Перейти к содержанию
  • записи
    22
  • комментарий
    241
  • просмотров
    133 835

22. Векторный режим ПЧ - сообразил!?

vsh

1 670 просмотров

Несколько лет назад, в этом же блоге я выкладывал исследование (обнюхивание) достаточно фирменного частотника с привлечением цифрового осциллографа и здравого смысла. Получилось на мой взгляд неплохо, но народ скорей не одобрил, чем наоборот. Пришлось даже повоевать в комментариях, но сейчас уже не вспомню, насколько нервным оказалось это занятие. Исследование затевалось в значительной степени ради "себя любимого" и хозяина/донора частотника - чтобы избавиться от собственных непоняток. И это нам вполне удалось.

 

Сегодня до меня совершенно неожиданно "дошло" что именно мог бы делать ЧП в векторном режиме на совсем уж низких оборотах при наличии таходатчика на валу двигателя. Поскольку момент на валу асинхронного двигателя определяется полем (током) статора и "скольжением" между ротором и вращающимся магнитным полем статора, то для повышения крутящего момента надо поднимать оба. С током все достаточно просто (если забыть о нагреве), а вот скорость (частота) скольжения ограничена частотой питающего напряжения (выше не прыгнешь даже при неподвижном якоре). Но это в случае питания от сети или от простейшего ПЧ.

 

Векторный (умный) ПЧ мог бы накрутить частоту питания заметно выше заданной частоты вращения (пусть двигатель двухполюсный), подняв таким нетрадиционным образом то самое "скольжение" хоть до небес. Но для того, чтобы такой фокус прошел, требуется надежно измерять обороты (а точней мгновенную скорость) двигателя. Вот эту задачу как раз и решает таходатчик/энкодер. И тогда необходимость в магических заклинаниях вроде "... должен формировать форму напряжения по модели двигателя (в идеале) с учетом положения ротора относительно полюсов" исчезает. Получается хоть и не слишком просто, но вполне доступно для объяснения "на пальцах".

 

Данное объяснение я (заново?) выдумал лично для себя и очень этому рад. Оно не претендует ни на глубину, ни на "единственно верность" и даже сформулировано как предположение.  Но зато оно доступно (моему) пониманию и не противоречит здравому смыслу.

 

P.S. 1). Управление асинхронным двигателем за счет изменения частоты в чем-то аналогично управлению коллекторным двигателем за счет изменения напряжения. Если доступна информация о мгновенной скорости - задача неплохо решается. 2). Чтобы ощутить "на пальцах" роль скольжения и его относительность можно покрутить вручную асинхронник, запитанный постоянным током (прием используется для торможения).

 



13 Комментариев


Рекомендуемые комментарии

"Поскольку момент на валу асинхронного двигателя определяется полем (током) статора и "скольжением" между ротором и вращающимся магнитным полем статора, то для повышения крутящего момента надо поднимать оба. " 

если  говорить более привычной формулой, то  момент пропорционален  произведеню магнитного потока на ток ротора и косинуса угла между ними. Частотник который умеет считать этот косинус и управлять векторами м/потока и тока ротора получил название  векторный. Такое управление выгодно для поддержания  момента. на очень малых скоростях вращения. Что касается скольжения. Ток ротора тем выше,  чем больше  скорость пересечения его витками магнитного потока статора. Фактически чем больше скорость тем больше наведенная эдс и тем больше ток ротора. В асинхроннике скорость вращения ротора   меньше скорости поля. Если сделать наоборот , то получим на роторе тормозящий момент вместо вращающегося. Поэтому " накручивать " частоту питания  выше заданной для увеличения частоты скольжения этот фокус не пройдет. Под частотй скольжения подразумевается разностная частота поля и ротора

Поделиться этим комментарием


Ссылка на комментарий
vsh

Дата: (изменено)

15.04.2019 в 09:52, tolich2 сказал:

... если  говорить более привычной формулой ...

То тут я ничегошеньки понять не могу! :classic_sad:

Вы лучше уж тогда ответьте на элементарный и прямой вопрос. Вопрос вот такой: какая (примерно) будет частота у напряжения, подаваемого векторным частотником (с участием таходатчика) на обмотки статора, если асинхронный двигатель требуется вращать с частотой 1 Гц и при этом иметь заметный крутящий момент. :blum: Для простоты стоит взять установившийся режим: обороты, нагрузка на валу и режим питания постоянны во времени.

