モーションコントロールには明らかな周期的特性があり、産業オートメーション、オフィスオートメーション、ホームオートメーションをより高い段階に押し上げるために使用される、さまざまなハイテクの組み合わせです。現在、モーション制御は主に可変周波数ドライブ (VFD)、モーター、コントローラーの 3 つの部分で構成されています。
VFDローカル
VFD の中心はパワーエレクトロニクスと制御手法です。
1) パワーエレクトロニクスデバイス パワーエレクトロニクスデバイスは回路内でオンオフの役割を果たし、さまざまな変換装置を完成させます。VFD はこのコンバータを搭載するため、インバータ部品の開発、品質の向上とともに行われます。インバータ部品はオンオフ能力に依存し、オンオフ電流と定格電圧を受け入れます。飽和電圧降下やスイッチング損失など、オンオフプロセスでの損失の大きさによって、VFD の効率と体積が決まります。スイッチング損失はスイッチング周波数に関係します。スイッチング周波数はノイズに関係するだけでなく、出力電圧と電流波形にも関係します。つまり、パワーエレクトロニクスデバイスは、高電圧、大電流、高スイッチング周波数、小さいオン電圧降下の方向で実現されなければなりません。サイリスタは半制御デバイスであり、第 1 世代の製品に属しますが、整流またはインバータとして使用されるかどうかにかかわらず、低変調周波数、複雑な制御、低効率、大容量、高電圧、長い歴史があり、比較的成熟しています。
完全に制御されたデバイス GTO サイリスタと BJT、それが DC チョッパーの組み立てであろうと、VFD の組み立てであろうと、GTO サイリスタは電気機関車のアプリケーションを独占しています。これは、中国の「第八次五カ年計画」期間中に取り組むために組織された重大な科学研究課題でもある。しかし、GTO サイリスタのオフ電流ゲインが小さすぎ、過電流の維持が難しく、変調周波数が低いため、他のセンターに GTO サイリスタ VFD を使用することについては議論の余地があります。 BJT を組み合わせた DC チョッパーや PWMVFD は非常に人気がありますが、出力電圧は 460V を超えず、容量は 400kW を超えません。 BJT は電流駆動、消費電力が大きく、変調周波数が低く、ノイズが大きいため、MOSFET の電圧駆動ほど単純ではなく、信頼性も高くありません。しかし、後者は容量が小さく、出力電圧も低いため、市場には競合製品があまりありません。
モーションコントロールにおける新世代のパワーエレクトロニクスデバイスはIGBTとMCTです。前者はMOS駆動のBJTで、容量や電圧がBJTを上回り、置き換えの傾向にあります。後者の MOS はサイリスタを駆動し、理論的には両方の利点を備えています。これら 2 つの新しいデバイスは成熟した製品であり、IGBT は第 4 世代まで実施されており、現在諸外国ではマイクロエレクトロニクスの消費プロセスをパワーエレクトロニクスに移管し、特定用途向け集積回路が製造されています ()。 IGBTの駆動回路と保守回路を組み合わせたインテリジェントデバイスはIPMと呼ばれ、スイッチング電源はIPMと結合され、VFDの信頼性が向上します。かつては速度調整の主要製品でしたが、DC速度調整に取って代わります。そして21世紀は交流速度規制の時代となります。
2) 制御方式 VFD はさまざまな制御方式を採用しており、速度調整性能、特性、用途が異なります。制御方式は大きく開ループ制御と閉ループ制御に分けられます。オープンループ制御には、U/f (電圧および周波数) 比例制御方式が含まれます。閉ループには滑り周波数制御や各種ベクトル制御が含まれます。開発の歴史の観点からも、オープンループからクローズドループへ。通常のベクトル制御は、DC モーターの電機子電流制御に相当します。 AC モーターのパラメータを直接停止することができるようになり、直接トルク制御が可能になり、便利で正確であり、制御精度が高くなります。