Birgjar orkuendurgjöfartækja minna á að vegna flókinna eiginleika raforkuflutnings starfa rafmótorar oft bæði áfram og afturábak, oft í ofhleðsluástandi og stöðugri skiptingu á milli rafmagns og hemlunar; Öryggi og áreiðanleiki þeirra eru einnig mikilvæg. Tíðnibreytingartækni riðstraumsmótora hefur orðið sífellt fullkomnari og notkun tíðnibreyta fyrir hraðastjórnun á ósamstilltum riðstraumsmótorum hefur orðið mikilvægasta orkusparandi tæknin fyrir hraðastjórnun mótorsins.
Hraðastjórnun samskipta hefur þróast frá hraðastjórnun statorspennu, hraðastjórnun með vafnum snúningshringrásarpólum, hraðastjórnun með rafsegulfræðilegri rennkúplingu á áttunda áratugnum til hraðastjórnunar með breytilegri tíðni á níunda áratugnum, og ýmsar tæknilausnir hafa náð hagnýtu stigi. Með aukinni áreiðanleika og lægra verði á hraðastjórnun með riðstraumi hefur það orðið óhjákvæmilegt að skipta út hraðastjórnun með jafnstraumi.
1. Tíðnibreytir og orkusparnaður
Þegar hraða er stillt undir grunntíðni ósamstilltra mótora er venjulega notuð stjórnunaraðferð með fastri spennutíðnihlutfalli og spennufallsbót fyrir stator; ef hraðinn er stilltur yfir grunntíðnina er venjulega notuð stjórnunaraðferð með fastri spennu og breytilegri tíðni. Með því að sameina ofangreindar tvær aðstæður er hægt að fá stjórnunareiginleika fyrir breytilega spennu og breytilega tíðni hraða ósamstilltra mótora. Í samræmi við DIT reikniritið, samkvæmt samhverfureglunni, ef x (n) er sundurliðað í tvo hópa í tímasviðinu, þá mun X (k) í tíðnisviðinu mynda oddatölu- og jafntöluhópa og mynda aðra algengu FFT uppbyggingu sem kallast tíðnisviðs úrtöku FFT (DIF-FFT) reiknirit. Eins og það var fyrst lagt til af Sande og Turky, er það einnig almennt þekkt sem Sande Turky reikniritið.
Bremsurásin í alhliða tíðnibreyti er hönnuð til að uppfylla bremsuþarfir ósamstilltra mótora. Í breytilegu tíðnistýrikerfi, til að hægja á og stöðva ósamstillta mótorinn, er hægt að nota aðferðina að draga smám saman úr útgangstíðni alhliða tíðnibreytisins til að draga úr samstillingarhraða ósamstillta mótorsins og þannig ná þeim tilgangi að hægja á mótornum. Við hraðaminnkun ósamstillta mótorsins, vegna þess að samstillingarhraðinn er lægri en raunverulegur hraði ósamstillta mótorsins, mun fasa snúningsstraumsins snúast við, sem veldur því að ósamstillti mótorinn myndar bremsuvægi, það er að segja í endurnýjandi bremsuástandi. Fyrir stóra og meðalstóra alhliða tíðnibreyta, til að spara orku, er almennt notuð orkuendurnýjunareining til að endurvekja ofangreinda orku til aflgjafans. Fyrir litla alhliða tíðnibreyta er venjulega notuð bremsurás til að neyta orkuendurgjöfarinnar frá ósamstillta mótornum í bremsurásinni. Í verkfræði felur meðhöndlun endurnýjandi hemlunarorku almennt í sér aðferðir eins og geymslu, endurgjöf til raforkukerfisins og viðnámslosun, allt eftir afkastagetu og notkunarsviðum almennra tíðnibreyta.
2. Notkun breytilegrar tíðnihraðastýringartækni í sjálfvirkni rafmagnsstýringar
2.1. Einkenni breytilegrar tíðnihraðastýringar
Öll Cyclone II tæki nota 300 mm skífur og eru framleidd með TSMC 90nm lág-K ferlum til að tryggja mikinn hraða og lágan kostnað. Vegna notkunar á lágmörkuðum kísilsvæðum geta Cyclone II serían tæki stutt flókin stafræn kerfi með aðeins einum flís, á kostnað sem jafngildir sérstökum samþættum hringrás. Háafkastamiklir alhliða tíðnibreytar hafa nokkrar vélbúnaðarbyggingar til að mæta mismunandi verkfræðilegum þörfum: óháðir tíðnibreytar, algengir DC strætó tíðnibreytar og tíðnibreytar með orkuendurgjöf. Óháður tíðnibreytir er tegund tíðnibreytar sem setur jafnréttiseininguna og invertereininguna í eitt hylki. Þetta er nú mest notaði tíðnibreytirinn og knýr almennt aðeins einn rafmótor, notaður fyrir almenn iðnaðarálag. Stillingaraðferðin sem notuð er er samsetning af JTAG og AS, þannig að stillingarrásin verður að uppfylla bæði AS og JTAG stillingarkröfur. Stillingarflísinn notar EPCS1. Samkvæmt sértækri tengiaðferð og pinnaeiginleikum stillingaraðferðarinnar sem nefnd er hér að ofan. Þegar ekið er álag eins og lyftur, lyftur og afturkræfar valsvélar með afkastamiklum alhliða tíðnibreytum er krafist fjögurra fjórðunga rekstrar, þannig að orkuendurgjöf verður að vera stillt upp. Hlutverk orkuendurgjöfarinnar er að endurvekja orkuna sem myndast við hemlun rafmótorsins til raforkukerfisins.
2.2. Notkun breytilegrar tíðnihraðastýringartækni í sjálfvirknistýringu í iðnaði
(1) Aðlögunarhæf mótorlíkan. Hlutverk aðlögunarhæfa mótorlíkansins er að bera sjálfkrafa kennsl á grunnbreytur mótorsins með því að greina spennu og straum sem koma inn í mótorinn. Þessi mótorlíkan er lykileining fyrir beina togstýringu. Fyrir flestar iðnaðarnotkunir, ef nákvæmni hraðastýringarinnar er meiri en 0,5%, er hægt að nota lokaða hraðaendurgjöf.
(2) Togsamanburður og segulflæðisamanburður. Hlutverk þessarar gerðar samanburðar er að bera saman afturvirk gildi við viðmiðunargildi þess á 20 ms fresti og gefa út stöðu togs eða segulsviðs með því að nota tveggja punkta hýsteresustýringu.
(3) Púlsbestunarval. Við völdum Cyclone II EP2C5Q208C8 flísina til að vinna úr upplýsingum og hönnuðum síðan FPGA útfærslu merkjagjafans fyrir OFDM mótun. Við skrifuðum hringrás sem samanstendur af fimm einingum, aðallega með því að útfæra stjörnumerkjakortlagningu FFT, setja inn hringlaga forskeyti, biðminniseiningu og D/A aðgerðir, OFDM merkjagjafi var hannaður og aðgerðir hverrar einingar voru hermdar og staðfestar. Að lokum var OFDM merkjagjafinn kláraður, þar á meðal hugbúnaðarhermun og FPGA vélbúnaðarstaðfesting. Vegna mikils breytileika í afkastagetu rafgreiningarþétta munu þeir upplifa ójafna spennu. Þess vegna er spennujöfnunarviðnám með jöfnu viðnámsgildi tengd samsíða hverjum þétti til að útrýma áhrifum breytileika. Til að koma í veg fyrir að hleðslustraumurinn (bylgjustraumurinn) sem rennur í gegnum þéttinn brenni út jafnréttisrásina og valdi öðrum áhrifum þegar kveikt er á, eru einnig gerðar ráðstafanir til að bæla bylgjustrauminn í geymslurásinni.
Orkusparnaður og minnkun orkunotkunar eru mikilvægar leiðir til að lækka framleiðslukostnað og kostnaðarlækkun er áhrifarík leið til að auka samkeppnishæfni vara. Auk þess að bæta við þessum virknieiningum er einnig nauðsynlegt að stöðugt fínstilla lokið hönnun meðan á hönnunarferlinu stendur, bæta enn frekar afköst og spara auðlindir til að ná fram öllu kerfinu innan einnar FPGA flísar, ná fram verulegum orkusparnaðaráhrifum og bæta ferlisskilyrði.