Frekvences pārveidotāji ar līdzstrāvas posmu REGULĒJAMA ĀTRUMA ASINHRONĀ PIEDZIŅA AR PUSVADĪTĀJU PĀRVEIDOTĀJIEM a)IPM sprieguma avota invertors ar nevadāmu. - презентация

1 Frekvences pārveidotāji ar līdzstrāvas posmu REGULĒJAMA ĀTRUMA ASINHRONĀ PIEDZIŅA AR PUSVADĪTĀJU PĀRVEIDOTĀJIEM a)IPM sprieguma avota invertors ar nevadāmu taisngriezi b)Taisnstūra impulsu sprieguma avota invertors ar vadāmu taisngriezi c)Strāvas avota invertors ar vadāmu taisngriezi

2 Sprieguma vadība U/f skalārā vadība Strāvas un frekvences skalārā vadība Tiešā momenta un plūsmas vadība (DTC un DTFC) Vektoru vadības un lauka vadības metodes (FOC, SVC) ASINHRONĀS PIEDZIŅAS INVERTORU VADĪBAS METODES Izplatītākās piedziņas sistēmu invertoru vadības metožu klases

3 Priekšrocības Vienkārša un lēta, ļoti populāra Nav nepieciešami atgriezeniskās saites devēji Nav jāveic sarežģīta atgriezeniskās saites signālu apstrāde -Plašs frekvences diapazons -Plaša amplitūdas izmaiņa -Komplekss signāla spektrs -Fāzu asimetrija Iespējami konstantā momenta, slodzei piemērota momenta un lauka vājinājuma darba režīmi Iespējams darbināt paralēli slēgtus motorus Trūkumi Piedziņas ātruma izmaiņas mainoties slodzes momentam Ātruma un momenta izmaiņas mainoties tīkla spriegumam Vāja sistēmas stabilitāte Vāji dinamiskie raksturlielumi U/f sprieguma avota invertora skalārā vadība ASINHRONĀS PIEDZIŅAS INVERTORU VADĪBAS METODES

4 Sprieguma avota invertora skalārā U/f vadība bez rotora ātruma un/vai pozīcijas devēja Tiek uzdots nepieciešamais rotācijas ātrums, kā arī pastāv sākotnējā sprieguma vērtība, kas kompensē sprieguma kritumu elektriskās mašīnas statorā miera stāvoklī. Atkarībā no sprieguma sistēmas pēc uzdotās frekvences tiek aprēķināta sprieguma amplitūda un izveidoti attiecīgi trīsfāzu signāli, kas tiek pielietoti invertora vadībai

5 ASINHRONĀS PIEDZIŅAS INVERTORU VADĪBAS METODES U/f vadība ar ieprogrammētu plūsmas raksturlīkni

6 Sprieguma avota invertora skalārā U/f vadība paralēli slēgtu motoru darbināšanai ASINHRONĀS PIEDZIŅAS INVERTORU VADĪBAS METODES

7 Sprieguma avota invertora skalārā U/f vadība ar rotora ātruma devēju ASINHRONĀS PIEDZIŅAS INVERTORU VADĪBAS METODES

8 Noslēgtas regulēšanas cilpas strāvas avota invertora strāvas un frekvences vadība bez ātruma devēja ASINHRONĀS PIEDZIŅAS INVERTORU VADĪBAS METODES

9 Strāvas avota invertora skalārā vadība ar ātruma devēju ASINHRONĀS PIEDZIŅAS INVERTORU VADĪBAS METODES

10 Relatīvi vienkārša momenta un statora plūsmas vadība regulējot invertora izejas sprieguma vektoru – ātrdarbīga momenta vadība Pamatā skalārā vadības metode Nav strāvas atgriezeniskās saites Izmanto netradicionālu IPM tehniku (līdzīgu SVPWM tehnikai) Tiek pielietota sūkņu, ventilatoru utml. piedziņas sistēmās kā uzlabojums U/f vadībai Raksturīgas strāvas, momenta un plūsmas pulsācijas Minimālā ātruma ierobežojums (problēmas, ko izsauc statora pretestības izmaiņas) ABB nesen ir izstrādāta DTC metode, kam nav nepieciešams ātruma devējs un kam nepiemīt iepriekšminētie trūkumi, jo tiek izmantots īpašs adaptīvais motora modelis Sprieguma avota invertora tiešā momenta vadības sistēma (DTC) ASINHRONĀS PIEDZIŅAS INVERTORU VADĪBAS METODES

11 Sprieguma avota invertora tiešā momenta vadības sistēma (DTC) ASINHRONĀS PIEDZIŅAS INVERTORU VADĪBAS METODES DTC metodes pamatā ir invertora izejas sprieguma vektora vadība, lai regulētu statora plūsmas vektora trajektoriju un, tātad, arī leņķi starp statora un rotora plūsmas vektoriem, no kā ir atkarīgs elektriskais moments. Plūsmas un momenta vērtību novērtēšanai tiek pielietota histerēzes veida salīdzināšana, nodrošinot kļūdas pielaidi zināmās robežās, kuras nosaka pielaides joslu platumi

12 Sprieguma avota invertora tiešā momenta vadības sistēma (DTC) ASINHRONĀS PIEDZIŅAS INVERTORU VADĪBAS METODES Vadības sistēmas ieejā tiek padotas statora plūsmas un uzdotā momenta signālu vērtības, kas tiek salīdzinātas ar reāli nomērītajām šo signālu vērtībām. Atkarībā no sektora, kurā atrodas šie lielumi tiek veikta slēdžu vadība ar mērķi novērst kļūdu starp uzdoto un nomērīto signālu vērtībām.

