Приводы постоянного тока известны своей способностью обеспечивать жесткое регулирование скорости и полный крутящий момент на любой скорости, в то время как традиционные приводы переменного тока имели более узкий диапазон скоростей и ограниченный контроль крутящего момента. Но новые приводы переменного тока, использующие векторное управление, также известное как field oriented control (FOC), обладают характеристиками, аналогичными двигателям постоянного тока и приводным системам.

Благодаря независимому управлению обеими составляющими тока статора (током намагничивания и током, создающим крутящий момент) векторный привод переменного тока способен регулировать как крутящий момент, так и скорость. Системы электропривода переменного тока также свободны от проблем с техническим обслуживанием, которые исторически возникали у двигателей постоянного тока, а именно от износа щеток. Итак, учитывая преимущества, получаемые при использовании векторного привода переменного тока, когда имеет смысл предпочесть двигатель постоянного тока и приводную систему векторному приводу переменного тока?

Стандартные приводы переменного тока, также называемые частотно-регулируемыми приводами (ЧРП), регулируют частоту вращения двигателя путем изменения частоты подачи электроэнергии на двигатель. пт векторные приводы используйте сложный алгоритм для независимого управления составляющими тока статора, создающими крутящий момент и намагничивающими его. Это позволяет лучше контролировать скорость во всем диапазоне скоростей, а также лучше регулировать крутящий момент, особенно на низких скоростях.

Во-первых, существует проблема доступности. Не от самих компонентов, а от мощности, необходимой для привода. VFD обычно используют 3-фазное напряжение питания переменного тока, которое не всегда доступно. Если приложение имеет доступ только к однофазному питанию, то лучшим вариантом является привод постоянного тока, поскольку VFD пришлось бы обесточить, чтобы гарантировать, что его компоненты смогут выдерживать более высокий ток, связанный с однофазным входом.

Кроме того, для работы векторного привода переменного тока в режиме реального времени с замкнутым контуром требуется энкодер или устройство обратной связи, что увеличивает стоимость и сложность системы. С другой стороны, привод постоянного тока может работать через внутреннюю обратную связь с якорем, что исключает необходимость во внешнем датчике.

Необходимость ввода в эксплуатацию и настройки в соответствии с параметрами двигателя и областью применения являются дополнительными примерами сложности векторных приводов переменного тока.И наоборот, приводы постоянного тока просты в запуске, устранении неполадок и обслуживании. Даже щетки двигателей постоянного тока стали более надежными и с меньшей вероятностью требуют технического обслуживания или замены, чем когда-то.

В общем, когда приходится выбирать между двумя решениями, которые оба отвечают требованиям применения, более желательным вариантом будет менее сложный, которым, в данном случае, является система электропривода постоянного тока.

Традиционные двигатели переменного тока не могут создавать крутящий момент при низкой или нулевой частоте вращения из-за проскальзывания, которое представляет собой разницу между скоростью вращающегося магнитного поля и скоростью вращения ротора. Проскальзывание — это, по сути, потеря энергии, которая преобразуется в тепло, что может повредить изоляцию двигателя и кабеля. Из-за этого нагрева двигатель не может выдавать полный крутящий момент на низкой (или нулевой) частоте вращения при непрерывной работе.Однако векторное управление VFDS с замкнутым контуром решает эту проблему, позволяя контроллеру регулировать крутящий момент посредством управления потоком (намагничивающим) тока. Это позволяет приводу обеспечивать хорошее управление оборотом независимо от скорости, в том числе вплоть до нулевой скорости.

Так почему бы векторным приводам переменного тока не быть предпочтительнее систем электропривода постоянного тока для применений, требующих высокого пускового момента или удерживающего момента? Основная причина проста: стоимость. Векторные приводы сложны и, следовательно, более дороги, чем приводы постоянного тока. А для полноценной работы векторного привода переменного тока с замкнутым контуром необходимость в дополнительном энкодере еще больше увеличивает стоимость.

Благодаря простому запуску, хорошему регулированию крутящего момента и скорости вращения и общей более низкой стоимости комбинации электродвигателя постоянного тока с приводом во многих случаях являются предпочтительным выбором для применений, требующих высокого пускового момента или нулевого или низкоскоростного удерживающего момента.

Автор изображения: Sprint Electric Limited