Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №4

В этой системе координат ix и iy постоянны во времени (при неизменной нагрузке).

Функциональная схема преобразователя частоты с реализацией векторного управления

Именно по описанному выше принципу работают преобразователи частоты фирмы Danfoss серий VLT5000, VLT6000, VLT8000. Эти преобразователи частоты наиболее полно оптимизированы для своих задач (соответственно — общепромышленное применение, вентиляторная серия, насосная серия).

Например, функции ААД (Автоматическая Адаптация Двигателя) и АОЭ (Автоматическая Оптимизация Энергопотребления) позволяют поднять КПД электродвигателя до 99 %, что лучше относительно параметров работы ПЧ производства других фирм на 2–3 %. А это величина дополнительной экономии электроэнергии, и соответственно, денежных средств пользователя.

Кроме того, для более сложных применений выпускается ПЧ серии VLT5000 Flux с прямым управлением вектором магнитного потока поля электродвигателя.

Принципы работы

Векторы тока а и Ь преобразуются во вращающуюся систему координат q-d. Эта система координат связана с вектором магнитного потока в воздушном зазоре, ws. При постоянной нагрузке токи iq и id не изменяются во времени.

Для реализации управления вектором магнитного потока в схему ПЧ вводится дополнительный блок расчета математической модели вектора потока. От качества и точности программной реализации данной модели зависит качество процесса регулирования частоты вращения электродвигателя, оптимизации энергопотребления и т. д. Специалисты фирмы Danfoss достигли следующих результатов в реализации управлением вектором магнитного потока 4-хполюсного электродвигателя:

Точность задания выходной частоты ПЧ (огибающей синусоиды)… 0.003 Гц

Динамический диапазон регулирования скорости… 1:1000 (с обратной связью)

Точность поддержания выходной скорости вращения (<1500 об/мин)… 1.5 об/мин

>1500 об/мин… 0.1 % от текущей скорости

Точность поддержания момента >… 5 % от текущего момента

Время отклика системы… 3 мсек

Регулировка мощности

Б. Колобов

Напомним, как важна регулировка мощности некоторых электроприборов. У электроплиток это позволит снизить расход энергии и предохранит пищу от пригорания. При стирке тонкого белья с кружевами лучше тоже не торопиться и снизить обороты электродвигателя вашей «Эврики» или «Вятки». Подобных примеров множество. Поэтому знайте: если электроприбор работает от сети 220 В и потребляет ток не более 10 А, то его мощность можно легко изменить при помощи регулятора, собранного на семисторе КУ208Г по первой схеме. Принцип работы устройства прост: сто раз в секунду на какое-то время прерывается подача тока к потребителю. И чем дольше перерыв, тем меньшая мощность потребляется. Рассмотрим его работу подробнее.

Переменное напряжение через гасящие резисторы R3 и R4 поступает на цепочку R5 и С1 и снимается с этой цепочки на диодный мост VD6, с которого подается на управляющий электрод семистора. Динистор VD7 служит для «замыкания» диодного моста VD6. Как только постоянное напряжение на выходе превысит напряжение пробоя динистора, он замыкает мост, и напряжение с цепочки R5 и С1 поступает на управляющий электрод. Резисторы R5 определяют время заряда емкости С1, а поворот его рукоятки позволяет нам изменить мощность, потребляемую нагрузкой Rh.

Стабилитроны VD8 и VD9 стабилизируют ток зарядки емкости.

Поэтому конденсатор С1 должен быть рассчитан на напряжение не ниже 100 вольт. Если данная емкость рассчитана на напряжение 250 В и выше, то стабилитрон можно исключить. Индикаторной лампой L1 определяют напряжение сети, а лампа L2 включена параллельно rh и показывает наличие напряжения на нагрузке. Если нагрузка потребляет ток около 10 А, то тиристор желательно поместить на радиатор. По своему действию наш регулятор равноценен трансформатору (типа ЛATP), плавно регулирующему напряжение на нагрузке. Его преимущества — примерно в тысячу раз меньший объем, в сто раз меньший вес, а также в десять раз меньшая стоимость. Если параллельно нагрузке включить вольтметр и покрутить рукоятку R5, то он покажет изменение эффективного значения напряжения в пределах от 25–30 до 200–210 В.

В некоторых случаях необходим верхний предел 220 В. Тогда следует уменьшить номинал резисторов R3 и R4 до 10 К, но увеличить их мощность в 1,5–2 раза. Если же нужно уменьшить нижний предел регулирования, поставьте динистор с меньшим напряжением отсечки.