ちょっと、そこ！ 11KW VFD のサプライヤーとして、私はよく最適な制御モード、V/F またはベクトル制御について質問を受けます。このブログでは、これら 2 つのモードを詳しく説明し、長所と短所を比較し、どちらがニーズに適しているかを判断できるようにします。
V/F制御とは何ですか？
V/F 制御は、電圧/周波数制御の略で、VFD の最も一般的な制御方法の 1 つです。これは、AC モーターの速度を制御する比較的シンプルで簡単な方法です。 V/F 制御の基本的な考え方は、モーターに供給される電圧と周波数の比率を一定に維持することです。
モーターに供給される電力の周波数を変えると、それに応じてモーターの速度も変わります。周波数に比例して電圧を調整することで、モーター内の磁束を一定に保つことができます。これにより、モーターの過熱を防ぎ、効率的に動作することが保証されます。
V/F制御の最大のメリットはそのシンプルさです。セットアップは簡単で、複雑なプログラミングや調整はほとんど必要ありません。このため、正確な速度制御が必要ないアプリケーションや、モーターの負荷が比較的一定であるアプリケーションに最適です。
V/F 制御のもう 1 つの利点は、費用対効果です。 V/F 制御を使用した VFD は、制御方式が単純であるため、一般にベクトル制御を使用した VFD よりも安価です。このため、コストが重要な考慮事項となる小規模から中規模のアプリケーションで人気の選択肢となっています。
ただし、V/F制御にもいくつかの制限があります。最大の制限の 1 つは、精度の欠如です。開ループ制御方式であるため、モーターの実際の速度やトルクは考慮されません。これは、モーターの速度が負荷に応じてわずかに変化する可能性があり、負荷条件が変化すると一定の速度を維持できない可能性があることを意味します。
V/F 制御のもう 1 つの限界は、低速性能が低いことです。低速では、モーターにトルク脈動が発生し、負荷を始動または実行するのに十分なトルクを提供できない場合があります。これは、ベルトコンベアやミキサーなど、モーターを低速で動作させる必要があるアプリケーションでは問題になる可能性があります。
ベクトル制御とは何ですか?
フィールド指向制御 (FOC) とも呼ばれるベクトル制御は、VFD のより高度な制御方法です。これは、モーターからのフィードバックを使用してモーターに供給される電圧と周波数をリアルタイムで調整する閉ループ制御方法です。これにより、モーターの速度、トルク、位置を正確に制御できます。
ベクトル制御の背後にある基本的な考え方は、モーターの固定子電流をトルク生成成分と磁束生成成分の 2 つの成分に分解することです。これら 2 つのコンポーネントを独立して制御することで、モーターのトルクと速度をより正確に制御できます。
ベクトル制御の最大の利点の 1 つはその精度です。閉ループ制御方式であるため、負荷条件が変化しても一定の速度とトルクを維持できます。このため、工作機械、ロボット工学、エレベーターなど、正確な速度制御が必要なアプリケーションに最適です。
ベクトル制御のもう一つの利点は、低速性能に優れていることです。低速では、モーターは高トルクとスムーズな動作を提供します。このため、コンベア、ミキサー、ポンプなど、モーターを低速で動作させる必要があるアプリケーションに最適です。
ただし、ベクトル制御にはいくつかの欠点もあります。最大の欠点の 1 つはその複雑さです。セットアップと最適化には、多くの複雑なプログラミングと調整が必要です。このため、V/F 制御よりも高価で時間のかかるオプションになります。
ベクトル制御のもう 1 つの欠点は、モーター パラメーターの影響を受けやすいことです。モーターからのフィードバックに依存しているため、モーターの抵抗、インダクタンス、定格電流などのパラメーターを正確に測定して入力することが重要です。これらのパラメータが正確に測定または入力されていない場合、VFD のパフォーマンスに影響が出る可能性があります。
どの制御モードが優れていますか?
では、11KW VFD には、V/F 制御とベクトル制御のどちらの制御モードが適しているのでしょうか?答えは、特定のアプリケーションと要件によって異なります。
正確な速度制御が必要なく、モーターの負荷が比較的一定であるアプリケーション向けに、シンプルでコスト効率の高いソリューションが必要な場合は、V/F 制御がより良い選択となる可能性があります。 V/F 制御はセットアップが簡単で、複雑なプログラミングや調整はあまり必要ありません。また、ベクトル制御よりも安価であるため、小規模から中規模のアプリケーションに最適です。
一方、正確な速度制御、優れた低速性能、変化する負荷条件下でも一定の速度とトルクを維持する能力が必要な場合は、ベクトル制御の方が良い選択となる可能性があります。ベクトル制御は、精度が重要なアプリケーションでより優れたパフォーマンスを提供できる、より高度で正確な制御方法です。ただし、V/F 制御よりも複雑で高価であるため、すべてのアプリケーションにとって最良の選択であるとは限りません。
結論
結論から言えば、V/F制御とベクトル制御にはそれぞれメリットとデメリットがあります。 11KW VFD に最適な制御モードは、特定のアプリケーションと要件によって異なります。正確な速度制御が必要ないアプリケーション向けに、シンプルでコスト効率の高いソリューションが必要な場合は、V/F 制御がより良い選択となる可能性があります。正確な速度制御、優れた低速性能、変化する負荷条件下でも一定の速度とトルクを維持する能力が必要な場合は、ベクトル制御の方が良い選択となる可能性があります。
11KW VFD のサプライヤーとして、お客様のアプリケーションに適した制御モードの選択をお手伝いします。 V/F制御VFDやベクトル制御VFDなど、お客様のニーズにお応えできるよう幅広い製品を取り揃えております。また、VFD が正しくインストールされ、構成されていることを確認するためのテクニカル サポートとインストール サービスも提供しています。
当社の 11KW VFD について詳しく知りたい場合、またはアプリケーションに適した制御モードの選択についてサポートが必要な場合は、お気軽に [調達と交渉についてご連絡] ください。ご質問がございましたら喜んでお答えし、お客様のニーズに合った適切なソリューションを見つけるお手伝いをさせていただきます。
参考文献
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- DW ノボトニー、TA 州リポ (1996)。 AC ドライブのベクトル制御とダイナミクス。オックスフォード大学出版局。