будет определяться в зависимости от типа механических характеристик, а также в соответствии со значениями пускового и критического момента. 
За счет использования скалярного управления достигается стабильная перегрузочная способность асинхронного двигателя, которая никоим образом не зависит от частоты напряжения, хотя в данном случае следует отметить и тот факт, что при низкой частоте нередко случается заметное снижение момента, который развивается данным двигателем. При этом следует сказать о том, что максимальный показатель диапазона скалярного управления, при котором допускается регулировка скорости вращения ротора без присутствия потери момента сопротивления не должно превышать 1:10. 
Скалярное управление достаточно просто реализуется, но при этом следует отметить два существенных недостатка данного типа управления. 
В первую очередь, если на вал не устанавливается специализированный датчик скорости, то оптимальная регулировка значения скорости вала является просто невозможной, так как она непосредственно зависит от нагрузки, которая воздействует на электронный привод. При помощи установки датчика скорости запросто решается такая проблема, однако еще одним существенным недостатком в данном случае следует назвать отсутствие возможности оптимальной регулировки значения момента на валу. Конечно, можно дополнительно устанавливать специальные датчики момента, однако нужно правильно понимать, что стоимость такого датчика в большинстве случаев даже превышает цену самого двигателя. 
Еще один нюанс применения такого оборудования – это то, что скалярное управление характеризуется также невозможностью одновременного проведения регулировки момента и скорости, вследствие чего при необходимости осуществляется только регулировка той величины, которая является наиболее важной на данный момент в силу тех или иных условий технологического процесса. 

Векторное

Для того, чтобы полностью избавиться от недостатков скалярного управления двигателем еще с конца прошлого века активно началось использование векторного управления двигателями. В первых электронных приводах с таким управлением применялись двигатели, оснащенные изначально датчиками потока, за счет чего присутствовали определенные ограничения в использовании такого оборудования. 
Система управления современных приводов включает в себя особую математическую модель двигателя, за счет которой обеспечивается оптимальный расчет скорости вращения и момента вала, при этом стоит отметить, что в качестве востребованных датчиков в данном случае осуществляется установка исключительно датчиков тока фаз статора двигателя. За счет наличия специально разработанной структуры системы управления обеспечивается полная независимость, а также практически полная безинерционность регулирования наиболее важных параметров – это скорость вращения и момент вала. 
Таким образом, сегодня применяется две основные системы векторного управления асинхронными двигателями:
  • Без датчиковые;
  • Системы обратной связи по скорости. 
Применение такого оборудования непосредственно зависит от области применения самого привода. Если диапазон измерения скоростей не будет превышать 1:100, а требования, которые предъявляются к точности, колеблются в пределах около 1.5%, то в таком случае применяется без датчиковая система управления, но в том случае, если измерение уже проводится в пределах значений 1:10000 или даже больше, а уровень точности необходимо обеспечивать достаточно высокий или же требуется позиционирование вала, то в таком случае уже обязательно применяется такая система, которая оснащается устройством обратной связи по скорости. 
Среди достоинств данного метода следует отметить предельно высокий уровень точности, не смотря даже на отсутствие соответствующих датчиков, а также отсутствие рывков за счет плавного вращения двигателя на малых частотах. В случае установки датчика скорости обеспечивается номинальное значение даже при нулевом значении скорости, а также быстрое реагирование на возможном изменение нагрузок, так как резкие скачки нагрузки практически никоим образом не отражаются на скорости привода. Помимо всего прочего следует отметить, что векторное управление обеспечивает достаточно высокий уровень КПД двигателя.

Назад к списку новостей