Векторное управление, Более подробно- что за зверь? Опции

[repairDV]

Здравствуйте. Занимаюсь конструированием своего варианта асинхронного электропривода. В принципе, по основным функциям вроде всё получилось нормально, сейчас подбиваю всякие необходимиые мелочи. Но дело не в этом. Хотелось бы знать, чем мой вариант привода отличается от общепринятого. Электропривод бездатчиковый, т.е. регулирование идёт по анализу обратной связи по току: фазы и амплитуды тока, снимаемой с трансформатора тока. Задача была поставлена: получение максимальной экономии электроэнергии. Идея была такая: для поддержания частоты вращения электродвигателя нет необходимости подавать на него напряжение, равное, скажем, сетевому - 380 В, на частоте 50 гц, если подаётся эта частота. Высокое напряжение нужно только в момент раскрутки; когда механизм пришёл в движение, то он приобретает определённую инерцию и подавать на него полное напряжение уже нет необходимости, ибо помимо перерасхода электроэнергии имеются ещё некоторые непрятности, как например, трение ротора об статор. Т.е., после раскрутки напряжение уменьшается ровно настолько, чтобы поддержать вращение в заданном значении. И - не более. Ну и, естественно, не менее, дабы механизм не затормаживался от перегрузки электродвигателя.
Вопрос - т.н. векторное управление в бездатчиковом варианте - это то же самое?

[syoma]

если программа процессора не успеет обработать данные об изменившейся нагрузки.

Насколько я знаю, в асинхронниках весь принцип взаимосвязи момента и тока основан на разности частот вращения ротора и магн.поля статора. Магн. поле статора вы вращаете частотником. А ток зависит от того, насколько синхронно в этом поле вращается ротор. Если она вращается с той-же скоростью, то нагрузки нет и тока как такового нет.
Если же нагрузка возрастает, то ротор начинает замедляться, как сказал wganzand, и при этом ток начнет возрастать.
По возросшему току процессор и определяет, что нагрузка увеличилась и теоретически должен увеличить частоту, чтобы ротор вернулся к исходной частоте. То есть он должен не 50гц уже подавать а, например, 52Гц. Тогда ротор с возросшей нагрузкой будет крутиться на 50Гц.
Вернувшись к начальному вопросу об энергопотреблении, ИМХО при работе на номинальной частоте выигрыша не будет. Двигатель все равно возъмет столько тока, сколько ему нужно при любом типе управления. Векторное управление просто выигрывает по времени реакции и качеству регулирования, но обмануть электро-механику двигателя она не может.

ПС Точнее может, только в случае разгонов и замедлений близких Мкр или точке опрокидывания. При прямом включении в момент пуска мотор потребляет пусковой ток, львиная доля которого идет на нагрев, а совсем немного собственно на создание пускового момента. А частотник этот ток ограничивает до тока при Мкр и таким образом характеристики мотора не хуже а экономия на лицо.

[repairDV]

По возросшему току процессор и определяет, что нагрузка увеличилась и теоретически должен увеличить частоту, чтобы ротор вернулся к исходной частоте. То есть он должен не 50гц уже подавать а, например, 52Гц. Тогда ротор с возросшей нагрузкой будет крутиться на 50Гц.

Совершенно неверно. Во-первых, двигатель может взять больший ток, если вы позволите ему это. Т.е., либо если вы регулируете ток с помощью скважности ШИМ, то это будет зависеть от ширины активной части ШИМ. Если вы регулируете уровнем напряжения, то ток будет ограничен пределами этого уровня. Т.е., та ситуация, о которой вы говорите, относится к случаю, когда электродвигатель перегружен, что говорит либо о превышении нагрузки выше расчётной нормы, либо о том, что вы недодаёте ему "количества электричестка", занизив уровень напряжения или чересчур уменьшив ширину активной части ШИМ. Частотой питающего напряжения вращение ротора не может стабилизироваться (не путать - "регулироваться"). Только током. Это даже как-то совершенно абсурдно. Кстати, если судить по тому, что вы пишете - это значит, что вы над этим не корпеете практически... Тут нужно самому эти вещи поковырять, с осциллографом, со своей стендовой программкой, чтобы видеть данные регистров микроконтроллера.

Вернувшись к начальному вопросу об энергопотреблении, ИМХО при работе на номинальной частоте выигрыша не будет. Двигатель все равно возъмет столько тока, сколько ему нужно при любом типе управления.

Ни в коем случае. Для примера: питание электродвигателя идёт без всяких частотников, от промышленной сети 380 В, 50 гц. Если нагрузка и мощность двигателя рассчитаны правильно, то такое повышенное напряжение двигателю нужно только в момент раскрутки. В этот момент - да, он возьмёт ровно столько, сколько ему нужно. После того, как механизм пришёл в движение и приобрёл инерцию, то двигателю уже не нужно такое высокое напряжение. Но - как вы написали, он в это время всё-таки тоже - берёт. И берёт он - лишнее. А соответственно, его ток слишком завышен. Его режим - не номинален.
Хотя, кстати, это хорошо, что вы так думаете. Если так думают разработчики электроприводов, то, вероятно, у меня всё-таки есть шанс..

[_Pasha]

Вот читаю я Вас и не понимаю, каким макаком у Вас ограничение тока сверху происходит. Мне кажется, что мы уже это где-то пытались обсудить. Я имею ввиду, что V/F все-таки должна рулить для задания допустимых пределов регулирования как в плюс, так и в минус.
Картинко: V/F профиль а-ля Freescale с обозначением пределов регулирования по току (точнее, по амплитуде ШИМ)
[attachment=22161:attachment]
1- область ограничения сверху
2- номинал
3 - ограничение снизу.
И,ессно, чем выше частота, тем Уже пределы регулирования.
Ну, и конечно, можно извратиться и задать еще нижний предел для горизонтальной части .

[repairDV]

Вот читаю я Вас и не понимаю, каким макаком у Вас ограничение тока сверху происходит.

Да максимум, я думаю, нужен только для функции максимальной токовой защиты. И он имеет вид стандартной U/F характеристики. Ну, как на картинках в книжках. А минимум - если это ШИМ, то чтобы не превысить допустимую частоту IGBT. А то греться будет.

[_Pasha]

Да максимум, я думаю, нужен только для функции максимальной токовой защиты.

Э-э-э... максимально токовая защита, после которой привод останавливается. Это не работа, когда сплошная защита. Тут надо нежнее, имхо. Собсна, чего я и приклепался:
Возьмем самый тупой пример. Увеличение скорости. Даже не старт, а просто ускорение - увеличение тока. Как только достигнут какой-то порог, за которым макс.токовая защита, а скорость все еще меняется - ускорение надо снижать, облагораживая процесс пожирания тока двигателем. Так вот, я считаю, что проще всего такие вещи делать именно в нарисованной ранее вилке. Но, поскольку я эту вилку еще особо не применял, интересны мнения против