Изменено пользователем vsh

Поделиться этим комментарием


Ссылка на комментарий

То, что вы описали - на некоторых пч называется Компенсация скольжения на низкой частоте в скалярном режиме.

Векторный пч так же скользит, без скольжения у асинхронника не будет тока. Но изменения скольжения компенсируются самим принципом векторного управления - пч следит чтобы вектор тока был перпендикулярен магнитному полю. Управляет он током, т.е., изменяет напряжение.

Поделиться этим комментарием


Ссылка на комментарий
30.04.2019 в 11:55, pchel сказал:

пч следит чтобы вектор тока был перпендикулярен магнитному полю

Это еще менее понятно. А на простейший вопрос про частоту ответа так и нет!

Поделиться этим комментарием


Ссылка на комментарий

Хорошо,

26.04.2019 в 18:27, vsh сказал:

Вопрос вот такой: какая (примерно) будет частота у напряжения, подаваемого векторным частотником (с участием таходатчика) на обмотки статора, если асинхронный двигатель требуется вращать с частотой 1 Гц и при этом иметь заметный крутящий момент:blum: Для простоты стоит взять установившийся режим

Частота будет зависеть от параметров двигателя и нагрузки. Во всех и каждом случае применения, частота хоть чуть, но будет отличаться. Невозможно практически создать бесконечно одинаковые условия.

При динамической нагрузке в данном примере с ОС, частота будет меняться согласно ПИД-регулятору контура скорости.

Поделиться этим комментарием


Ссылка на комментарий
1 час назад, pchel сказал:

Невозможно практически создать бесконечно одинаковые условия. 

Да вы, батенька, прямо прирожденный дипломат! :classic_smile: Это же надо же столько всякого-разного написать, а на вопрос (по-существу) так и не ответить!

Частота будет гораздо больше 1 Гц. Может 5 Гц, а может 10 - конкретная цифра действительно зависит от целой кучи параметров (почему и необходим таходатчик). А если это будет 1 Гц - то сколько-нибудь заметного момента на валу не воникнет, каким бы "крутым" не был частотник, какими бы мудрыми принципами он не руководствовался и перпендикулярность чего и чему не обеспечивал. Вероятней всего, двигатель даже не стронется с места.

P.S. Ну все, мое терпение закончилось! Очередную религиозную демагогию я просто удалю без комментариев. Я тут хотел прояснить "темный" вопрос на уровне азов и просто здравого смысла! А желающие этот вопрос затемнить (заодно показав собственную "ученость") могут этим заниматься в любом другом месте (я заранее обещаю не вмешиваться).

Поделиться этим комментарием


Ссылка на комментарий
29 минут назад, vsh сказал:

Частота будет гораздо больше 1 Гц. Может 5 Гц, а может 10 -

Вы спросили "сколько", а на этот вопрос вам никто не ответит точно. То, что больше, это кмк, и так было понятно.:classic_smile:

Поделиться этим комментарием


Ссылка на комментарий
vsh

Дата: (изменено)

41 минуту назад, pchel сказал:

То, что больше, это кмк, и так было понятно.:classic_smile:

Как бы не так! Исходно этот вопрос был задан предыдущему комментатору и как раз в формулировке "примерно". Потому, что тот, насколько я смог понять его рассуждения, утверждал, что частота тока не должна быть выше частоты вращения. А уж потом я переадресовал так и не получивший ответа вопрос вам, поскольку мне не удалось понять, подтверждаете вы мой единственный тезис или опровергаете.

Все, закончили! :mad:

Изменено пользователем vsh

Поделиться этим комментарием


Ссылка на комментарий
vsh

Дата: (изменено)

Обратил внимание, что оба комментария написаны какой-то абракадаброй с совершенно непрозрачной внутренней логикой. Поэтому они непонятны и (воспитанной публикой) воспринимаются как очень умные (если мне непонятно, то это оттого, что я сам глуп, а вовсе не автор). То ли авторы искренне не понимают, что их способ изложения необычайно труден для восприятия, то ли намеренно этим пользуются. Такой особо изощренный троллинг. :classic_smile:

Вот, например, написано "... пч следит чтобы вектор тока был перпендикулярен магнитному полю...". Поскольку ток - это скаляр, то видимо речь идет не о "физическом" токе, а о стрелочке (учитыающей фазу) на какой-то векторной диаграмме. Но на какой именно - не сообщается - "догадайся мол сама". А если "в лоб" спросить про диаграмму - последует ответ "это кмк, и так было понятно".

