Вихідна напруга універсального перетворення частоти низької напруги становить 380~650В, вихідна потужність 0,75~400 кВт, робоча частота 0~400 Гц, а його основна схема приймає AC-DC- Коло змінного струму. Його метод контролю пройшов наступні чотири покоління.
Режим керування широтно-імпульсною модуляцією (SPWM).
Він характеризується простою структурою схеми керування, низькою вартістю та хорошою механічною міцністю, яка відповідає вимогам плавного регулювання швидкості загальної трансмісії та широко використовується в різних галузях промисловості. Однак на низьких частотах через низьку вихідну напругу на крутний момент значно впливає падіння напруги опору статора, так що максимальний крутний момент на виході зменшується. Крім того, його механічні характеристики не такі жорсткі, як двигун постійного струму, зрештою, потужність динамічного крутного моменту та продуктивність статичного регулювання швидкості не є задовільними, а продуктивність системи невисока, крива керування змінюватиметься зі зміною навантаження, реакція крутного моменту повільно, коефіцієнт використання крутного моменту двигуна невисокий, продуктивність знижується через наявність опору статора та ефекту мертвої зони інвертора на низькій швидкості, а стабільність стає поганою. Тому люди розробили векторне управління частотою перетворення регулювання швидкості.
Режим керування просторовим вектором напруги (SVPWM).
Він заснований на передумові про загальний ефект генерації трифазної форми сигналу та має на меті наблизити ідеальну кругову траєкторію обертового магнітного поля повітряного зазору двигуна, генерувати трифазну модульовану форму сигналу в один момент часу та керувати ним за допомогою наближення до кола вписаним многокутником. Після практичного використання його було вдосконалено, тобто введено частотну компенсацію, що дозволяє усунути помилку регулювання швидкості; Величина потоку оцінюється за допомогою зворотного зв'язку, щоб виключити вплив опору статора на малих швидкостях. Вихідна напруга та струм закриті для підвищення динамічної точності та стабільності. Однак існує багато зв’язків ланцюга керування, і регулювання крутного моменту не вводиться, тому продуктивність системи не була фундаментально покращена.
Режим векторного керування (ВК).
Практика регулювання швидкості перетворення частоти векторного керування полягає в перетворенні струму статора Ia, Ib, Ic асинхронного двигуна в трифазну систему координат через трифазне двофазне перетворення, еквівалентне змінному струму Ia1Ib1 в двофазної стаціонарної системи координат, а потім через магнітне поле ротора, орієнтоване перетворення обертання, еквівалентне постійному струму Im1, It1 у синхронній системі координат обертання (Im1 еквівалентний струму збудження двигуна постійного струму; IT1 еквівалентний до струму якоря, пропорційного крутному моменту), а потім імітувати метод керування двигуном постійного струму, знайти керуючу величину двигуна постійного струму та реалізувати керування асинхронним двигуном після відповідного зворотного перетворення координат. Його суть полягає в еквівалентності двигуна змінного струму як двигуна постійного струму та незалежному управлінні двома компонентами швидкості та магнітного поля. Керуючи зчепленням потоку ротора, а потім розкладаючи струм статора, отримують два компоненти крутного моменту та магнітного поля, а квадратурний або розв’язувальний контроль реалізується шляхом перетворення координат. Пропозиція методу боротьби з переносниками має епохальне значення. Однак у практичних застосуваннях, оскільки потік ротора важко точно спостерігати, характеристики системи значною мірою залежать від параметрів двигуна, а перетворення вектора обертання, що використовується в еквівалентному процесі керування двигуном постійного струму, є більш складним, що ускладнює фактичний контрольний ефект для досягнення ідеальних результатів аналізу.
Метод прямого контролю крутного моменту (DTC).
У 1985 році професор ДеПенброк з Рурського університету в Німеччині вперше запропонував технологію перетворення частоти прямого керування крутним моментом. Ця технологія значною мірою усуває недоліки вищезазначеного векторного керування та швидко розвинулась завдяки новим ідеям керування, лаконічній і зрозумілій структурі системи та відмінним динамічним і статичним характеристикам. Ця технологія була успішно застосована для потужних електроприводів змінного струму, що тягне електровози. Пряме керування крутним моментом безпосередньо аналізує математичну модель двигуна змінного струму в системі координат статора та контролює потік і крутний момент двигуна. Він не вимагає, щоб двигун змінного струму був еквівалентним двигуну постійного струму, що усуває багато складних обчислень у векторному перетворенні обертання; Їй не потрібно імітувати керування двигуном постійного струму, а також не потрібно спрощувати математичну модель двигуна змінного струму для роз’єднання.
Матричний режим управління AC-AC
Перетворення частоти VVVF, перетворення частоти векторного керування та перетворення частоти прямого керування крутним моментом є одним із перетворень частоти AC-DC-AC. Його загальними недоліками є низький коефіцієнт вхідної потужності, великий гармонічний струм, велика ємність накопичення енергії, необхідна для ланцюгів постійного струму, і рекуперативна енергія не може бути подана назад у мережу, тобто не може бути виконана робота в чотирьох квадрантах. З цієї причини виникла матрична змінна частота. Оскільки матричне перетворення частоти AC-AC виключає проміжну ланку постійного струму, тим самим усуваючи громіздкі та дорогі електролітичні конденсатори. Він може досягти коефіцієнта потужності l, синусоїдального та чотириквадрантного вхідного струму та високої питомої потужності системи. Хоча ця технологія ще не є зрілою, вона все ще приваблює багатьох вчених до її глибокого вивчення. Його суть полягає не в опосередкованому управлінні струмом, потокозчепленням і рівними величинами, а безпосередньо реалізується крутний момент як контрольована величина. Ось як:
1. Керуйте потоком статора, щоб ввести спостерігач потоку статора для реалізації безшвидкісного датчика;
2. Автоматична ідентифікація (ID) спирається на точні математичні моделі двигуна для автоматичного визначення параметрів двигуна;
3. Обчисліть фактичне значення, що відповідає опору статора, взаємній індуктивності, коефіцієнту магнітного насичення, інерції тощо, обчисліть фактичний крутний момент, потік статора та швидкість ротора для керування в режимі реального часу;
4. Реалізуйте смугове керування для генерації сигналів ШІМ відповідно до діапазонно-смугового керування потоком і крутним моментом для керування станом перемикання інвертора.
Частота матриці типу AC-AC має швидку реакцію крутного моменту (<2ms), high speed accuracy (±2%, no PG feedback), and high torque accuracy (<+3%); At the same time, it also has high starting torque and high torque accuracy, especially at low speed (including 0 speed), it can output 150%~200% torque.