Sử dụng Điều khiển V/F , còn được gọi là điều khiển “volt per hertz” hoặc điều khiển vô hướng, một biến tần về cơ bản hoạt động như một nguồn cung cấp điện có tần số và điện áp tỷ lệ đã chọn. Ở một tốc độ nhất định, động cơ hoạt động nhiều như khi được cung cấp bởi nguồn điện. Đối với mỗi cài đặt tần số, hoạt động của động cơ được điều chỉnh bởi một đường cong mô-men xoắn và tốc độ tương tự như đường cong mô-men xoắn và tốc độ điều chỉnh hoạt động của công suất hữu ích. Với Vector Control , các điều chỉnh V / Hz được sử dụng để cung cấp một họ đường cong mô-men xoắn so với tốc độ tương đương với mô-men xoắn công suất hữu ích và đường cong tốc độ trên phạm vi tốc độ càng rộng càng tốt. Điểm hoạt động của bộ truyền động là tại giao điểm của mô-men xoắn truyền động đã chọn so với đường cong tốc độ và mô-men xoắn đặc trưng so với đường cong tốc độ của thiết bị dẫn động.
Điều chỉnh thời gian tăng tốc và giảm tốc của đoạn đường dốc được sử dụng để ngăn dòng tăng tốc và giảm tốc vượt quá giới hạn an toàn. Các điều chỉnh giới hạn hiện tại được sử dụng để giảm tốc độ của động cơ chứ không phải tắt trong trường hợp mômen tải vượt quá giới hạn an toàn của biến tần. Đo lường hiện tại cũng có thể được sử dụng để tự động cắt các điều chỉnh điều chỉnh khác nhau nhằm mang lại hiệu suất nâng cao. Bộ truyền động vô hướng được điều chỉnh thích hợp với các cải tiến kiểm soát tốt nhất có thể cung cấp 150% mô-men xoắn định mức để vượt qua ma sát tĩnh ở tốc độ 0 và để tăng tốc tải. Chúng cũng có thể cung cấp mô-men xoắn hoạt động tương đối trơn tru ở bất kỳ tốc độ cài đặt nào xuống khoảng 10% tốc độ cơ bản.
Bộ truyền động điều khiển vector tìm cách điều chỉnh động mô-men xoắn của động cơ một cách trực tiếp và chính xác nhất có thể. Tốc độ được điều chỉnh gián tiếp bằng cách cung cấp chính xác mô-men xoắn cần thiết để vận hành thiết bị truyền động ở tốc độ mong muốn. Bộ truyền động điều khiển vector sử dụng mô hình toán học của động cơ để xác định động các giá trị của các thông số điều khiển và vận hành thiết yếu. Chúng được gọi là bộ truyền động “điều khiển vectơ” vì phân tích này dựa trên biểu diễn vectơ của dòng điện, điện áp và từ thông.
Xem thêm: Biến tần điều khiển Sensorless Vectơ Control Techniques NE
Một trong những yếu tố quan trọng của điều khiển véc tơ là phân tích dòng điện của động cơ. Dòng điện trong động cơ cảm ứng là sự kết hợp của vectơ dòng điện từ hóa và vectơ dòng điện sinh ra mômen. Bộ truyền động Vector liên tục theo dõi và phân tích dòng điện của động cơ để xác định điện áp cần áp dụng ở bất kỳ tần số nhất định nào để tạo ra dòng từ hóa tối ưu. Các thiết kế ổ đĩa khác nhau thực hiện điều khiển vector theo những cách khác nhau. Một số nhà sản xuất coi thiết kế của họ đủ độc đáo để được xác định một cách thích hợp hơn bằng các thuật ngữ khác ngoài “kiểm soát véc tơ”. Hiệu suất tốt nhất thường đạt được bằng cách cung cấp tốc độ trục và / hoặc tín hiệu phản hồi vị trí, nhưng bộ truyền động vectơ “không cảm biến” cung cấp hiệu suất đủ cho nhiều ứng dụng mà không cần sử dụng thiết bị phản hồi bên ngoài.
Bộ truyền động vectơ, bao gồm cả các kiểu không có cảm biến, thường có thể cung cấp hơn 150% mô-men xoắn định mức đáng kể để vượt qua ma sát tĩnh ở tốc độ 0 và để tăng tốc tải. Chúng cũng có thể cung cấp mô-men xoắn hoạt động trơn tru ở bất kỳ tốc độ cài đặt nào xuống tốc độ 0 hoặc rất gần tốc độ 0. Để giữ tải trọng đại tu một cách đáng tin cậy ở vị trí ở tốc độ bằng không, thông thường cần phải có phản hồi về tốc độ / vị trí. Bộ truyền động Vector cung cấp hiệu suất tuyệt vời trong điều kiện điều chỉnh tốc độ tĩnh và động chính xác và phản ứng nhanh chóng với những thay đổi đột ngột của mô-men xoắn tải. Bộ truyền động vector cũng có thể cung cấp khả năng điều chỉnh mô-men xoắn như một giải pháp thay thế cho việc điều chỉnh tốc độ. VFD là truyền động av / f, chỉ có điều khiển vô hướng và nó không thể tạo ra mô-men xoắn trên giá trị định mức.