Попробовал поискать, что написано по вопросу "компенсация скольжения на низкой частоте". Ожидал выйти на руководства от конкретных ПЧ, реализущих эту функцию, желательно  "в скалярном режиме" и получить информацию прямо "из первых рук" (а не в перепевах). Ничего подходящего не нашел, но зато угодил на некий технический форум, где еще 11 лет назад писали следующее: "ДСП-проц анализирует гармоники тока с частотой ниже синхронной и по ним вычисляет все что может - частоту ротора, момент, направление и т.д. и т.п. некоторые, особенно навёрнутые ДСП-процы и их алгоритмы позволяют работать с АД почти как с ШД, т.е. плюс ко всему они могут поворачивать ротор на заданный угол."

И тут я понял, что случайно угодил к истокам религиозной веры во всемогущество "принципа векторного управления", вооруженного "навернутым ДСП". С тех пор много воды утекло, но вера в чудо живет в "техническом" народе. Не без помощи продавцов с их рекламой и производителей с их недомолвками, мне думается...

Изменено пользователем vsh

Поделиться этим комментарием


Ссылка на комментарий
vsh

Дата: (изменено)

Вынужден был удалить чисто провокационную реплику.

А затем еще одну с мирным началом и последующим выходом на склоку.

Господа знатоки, ну не надо наводить тень на плетень! Вопрос был о том, что происходит на выходах частотника (черного ящика) когда/если он умудряется поддерживать значительный момент на валу асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором при совсем уж низких оборотах. Если там происходит совсем не то, что я написал - ну тогда извольте продемонстрировать экспериментальные осциллограмы (хотя бы как здесь).

Устройство черного ящика и алгоритмы внутри него задействованные - это совершенно иной вопрос и меня он совершенно не интересует (по кр. мере в настоящее время). С полями внутри движка - аналогичная история.

А если уж возникнет потребность во всем этом разобраться - отыщу учебники или монографии (на что хватит подготовки). Но их пересказы силами форумных знатоков читать не стану (как и рекламу от производителей/продавцов).

Изменено пользователем vsh

Поделиться этим комментарием


Ссылка на комментарий
AlexKokon

Дата: (изменено)

у меня на частотнике есть опция "добавить напряжения при падении оборотов". Добавляет от 0 до +30 вольт
на 0 легко  удерживаю патрон настольного токарного руками на пониженных (3-5гц)
на +10 с трудом
на +20 уже не могу 

Изменено пользователем AlexKokon

Поделиться этим комментарием


Ссылка на комментарий
vsh

Дата: (изменено)

16.06.2019 в 03:47, AlexKokon сказал:

у меня на частотнике есть опция "добавить напряжения при падении оборотов"...

То же самое проделывал частотник, который я тестировал (в векторном режиме без тахогенератора). На языке "легко удержать - удержать не могу" это тоже описывалось неплохо, но не более того. Проблема в том, что при низкой частоте питающего напряжения движок потребляет повышенный ток и усиленно греется (да еще и охлаждается плохо).

Если присутствует тахогенератор - тогда другое дело: (предположительно) вступает в силу то, что я написал в начале этой страницы)

Изменено пользователем vsh

Поделиться этим комментарием


Ссылка на комментарий
vsh

Дата: (изменено)

Похоже, жанр блога на данном форуме ускоренными темпами исчезает. Например, данная страница маячит среди пяти последних записей (на главной странице форума) уже 3 месяца, а еще год-два назад ее "закопали" бы максимум за пару недель. С чем это связано обсуждать бесполезно. Может просто с тем, что в смартфонной версии форума чтобы добраться до свежих блогов надо полностью промотать главную страницу, но вряд ли все так просто...

Изменено пользователем vsh

Поделиться этим комментарием


Ссылка на комментарий

×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.