低電圧ユニバーサル周波数変換出力電圧は380~650V、出力電力は0.75~400kW、動作周波数は0~400Hz、主回路はAC-DC-を採用しています。交流回路。 その制御方式は次の4世代を経てきました。
正弦波パルス幅変調 (SPWM) 制御モード
シンプルな制御回路構造、低コスト、優れた機械的硬度を特徴としており、一般変速機のスムーズな速度調整要求に応えることができ、産業界の様々な分野で広く使用されています。 ただし、低周波では出力電圧が低いため、ステータ抵抗の電圧降下の影響を大きく受け、出力の最大トルクが低下します。 さらに、その機械的特性は結局のところ DC モーターほど硬くなく、動的トルク容量と静的速度調整性能が満足のいくものではなく、システム性能も高くなく、負荷の変化、トルク応答に応じて制御曲線が変化します。回転速度が遅く、モータトルク利用率が高くなく、低速時の固定子抵抗やインバータ不感帯の影響により性能が低下し、安定性が悪くなります。 したがって、人々はベクトル制御の周波数変換速度調整を開発しました。
電圧空間ベクトル (SVPWM) 制御モード
これは、三相波形の全体的な生成効果の前提に基づいており、モーターのエアギャップの理想的な円形の回転磁界軌道を近似し、三相変調波形を一度に生成し、それを制御することを目的としています。内接多角形で円に近づきます。 実用化後は周波数補償を導入するなど改良を加え、速度制御の誤差をなくすことができました。 磁束の大きさはフィードバックによって推定され、低速時のステータ抵抗の影響が排除されます。 出力電圧と電流は動的精度と安定性を向上させるために閉じられています。 しかし、制御回路のリンクが多く、トルク調整も導入されていないため、システムの性能が根本的に向上しているわけではありません。
ベクトル制御(VC)モード
ベクトル制御の周波数変換速度調整は、非同期モータの固定子電流 Ia、Ib、Ic を三相二相変換して三相座標系に変換し、交流電流 Ia1Ib1 に相当します。二相静止座標系で回転子磁界による回転変換を経て、同期回転座標系の直流電流Im1、It1に相当（Im1は直流モータの励磁電流に相当、IT1は相当）トルクに比例した電機子電流に)、DC モーターの制御方法を模倣し、DC モーターの制御量を求め、対応する座標逆変換後の非同期モーターの制御を実現します。 その本質は、AC モーターを DC モーターと等価化し、速度と磁界の 2 つの成分を独立して制御することです。 回転子鎖交磁束を制御し、固定子電流を分解することでトルクと磁界の2成分を求め、座標変換により直角位相制御やデカップリング制御を実現します。 ベクトル制御法の提案は画期的な意義を持つ。 しかし、実際のアプリケーションでは、ロータ磁束を正確に観測することが難しいため、システム特性はモータパラメータに大きく影響され、等価な DC モータ制御プロセスで使用されるベクトル回転変換はより複雑になるため、実際の制御効果により理想的な解析結果を実現します。
ダイレクトトルクコントロール（DTC）方式
1985 年にドイツのルール大学のデペンブロック教授が直接トルク制御周波数変換技術を初めて提案しました。 この技術は上記のベクトル制御の欠点を大幅に解決し、斬新な制御アイデア、簡潔で明確なシステム構造、優れた動的および静的性能によって急速に発展しました。 この技術は、電気機関車による高出力交流駆動牽引に適用され成功しています。 直接トルク制御は、固定子座標系の下で AC モーターの数学モデルを直接解析し、モーターの磁束とトルクを制御します。 AC モーターが DC モーターと同等である必要がないため、ベクトル回転変換における多くの複雑な計算が不要になります。 DC モーターの制御を模倣する必要はなく、デカップリングのために AC モーターの数学的モデルを単純化する必要もありません。
マトリックスAC-AC制御モード
VVVF 周波数変換、ベクトル制御周波数変換、直接トルク制御周波数変換はすべて AC-DC-AC 周波数変換の 1 つです。 一般的な欠点としては、入力力率が低い、高調波電流が大きい、直流回路に必要なエネルギー蓄積容量が大きい、回生エネルギーを系統にフィードバックできない、つまり四象限運転ができないという点が挙げられます。 このため、マトリックス交流周波数が誕生しました。 マトリックス AC-AC 周波数変換により中間 DC リンクが排除され、それによって大きくて高価な電解コンデンサが排除されるためです。 力率 1、正弦波および 4 象限動作の入力電流、およびシステムの高い電力密度を実現できます。 このテクノロジーはまだ成熟していませんが、依然として多くの学者を魅了し、深く研究しています。 その本質は、電流や鎖交磁束等量の間接的な制御ではなく、制御量としてトルクを直接実現することです。 その方法は次のとおりです。
1. ステータ磁束を制御してステータ磁束オブザーバを導入し、無速度センサーを実現します。
2. 自動識別 (ID) は、正確なモーター数学モデルに基づいてモーターパラメータを自動的に識別します。
3. 固定子インピーダンス、相互インダクタンス、磁気飽和係数、慣性などに対応する実際の値を計算し、リアルタイム制御のために実際のトルク、固定子磁束、回転子速度を計算します。
4. 磁束とトルクのバンドバンド制御に応じて PWM 信号を生成し、インバータのスイッチング状態を制御するバンドバンド制御を実現します。
マトリクス型AC-AC周波数によりトルク応答が速い（<2ms), high speed accuracy (±2%, no PG feedback), and high torque accuracy (<+3%); At the same time, it also has high starting torque and high torque accuracy, especially at low speed (including 0 speed), it can output 150%~200% torque.