Trong bất kỳ ứng dụng động cơ nào, hai tiêu chí bắt buộc là Mô-men xoắn và tốc độ. Có hai loại VFD, ổ v / f và ổ vectơ. Loại thứ hai có thể phát triển mô-men xoắn cực đại 150-250% ngay cả ở vòng tua máy rất thấp. Bằng cách cung cấp điều khiển vòng kín cho các ứng dụng như máy thổi, máy nén, máy bơm, v.v., có thể tiết kiệm được. Sử dụng cuộn cảm xoay chiều 5-7% ở phía sơ cấp làm giảm việc tạo ra sóng hài. Các ưu điểm khác bao gồm vận hành trơn tru bằng cách chọn các thông số tăng tốc, giảm tốc và phá vỡ tái tạo, v.v. TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG so với VF DRIVES ES không thể tạo ra mô-men xoắn trên giá trị định mức. Nó chỉ kiểm soát điện áp – từ thông giảm khi giảm điện áp. ES chỉ dành cho hoạt động tải một phần. Nó là một phiên bản điện tử của một bộ biến đổi tự động đơn giản, ngoại trừ ES có thể hoạt động trong vòng kín.
Hiệu quả tải một phần trong động cơ có thể được cải thiện bằng cách giảm điện áp sử dụng ES thay vì sử dụng VFD đắt tiền hơn. Nguyên tắc đằng sau phương pháp này là: Khi động cơ hoạt động trên một phần tải, nó phát triển mô-men xoắn cần thiết với từ thông giảm; vì vậy điện áp đặt vào có thể nhỏ hơn định mức. Giảm điện áp làm giảm tổn thất sắt (Mất sắt ∞ V2) và do đó hiệu suất động cơ được cải thiện; giảm dòng điện từ hóa cũng gây ra tăng PF. Trên thực tế, động cơ có thể hoạt động ở hiệu suất cao nhất với bất kỳ tải nào, miễn là đặt điện áp yêu cầu chính xác (nói cách khác, bằng cách duy trì độ trượt ở giá trị tối ưu của nó). ES thực hiện điều này.
Ngược lại, VFD cũng làm giảm điện áp, cùng với tần số, và do đó tốc độ thay đổi, và mức tải cũng thay đổi. Trong thực tế, ngay cả ES cũng không cần thiết để giảm điện áp; nó có thể được thực hiện dễ dàng thông qua một bộ biến đổi tự động (AT). Hơn nữa, VFDs & ES gây ra sóng hài, nhưng AT thì không. AT rẻ hơn nhiều. Nếu cần thiết phải sử dụng động cơ quá khổ, người ta có thể sử dụng AT để cung cấp điện áp phù hợp trong trường hợp hoạt động của một phần tải. ĐỘNG CƠ – ĐẠI CƯƠNG Động cơ thường cần phải quá khổ để xem xét mô-men xoắn khởi động ban đầu và các tải trọng / mô-men xoắn không thể đoán trước khác, trong các ứng dụng cơ khí nghiêm ngặt. Có nhiều cách mà động cơ có thể được lựa chọn gần với điều kiện tải / mô-men xoắn đang chạy, bằng cách có các khớp nối chất lỏng / bộ khởi động mềm.
Điều này lý tưởng nên được xem xét trong khi thiết kế hệ thống truyền lực, tức là động cơ, các khớp nối, hộp số và cuối cùng là tải. Trong nhiều ứng dụng, đặc biệt là trong ngành công nghiệp thép, động cơ được đánh giá cao hơn nhiều so với tải đang chạy, để xem xét việc dừng động cơ. Nếu động cơ quá kích thước vì những lý do không liên quan khác và 1] Sẽ chạy trong phần lớn thời gian ở mô-men xoắn thấp hơn và / hoặc 2] Bánh răng chuyển mạch để khởi động SD không giúp ích được nhiều, VFDs sẽ là một giải pháp lý tưởng. Nhu cầu mô-men xoắn thấp hơn dẫn đến tiết kiệm năng lượng đáng kể. Đối với xếp hạng rất cao và động cơ MV / HT, ngành công nghiệp cũng sử dụng các khớp nối chất lỏng tốc độ thay đổi.