13 Kādēļ nepietiek ar skalārajām vadības metodēm? ASINHRONĀS PIEDZIŅAS INVERTORU VADĪBAS METODES Vadība atgādina trīs vienfāžu vadības sistēmas, nevis vienu trīsfāzu vadības sistēmu. Nav realizēta aizsardzība pret trīsfāzu sistēmas asimetrijas izraisītām problēmām; Tiek izmantots stacionārā režīma asinhronās mašīnas modelis/raksturlielumi, tādēļ dinamiskos režīmos vadības sistēma rada strāvas un sprieguma pīķus, kas pasliktina piedziņas veiktspēju un efektivitāti. Pārveidotāja komponentēm jāiztur lielas pārslodzes, tādēļ tā gabarīti ir lielāki; Sinusoidālu lielumu regulēšana ir sarežģīta problēma, ko nevar risināt ar tradicionāliem PI regulatoriem;

14 Asinhronā mašīna tiek vadīta līdzīgi kā neatkarīgās ierosmes līdzstrāvas mašīna Stabilāka un dinamiskāka vadība salīdzinot ar skalārajām vadības metodēm Iespējams nodrošināt nominālo momentu pie 0 ātruma Iespējama piedziņas vadība visos četros kvadrantos Vadībai ir sarežģīts algoritms – nepieciešama dārga vadības sistēma Sprieguma avota invertora vektoru vadība vadība ASINHRONĀS PIEDZIŅAS INVERTORU VADĪBAS METODES

15 Sprieguma avota invertora vektoru vadības sistēmas ASINHRONĀS PIEDZIŅAS INVERTORU VADĪBAS METODES Trīsfāzu strāvas vektors tiek izteikts stacionārā ortogonālā divasu (Klarka, jeb αβ) koordinātu sistēmā un tad pārnests sinhronā ortogonālā koordinātu sistēmā (Parka, jeb dq); Tiek iegūts no laika neatkarīgs strāvas vektors komponente i Sd (plūsmas komponente) un i Sq (momenta komponenete) ļauj neatkarīgi vadīt mašīnas magnetizēšanas plūsmu un momentu

16 Sprieguma avota invertora vektoru vadības sistēmas ASINHRONĀS PIEDZIŅAS INVERTORU VADĪBAS METODES Rezultātā, izmantojot strāvas vektora reprezentāciju sinhronajā atskaites sistēmā, asinhronā vai sinhronā mašīna vektoru vadības sistēmās tiek vadīta pēc analoģijas ar neatkarīgās ierosmes līdzstrāvas mašīnu

17 Sprieguma avota invertora vektoru vadības sistēmas ASINHRONĀS PIEDZIŅAS INVERTORU VADĪBAS METODES Ļoti būtiski ir precīzi noteikt rotora stāvokli (plūsmas vektora leņki θ ) Sinhronajām mašīnām plūsmas vektora rotācijas ātrums sakrīt ar rotora ātrumu un šo leņķi var noteikt vai nu ar rotora stāvokļa devēju, vai integrējot rotora ātrumu Asinhronajām mašīnām vēl ir jāņem vērā arī slīde, tādēļ θ noteikšanai jāizmanto kāds cits paņēmiens – vai nu mašīnas matemātiskais modelis sinhronajā koordinātu sistēmā, vai rotora stāvokļa devējs.

18 ASINHRONĀS PIEDZIŅAS INVERTORU VADĪBAS METODES Invertoru vadības IPM tehnikas: sinusa – trīsstūra metode Pie modulācijas frekvences indeksa vērtības m a = 1 maksimāli iespējamā līnijas sprieguma amplitūda invertora izejā ir 0,612V d

19 ASINHRONĀS PIEDZIŅAS INVERTORU VADĪBAS METODES Invertoru vadības IPM tehnikas: sinusa – trīsstūra metode ar 3. harmonisko komponenti Invertora izejas līnijas sprieguma V AB maksimālā vērtība var tikt palielināta kombinējot trīs fāzu sinusoidālos modulācijas signālus ar to 3. harmonisko komponenti Maksimāli iespējamā līnijas sprieguma amplitūda invertora izejā ar šo metodi ir 0,707V d

20 Telpiskā vektora IPM (SVPWM) tehnika ASINHRONĀS PIEDZIŅAS INVERTORU VADĪBAS METODES Atbilstoši komutējot 3 invertora komplementāro slēdžu pārus var iegūt 2 3 kombinācijas, jeb astoņus vektorus, no kuriem divi ir nulles vektori un ārējie seši sadala izejas sprieguma vektora rotācijas plakni sešos segmentos

21 Telpiskā vektora IPM (SVPWM) tehnika ASINHRONĀS PIEDZIŅAS INVERTORU VADĪBAS METODES Telpas vektora impulsa platuma modulācijas metodes uzdevums ir veidot uzdoto invertora izejas sprieguma vektoru, izmantojot astoņus pieejamos pamata vektorus un aprēķinot laika intervālus kādos katrs izmantojamais pamata vektors jāuztur invertora izejā

22 Telpiskā vektora IPM metode var nodrošināt mazāku motora strāvas THD koeficientu Salīdzinājumā ar sinusa – trīsstūra IPM metodi, ļauj efektīvāk izmantot pieejamo līdzsprieguma posma spriegumu invertora izejas sprieguma formēšanai Telpiskā vektora IPM (SVPWM) tehnika ASINHRONĀS PIEDZIŅAS INVERTORU VADĪBAS METODES