Векторные преобразователи частоты

Векторные преобразователи частоты наиболее полно учитывают особенности электродвигателей. У систем с векторными частотными преобразователями высокое быстродействие, точность и широкий диапазон регулировки.

Модели приборов и аналоги

В сводной таблице приведен краткий совокупный обзор частотных преобразователей по производителям. Подробную информацию о линейках и самих приборах можно узнать на соответствующих страницах.

Производитель	Диапазон мощностей	Вход	Регуляторы процесса	Уровень защиты	Температура среды	Примечания, особенности
Innovert ITD	0,4…800 кВт	1Ф 220В 3Ф 380В	ПИД	IP31 IP65	-10…+40°С	Встроенная защита от перенапряжения, КЗ и обрыва фаз
Lenze SMV	0,25…45 кВт	1Ф или 3Ф 220В 3Ф 380В 3Ф 600В	ПИД	IP31 IP65	-10…+55°С	Доступно дополнительное оборудование
Delta VFD-E	0,02…22 кВт	1Ф 220В 3Ф 460В	ПИД	IP20	-10…+50°С	Компактный экономичный преобразователь
Delta VFD-VE	0,75…75 кВт	1Ф 220В 3Ф 460В	ПИД	IP20	-10…+40°С	Доступны специализированные модели
Delta C2000	0,75…355 кВт	3Ф 230В 3Ф 460В	ПИД	IP20	-10…+50°С	Усовершенствованный универсальный ПЧ
Delta MS300	0,2…22 кВт	1Ф 115В 1Ф 230В 3Ф 230В 3Ф 460В		IP20/ IP40		Улучшенная в сравнении с VFD-E и VFD-M серия векторных приводов.
INSTART	0,37…630 кВт	1Ф 220В 3Ф 380В	ПИД	IP20	-10…+40°С	Широкий диапазон мощностей. Доступны специализированные модели
SINEE	0,4…400 кВт	1Ф 220В 3Ф 380В	ПИД	IP20	-10…+40°С	Широкий диапазон мощностей. Доступны специализированные модели
ONI A400	0,2…3,7 кВт	1ф 220В 3ф 220В 3ф 380В	ПИД	IP20, NEMA1 (опция)	-10…+50°С	Универсальный многофункциональный преобразователь частоты, компактная серия для диапазона небольших мощностей
ONI K800	0,75…37,0 кВт	3ф 380В	ПИД	IP20, IP21, NEMA1 (опция)	-10…+50°С	ПЧ с максимально широкими фунциональными возможностями
ONI M680	0,4…132,0 кВт	3ф 380В	ПИД	IP20, NEMA1 (опция)	-10…+50°С	Универсальный ПЧ в широком диапазоне мощностей

Преобразователи других производителей.

Таблица сравнения некоторых преобразователей Delta и Lenze.

Области применения векторных частотных преобразователей

Области применения векторных и скалярных преобразователей схожи, т.к. объект управления один и тот же. Однако, есть сферы, где векторные наиболее предпочтительны:

• Быстродействующие системы, системы позиционирования (станочное оборудование, станкостроение, спецмеханизмы, лебедки, лифты, растягивающие нагрузки)
• Промышленные стиральные машины, компрессоры
• Металлообработка, полиграфия, упаковка/фасовка и т.д.
• Электропривод, где важно обеспечение высокого момента на малых скоростях
• Приложения, где на одной частоте нагрузка меняется в процессе эксплуатации (без четкой зависимости между скоростью и нагрузкой)
• Применения, требующие управления моментом на валу, а также широкого диапазона регулировки скорости

Назначение векторных преобразователей частоты

В общем смысле назначение векторных ПЧ также схоже со скалярными. Отличие заключается в более точном управлении отдельными двигателями:

• Полное управление двигателем на стадиях от его пуска до останова, реализация сложных законов управления + обмен данными
• Высокоточное регулирование скорости в широких пределах, контроль момента нагрузки (в том числе поддержание высокого момента при низких скоростях)
• Защита двигателя/оборудования
• Экономия электрической энергии

Преимущества

Векторные ПЧ обладают преимуществами:

• Наиболее полно учитываются динамические свойства АД, обеспечивается высокий КПД двигателя + контролируется момент на валу
• Высокая точность регулировки скорости
• Высокое быстродействие системы, реакция на изменение нагрузки
• Расширенный диапазон частотного регулирования при определенных моментах (номинальных) + плавный ход в области малых частот

Недостатки

Недостатки преобразователей с векторным управлением:

1. Невозможность группового управления. Для решения этой проблемы используйте скалярные преобразователи частоты
2. Требуется максимально полная информация о параметрах двигателя + большая сложность вычислений
3. Колебания скорости выше по сравнению со скалярным ПЧ (при постоянной нагрузке)
4. Более высокая цена

Принцип работы векторных частотных преобразователей

Векторный преобразователь, в отличие от скалярного, использует математическую модель двигателя. В этом случае объектом управления становится не только поле статора, но еще и ротора + учитывается их взаимодействие. Помимо выходной частоты и тока преобразователя используется также фаза выходного тока. Таким образом, обеспечивается почти безынерционное регулирование скорости вращения и момента вала.

Существует две основные системы такого управления АД – бездатчиковые и с обратной связью. В общем, структура скалярного и векторного ПЧ схожа – они преобразуют входное сетевое напряжение в выходное по своим законам регулирования.

Схема возможной комплектации ПЧ: