В отличии от вольт-частотно регулирования векторное управление асинхронным двигателем обеспечивает лучший контроль момента на валу. Векторное управление организуется по ориентации поля в обмотках двигателя. Векторный алгоритм управления позволяет согласовать ток двигателя и магнитный поток, таким образом, при котором на выходном валу получается требуемое значение момента.

Для пояснения отобразим ток двигателя на системе координат связанной с потоком ротора Ф. Этот ток можно разбить на две составляющих:
Id – ток параллельный потоку ротора;
Iq – ток перпендикулярный потоку ротора.

Составляющая Id является потокообразующей. Составляющая Iq отвечает за образование момента. Для отслеживания параметров этих составляющих в регуляторе тока предусмотрены два ПИ-регулятора. Задача регуляторов состоит в приведении значений компонент к заданным параметрам. В стационарном режиме эти величины оказываются равными.

В стационарном режиме составляющая Id пропорциональна величине потока Ф. В этом же случае момент вращения пропорционален умноженным друг на друга Id и Iq.
М ~ Ф* Iq
Ф ~ Id,stat
М ~ Id * Iq

Векторное управление обладает следующими явными преимуществами в сравнении с вольт-частотным:
Стабильность параметров в динамических режимах;
Быстрая реакция на изменения заданного значения и как следствие лучшая управляемость в системе;
Меньшее время регулирования в случае варьирования нагрузки, что положительно сказывается на переходных процессах в системе;
Режимы разгона и торможения можно реализовать с максимальным значением момента вращения на валу двигателя;
Возможность реализации защиты электродвигателя путем установки ограничения по моменту в режиме двигателя и генератора;
Реализация регулирования движущего и тормозного моментов вне связи со скоростью;
Максимальная величина момента на валу при нулевой скорости.

При определенных условиях векторное управление с частотным преобразователем Micromaster 440 позволяет реализовать все эти преимущества даже без использования датчика обратной связи по скорости.

Принимать решение об использовании датчика обратной связи, по скорости нужно исходя из следующих соображений:
Датчик ставится если нужна высокая точность работы системы по скорости;
Датчик ОС необходим при предъявлении высоких требований к динамике процесса;
Датчик необходимо использовать если нужно реализовать глубокое регулирование по моменту (диапазон больше 1:10);
Датчик при векторном управлении нужно использовать если задача предполагает достижение определенного момента (или величины изменения момента) на скоростях меньше 10% от номинальной частоты электродвигателя.

Векторный контроль разделяю на два типа по варианту заданного значения:
Векторное управление по скорости;
Векторное управление по моменту или току.

Для выбора нужного режима параметры преобразователя частоты Micromaster 440 должны быть установлены в значения приведенные в таблице ниже:

В случае если настроено управление по скорости, то управление по моменту строится в функции векторного контроля по скорости. Подобное каскадное векторное управление на практике дает весомые преимущества при решение многих практических задач.

Еще по теме: