Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Falownik skalarny a wektorowy

autoza 17 Lip 2004 22:50 37540 15
  • #1 17 Lip 2004 22:50
    autoza
    Poziom 11  

    Witam!.
    Może ktoś wyjaśni zasadniczą różnicę między falownikiem skalarnym a wektorowym.
    Z góry dzięki.

    0 15
  • #2 17 Lip 2004 22:53
    sieger
    Poziom 24  

    Pewno odnosi się to do metody sterowania silnikiem zaimplementowanej w falowniku. W metodach skalarnych steruje się amlitudą np. prądu stojana, strumienia itp, metody wektorowe są bardziej zaawansowane, stosuje się tam interpretacje danych sygnałów jako wektor o określonej długości i zwrocie, z układu 3-fazowego przelicza się do układów dwuwymiarowych itp.

    0
  • #3 18 Lip 2004 00:19
    Krisgorn
    Poziom 19  

    Temat rzeka. Z grubsza można powiedzieć tak, że dla sterowania skalarnego algorytm sterowania falownika jest dobierany w oparciu o zależności dotyczące stanu ustalonego.
    Najpopularnejszym sterowaniem skalarnym jest zachowanie stałego stosunku u/f=const i tym samym stałego strumienia silnika (przy pominięciu spadku napięcia na rezystancji stojana).
    W przypadku układów sterowania wektorowego wpływamy na wzajemne położenie wektorów przestrzennych napięć, prądów i strumieni skojarzonych, zarówno w stanach ustalonych jak i przejściowych. Stosowane są dwie podstawowe strategie sterowania wektorowego: sterowanie polowo-zorientowane (ang. Field Oriented Control - FOC) oraz bezpośrednia regulacja momentu (ang. Direct Torque Control - DTC).

    Na stronie www.powercontrol.pl znajdziesz program do symulacji silników klatkowych zasilanych z falownika sterowanego wyżej wymienionymi metodami.

    1
  • #5 27 Lip 2004 19:17
    Jarik
    Specjalista Automatyk

    W falownika wektorowych w celu uproszczenia obliczeń na wektorach strumienia zamienia układ trójfazowy na układ o 2 biegunach. Obliczenia przeprowadza się na uproszczonym modelu a po zakończeniu obliczeń znowu przelicza się to na układ trójfazowy. To tak po krótce, ale jak przytoczył poprzednik jest to temat jak NIL.

    0
  • #6 28 Lip 2004 00:13
    silvvester
    Poziom 24  

    a jak działa sterowanie silników bezszczotkowych wysokoobrotowych
    z falownika ?
    czy ktoś tak po krótce może to opisać ?
    jak jest zasilanie bezszczotkowe to jaki rotor jest w takim silniku -magnes ?

    -1
  • #7 28 Lip 2004 01:26
    Krisgorn
    Poziom 19  

    Jarik napisał:
    Obliczenia przeprowadza się na uproszczonym modelu a po zakończeniu obliczeń znowu przelicza się to na układ trójfazowy.


    Nie zawsze.
    W metodzie bezpośredniego sterowania momentu nie trzeba przeliczać wielkości z układu dwuosiowego na układ trójazowy tylko od razu wybiera się odpowiedni wektor napięcia (odpowiedni stan zaworów).

    1
  • #8 29 Lip 2004 15:56
    Jarik
    Specjalista Automatyk

    Sylwester to chyba temat na następny post. Ale niech Ci będzie. Takie silniki mają magnesy stałe w wirniku natomiast stojan wytwarza wirujące pole magnetyczne. W zwiazku z tym zmiana prędkości zależna jest od zmian prądów w uzwojeniu stojana.

    0
  • #9 22 Wrz 2006 21:10
    pawka_pk
    Poziom 22  

    Czyli rozumiem że falownik wektorowy rozróżnię (nie znając jego instrukcji) po mostku prostowniczym na wstępie zasilania? Czy może są jeszcze oznaczane symbolem jakimś na tabliczce znamionowej.

    0
  • #10 23 Wrz 2006 17:47
    bonanza
    Spec od Falowników

    pawka_pk napisał:
    Czyli rozumiem że falownik wektorowy rozróżnię (nie znając jego instrukcji) po mostku prostowniczym na wstępie zasilania? Czy może są jeszcze oznaczane symbolem jakimś na tabliczce znamionowej.

    Prostownik sieciowy to standard niezależnie od zasady działania.
    Szukaj słowa "vector" - każdy producent próbuje się tym pochwalić.
    Zdaje się, że funkcja "autotune" występuje tylko w wektorowych (pomiar parametrów silnika). Ale to będzie dopiero w spisie parametrów falownika.

    0
  • #11 02 Mar 2008 15:03
    herman
    Poziom 11  

    Co do silników to najpopularniejszymi bezszczotkowymi są silniki asynchroniczne (przy większych mocach) z wirnikiem klatkowym. Jego działanie można w skrócie opisać jak działanie transformatora. Wirujące pole stojana wytwarza SEM w uzwojeniu wirnika, które jest zwarte i cały prąd (zwarcia) wytwarza wirujące pole magnetyczne. Pola te zaczynają się "gonić" ;). Dlatego silnik ten jest asynchroniczny, że część energii stojana tracona jest na wirniku do wytworzenia pola wirnika.
    Co do falowników to dopiero zgłębiam ten temat, który jest wyjątkowo obszerny ale niewątpliwie ciekawy i wart uwagi. Chętnie przyjmę wszelkie informacje na temat algorytmów sterowania wektorowego.

    0
  • #12 03 Mar 2008 12:53
    romoo
    Użytkownik obserwowany

    W wektorowych można na wstępie zaadoptować silnik poprzez podanie podstawowych jego parametrów a falownik oblicza sobie model tego silnika i na podstawie tych parametrów steruje Mostkiem wyjsciowym.

    0
  • #13 08 Mar 2008 00:43
    leszek_w
    Poziom 18  

    Wydaje mi się że najłatwiej rozróżnić falownik wektorowy od skalarnego
    po czujnikach prądu LEM na wyjściu. Falownik wektorowy MUSI mieć
    3 szt lub 2 (metoda Aarona). Natomiast skalarny nie mierzy prądu na wyjściu
    a jedynie wystarczy mu pomiar prądu na szynie DC przy pomocy rezystora.

    W dzisiejszych czasach raczej nie spotyka się już falowników skalarnych
    (ewentualnie tylko małe małpki) Wszystkie większe są wektorowe
    Dlaczego produkuje się skalary skoro wektory są lepsze? Bo są tańsze.
    Nie trzeba wstawiać LEMów na wyjściu. Przy walce cenowej wielkich
    producentów te kilka dolarów zaoszczędzone na każdej szt. oznacza wielką sprzedaż - kto ma drożej ten się tylko przygląda a nie handluje.

    Leszek[/url]

    0
  • #14 18 Mar 2008 00:56
    pupinizator
    Poziom 14  

    W zrozumieniu tego tematu, ze szczególnym naciskiem na sterowanie wektorowe, pomogą następujące znakomite materiały dostępne w sieci:

    (materiały, z którymi można się zapoznać wg niżej podanej kolejności)

    1) Jeśli materiałów jest za dużo to przynajmniej polecam do przeczytania ten materiał (sama esencja metod wektorowych FOC i DTC, włącznie z modelem wektorowym maszyny indukcyjnej):
    http://pcc.imir.agh.edu.pl/poz15/index.htm

    2) Omówienie metod FOC: bezpośredniej i pośredniej:
    http://www.imne.pwr.wroc.pl/ZNE/dydaktyka/lan/instrukcja_automatyka_napedu.pdf

    3) Jeszcze bardziej szczegółowe omówienie metod FOC (pośredniej, bezpośredniej, z falownikiem napięcia sterowanym metodą śledzenia zadanej fali prądu, z falownikiem sterowanym metodą modulacji wektorowej) oraz DTC (z kołowym kształtem trajektorii wektora strumienia, z sześciokątnym kształtem trajektorii wektora strumienia):
    http://www.ely.pg.gda.pl/kane/Nowoczesne_uklady_sterowania.pdf

    4) Omówienie ogólne budowy i zasad sterowania przemienników czętotliwości (zwrócenie uwagi na istnienie układów łączących zalety sterowania skalarnego i wektorowego):
    http://elpol.biz/ksiazka_vlt/3_jsPrzemienniki_Roz3.pdf

    5) I wreszcie krótkie ale dokładne omówienie metod sterowania falowników PWM ze szczególnym uwzględnieniem modulacji wektorowej PWM:
    http://www.ee.pw.edu.pl/~jrabkows/TP_W7.pdf

    Życzę miłej lektury:)

    1
  • #15 29 Wrz 2008 08:40
    FALOWNIKI.info
    Poziom 13  

    autoza napisał:
    Witam!.
    Może ktoś wyjaśni zasadniczą różnicę między falownikiem skalarnym a wektorowym.
    Z góry dzięki.


    Tutaj masz wytłumaczone:
    http://www.napedy.ppp.pl

    0
  • #16 07 Lis 2009 17:35
    pupinizator
    Poziom 14  

    Najbardziej zasadnicza różnica pomiędzy falownikiem skalarnym a wektorowym?

    Podejdę do tego pytania nieco łopatologicznie.

    Po pierwsze należy odpowiedzieć sobie na pytanie co zrobić by silnik (jakikolwiek) zechciał obracać się z taką obrotową prędkością chwilową jaką sobie zażyczymy?

    Ano skonstruować i włączyć magiczną skrzynkę pomiędzy sieć zasilającą a silnik. Skrzynka taka musi mieć możliwość podłączenia kabla zasilającego (wejście energetyczne) oraz dwa wejścia informacyjne:
    - wejście sygnału wprost proporcjonalnego do zadanej prędkości obrotowej (życzenie)
    - wejście sygnału wprost proporcjonalnego do rzeczywistej zmierzonej wartości prędkości obrotowej silnika (rzeczywistość)

    Naszym marzeniem jest by rzeczywistość była taka, jaką sobie zażyczymy.

    Zadajemy sygnał prędkości i magiczna skrzynka ma za zadanie wytworzyć takie prądy, aby silnik mógł w bardzo krótkim czasie osiągnąć prędkość obrotową taką jaką zechcemy.

    Jeśli zmiany zadającego sygnału prędkości nie będą zbyt szybkie to oczekujemy od naszego napędu aby przebieg prędkości obrotowej silnika nadążał za przebiegiem sygnału zadającego.W związku z tym, że silnik nie może wytworzyć dowolnie dużego momentu na wale, również bezwładność układu: wirnik silnika - urządzenie napędzane stanowi tu ograniczenie, to oczywiście jakość nadążania może być gorsza lub lepsza ale jedno musi być pewne: jeżeli "życzenie" będzie stałe w czasie to "rzeczywistość" prędzej czy później będzie zgodna z życzeniem.

    Magiczną skrzynką spełniającą powyższe warunki są:

    1) Dla silnika obcowzbudnego prądu stałego nawrotny napęd prądu stałego (od 40 lat przecież z powodzeniem stosowany; kiedyś realizowany całkowicie w technice analogowej, dziś mamy ekstra cyfrowe napędy np. SIMOREG Siemensa - z oprogramowaniem narzędziowym pozwalającym tworzyć rozmaite aplikacje, rejestrować i obserwować na ekranie monitora wiele kluczowych zmiennych dla przebiegu procesu sterowania i całego procesu przemysłowego, którego jednym z elementów może być właśnie omawiany napęd)

    2) Dla indukcyjnego silnika klatkowego jest to właśnie falownik wektorowy, którego budowa i zasada działania jest dużo dużo bardziaj złożona niż dla wcześniej wspomnianego nawrotnego napędu prądu stałego ale istota w dalszym ciągu jest przecież ta sama.

    A falownik skalarny? Falownik skalarny nie spełnia powyższych warunków. Można powiedzieć, że magiczna skrzynka, którą reprezentuje falownik skalarny ma tylko jedno wejście informacyjne - jest to wejście częstotliwości zadanej, która to częstotliwość reprezentuje prędkość obracania się wirującego pola magnetycznego w podłączonym (do falownika skalarnego) silniku klatkowym i która jest po prostu częstotliwością prądów fazowych silnika, wytwarzanych w falowniku. A prędkość wirowania pola magnetycznego nie jest równa prędkości silnika niestety.

    W falowniku wektorowym moment silnika jest całkowicie kontrolowany, w falowniku skalarnym tak nie jest. Tam stosuje się tylko "sztuczny" zabieg zmniejszania napięcia wyjściowego falownika skalarnego wraz ze zmniejszaniem częstotliwości zadanej - w skutek czego moment maksymalny mamy ograniczony i co ważniejsze - mamy
    ograniczenie namagnesowania silnika i zabezpieczenie się przed niebezpiecznym nasyceniem się blach silnika.

    Z drugiej strony i w falowniku skalarnym można zastosować dwa wejścia informacyjne: z sygnałem prędkości rzeczywistej oraz sygnał prędkości zadanej. W takim układzie sterowanie prędkością silnika może się odbywać na zasadzie: jeśli prędkość za mała to zwiększ częstotliwość, jeśli za duża to zmniejsz częstotliwość. Z powodzeniem regulator PI może to realizować. Niestety stany przejściowe trwają długo (i dużo dużo gorzej niż w falownikach wektorowych) ale prędkość w stanach ustalonych można sobie precyzyjnie ustawiać.

    5