كمورد لـ VF VFDs VF ، شاهدت بشكل مباشر دور التحكم في عزم الدوران في أداء وكفاءة محركات التردد المتغيرة. في هذه المدونة ، سنستكشف طرق التحكم في عزم الدوران المختلفة للتحكم في VF VFD ، والتغلب على مبادئها ومزاياها وتطبيقاتها.
فهم عزم الدوران في VFDS
عزم الدوران هو القوة الدورانية التي تتسبب في تدوير كائن حول محور. في سياق VFDs ، يعد التحكم في عزم الدوران ضروريًا للحفاظ على السرعة والأداء المطلوب للمحرك في ظل ظروف تحميل مختلفة. يقوم التحكم VFD VFD (محرك التردد المتغير) بضبط التردد والجهد المقدم للمحرك للتحكم في سرعته وعزم الدوران.
التحكم المباشر في عزم الدوران (DTC)
واحدة من أكثر طرق التحكم في عزم الدوران هي التحكم المباشر في عزم الدوران (DTC). يوفر DTC تحكمًا مباشرًا وسريعًا في عزم الدوران والمحرك. بدلاً من استخدام تحويل إحداثيات معقدة كما هو الحال في الطرق الأخرى ، تحدد DTC مباشرة متجه الجهد الأمثل استنادًا إلى الفرق بين قيم المرجع وعزم الدوران الفعلي.
المبدأ وراء DTC هو تقليل الخطأ بين عزم الدوران والتدفق الفعلي المطلوب. باستخدام وحدة تحكم التباطؤ ، يمكن لـ DTC ضبط ناقل الجهد بسرعة للحفاظ على عزم الدوران وتدفق داخل النطاقات المحددة. ينتج عن هذا استجابة ديناميكية سريعة للغاية ، وهي مفيدة بشكل خاص في التطبيقات التي تكون هناك حاجة إلى تغييرات سريعة في عزم الدوران ، كما هو الحال في الروبوتات والآلات عالية السرعة.
مزايا DTC تشمل:
- استجابة ديناميكية سريعة: يمكن أن يحقق وقت استجابة عزم الدوران بترتيب مللي ثانية ، مما يسمح بالتسارع السريع وتباطاع المحرك.
- دقة عزم الدوران عالية: يمكن الحفاظ على التحكم الدقيق في عزم الدوران حتى في ظل ظروف الحمل المختلفة.
- بنية تحكم مبسطة: نظرًا لأنه لا يعتمد على التحولات الإحداثي المعقدة ، فإن خوارزمية التحكم بسيطة نسبيًا ، مما يقلل من العبء الحسابي على وحدة التحكم.
ومع ذلك ، فإن DTC لديها أيضا بعض القيود. يمكن أن يولد مستويات عالية نسبيا من تموج عزم الدوران ، والتي قد تسبب اهتزازات ميكانيكية في المحرك والمعدات المتصلة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تردد تبديل العاكس في DTC ليس ثابتًا ، مما قد يؤدي إلى مشاكل التداخل الكهرومغناطيسي (EMI).
التحكم في المتجهات
التحكم في المتجه ، والمعروف أيضًا باسم التحكم الموجهة نحو الحقل (FOC) ، هو طريقة أخرى للتحكم في عزم الدوران المستخدمة على نطاق واسع ل VFDs Control VF. تتمثل الفكرة الأساسية للتحكم في المتجه إلى تحويل التيارات الثابتة الثلاثة للمحرك إلى مكونين متعامدين: مكون عزم الدوران (Q - المحور الحالي) والمكون المنتجة للتدفق (تيار المحور D).
في التحكم في المتجه ، يتم قياس التيارات الثابت أولاً ثم يتم تحويلها من الإطار المرجعي للمرحلة الثابتة الثلاثة إلى إطار مرجعي متدرب من الطور الذي يتم محاذاة مع تدفق الدوار. من خلال التحكم بشكل مستقل في التيارات Q - المحور و D - المحور ، يمكن التحكم في عزم الدوران وتدفق المحرك بشكل منفصل.
هناك نوعان رئيسيان من التحكم في المتجهات: التحكم المباشر في المتجهات والتحكم في المتجه غير المباشر. في التحكم المباشر في المتجه ، يتم قياس موضع تدفق الدوار مباشرة باستخدام أجهزة استشعار مثل أجهزة استشعار القاعة أو المشفرات. من ناحية أخرى ، يقدر التحكم في المتجه غير المباشر موضع تدفق الدوار استنادًا إلى المعلمات الكهربائية للمحرك وتيارات الجزء الثابت المقاسة.
تشمل مزايا التحكم في المتجه:
- دقة التحكم العالية في عزم الدوران: يمكن أن يوفر تحكمًا دقيقًا للغاية في عزم الدوران ، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب سرعة عالية الدقة وتنظيم عزم الدوران ، كما هو الحال في المصاعد وآلات النسيج.
- انخفاض عزم الدوران تموج: بالمقارنة مع DTC ، ينتج عن التحكم في المتجه عمومًا تموجًا أقل عزم الدوران ، مما يؤدي إلى تشغيل أكثر سلاسة للمحرك.
- تردد التبديل المستمر: يعمل العاكس في التحكم في المتجه على تردد تبديل ثابت ، مما يساعد على تقليل EMI.
ومع ذلك ، فإن التحكم في المتجهات لديه أيضا بعض العيوب. يتطلب معرفة دقيقة بالمعلمات الكهربائية للمحرك ، مثل مقاومة الجزء الثابت ، ومقاومة الدوار ، والحث المتبادل. يمكن أن تؤثر أي أخطاء في هذه المعلمات على أداء نظام التحكم. بالإضافة إلى ذلك ، فإن خوارزمية التحكم أكثر تعقيدًا من DTC ، والتي تتطلب وحدة تحكم أكثر قوة.
V/F التحكم مع عزم الدوران التعزيز
التحكم V/F هو أبسط طريقة التحكم بشكل شيوع في VFDs. في التحكم V/F ، يتم الحفاظ على نسبة الجهد (V) إلى التردد (F) ثابتًا للحفاظ على تدفق مغناطيسي ثابت نسبيًا في المحرك. ومع ذلك ، عند الترددات المنخفضة ، يصبح انخفاض جهد مقاومة الجزء الثابت كبيرًا ، مما قد يسبب انخفاضًا في عزم الدوران للمحرك.
للتعويض عن هذا ، تتم إضافة عزم الدوران إلى التحكم V/F. زيادة عزم الدوران يزيد من الجهد بترددات منخفضة للحفاظ على عزم الدوران. يتم تحقيق ذلك عن طريق إضافة مكون جهد إضافي إلى جهد إخراج VFD استنادًا إلى التردد.
تشمل مزايا التحكم V/F مع زيادة عزم الدوران:
- خوارزمية التحكم البسيطة: من السهل تنفيذها وتتطلب الحد الأدنى من المعرفة بمعلمات المحرك.
- تكلفة منخفضة: نظرًا لأنها لا تتطلب أجهزة استشعار معقدة أو خوارزميات تحكم ، فإن تكلفة VFD منخفضة نسبيًا.
- مناسبة للتطبيقات العامة - الغرض: يتم استخدامه على نطاق واسع في التطبيقات التي لا تكون فيها التحكم الدقيق في عزم الدوران أمرًا بالغ الأهمية ، كما هو الحال في المشجعين والمضخات والناقلات.
ومع ذلك ، فإن التحكم V/F مع تعزيز عزم الدوران لديه قدرات تحكم في عزم الدوران محدودة. لا يمكن أن يوفر نفس المستوى من دقة عزم الدوران والاستجابة الديناميكية مثل DTC أو التحكم في المتجه. تعزيز عزم الدوران هو تعويض ثابت ، والذي قد لا يكون الأمثل لجميع ظروف الحمل.
تطبيقات طرق التحكم في عزم الدوران المختلفة
- التحكم في عزم الدوران المباشر: DTC جيد - مناسب للتطبيقات التي تتطلب استجابة ديناميكية سريعة وأداء عزم الدوران العالي ، كما هو الحال في السيارات الكهربائية ، والقطارات عالية السرعة ، والروبوتات الصناعية. على سبيل المثال ، في مركبة كهربائية ، يمكن لـ DTC ضبط عزم الدوران للمحرك بسرعة لتوفير تسارع سلس وتباطعي ، مما يحسن تجربة قيادة السيارة.
- التحكم في المتجهات: يتم استخدام التحكم في المتجهات بشكل شائع في التطبيقات التي تتطلب سرعة عالية - دقة والتحكم في عزم الدوران ، كما هو الحال في أدوات الماكينة والمصاعد وآلات النسيج. في أداة الآلة ، يمكن أن يضمن التحكم في المتجهات قوى قطع دقيقة عن طريق التحكم بدقة في عزم الدوران للمحرك ، مما يؤدي إلى زيادة الجودة.
- V/F التحكم مع عزم الدوران التعزيز: يتم استخدام التحكم في V/F مع عزم الدوران على نطاق واسع بشكل عام - تطبيقات الغرض حيث التكلفة - فعالية هي مصدر قلق كبير ، كما هو الحال في المشجعين والمضخات والمنفخات. في تطبيق المروحة ، يمكنه الحفاظ على سرعة ثابتة نسبيًا وتوفير عزم دوران كاف لدفع شفرات المروحة.
خاتمة
في الختام ، يعتمد اختيار طريقة التحكم في عزم الدوران للتحكم VFD VF في المتطلبات المحددة للتطبيق. يوفر التحكم المباشر في عزم الدوران استجابة ديناميكية سريعة ولكن قد يكون لديه مشاكل مع تموج عزم الدوران و EMI. يوفر التحكم في المتجه التحكم في عزم الدوران عالي الدقة ولكنه يتطلب معلمات محرك دقيقة وخوارزمية تحكم أكثر تعقيدًا. التحكم V/F مع عزم الدوران في عزم الدوران بسيطة وفعالة ، ولكن لديها قدرات تحكم محدودة في عزم الدوران.
كمورد لـ VFD VFDs VF ، يمكننا تزويدك بمحلول VFD الأنسب بناءً على احتياجات التطبيق الخاصة بك. سواء كنت بحاجة إلى ملفمحرك التردد المتغير VFDللتطبيق العام - الغرض أو الأداء العاليمحرك مرحلة واحدة VFDلمهمة متخصصة ، أو أالواجب الطبيعي و VFD الثقيلةللتعامل مع ظروف التحميل المختلفة ، لدينا الخبرة والمنتجات لتلبية متطلباتك.
إذا كنت مهتمًا بمنتجات VF Control VFD أو تحتاج إلى مزيد من المعلومات حول طرق التحكم في عزم الدوران ، فلا تتردد في الاتصال بنا للحصول على مناقشة مفصلة وتفاوض للمشتريات. نتطلع إلى العمل معك لتحقيق أفضل أداء وكفاءة لتطبيقاتك.
مراجع
- Boldea ، I. ، & Nasar ، SA (2005). محركات الكهرباء: نهج تكاملي. CRC Press.
- Novotny ، DW ، & Lipo ، TA (2006). التحكم في المتجهات وديناميات محركات AC. مطبعة جامعة أكسفورد.
- Bose ، BK (2002). إلكترونيات الطاقة الحديثة ومحركات التيار المتردد. قاعة برنتيس.