Điện áp đầu ra chuyển đổi tần số phổ biến điện áp thấp là 380~650V, công suất đầu ra là 0,75~400kW, tần số làm việc là 0~400Hz và mạch chính của nó sử dụng AC-DC- mạch điện xoay chiều. Phương pháp điều khiển của nó đã trải qua bốn thế hệ sau.
Chế độ điều khiển điều chế độ rộng xung hình sin (SPWM)
Nó được đặc trưng bởi cấu trúc mạch điều khiển đơn giản, chi phí thấp và độ cứng cơ học tốt, có thể đáp ứng các yêu cầu điều chỉnh tốc độ trơn tru của truyền dẫn chung và đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau của ngành. Tuy nhiên, ở tần số thấp, do điện áp đầu ra thấp, mô-men xoắn bị ảnh hưởng đáng kể bởi sự sụt giảm điện áp của điện trở stato, do đó mô-men xoắn cực đại của đầu ra giảm. Ngoài ra, các đặc tính cơ học của nó không cứng như động cơ DC, công suất mô-men xoắn động và hiệu suất điều chỉnh tốc độ tĩnh không đạt yêu cầu và hiệu suất hệ thống không cao, đường cong điều khiển sẽ thay đổi khi tải thay đổi, phản ứng mô-men xoắn chậm, tỷ lệ sử dụng mô-men xoắn của động cơ không cao, hiệu suất giảm do tồn tại điện trở stato và hiệu ứng vùng chết biến tần ở tốc độ thấp, và độ ổn định trở nên kém. Do đó, người ta đã phát triển quy định tốc độ chuyển đổi tần số điều khiển vector.
Chế độ điều khiển Vectơ không gian điện áp (SVPWM)
Nó dựa trên tiền đề của hiệu ứng tạo tổng thể của dạng sóng ba pha và nhằm mục đích ước tính quỹ đạo từ trường quay tròn lý tưởng của khe hở không khí động cơ, tạo ra dạng sóng điều chế ba pha cùng một lúc và điều khiển nó bằng tiếp cận đường tròn bởi một đa giác nội tiếp. Sau khi sử dụng thực tế, nó đã được cải thiện, đó là giới thiệu bù tần số, có thể loại bỏ lỗi điều khiển tốc độ; Độ lớn của từ thông được ước tính bằng phản hồi để loại bỏ ảnh hưởng của điện trở stato ở tốc độ thấp. Điện áp và dòng điện đầu ra được đóng để cải thiện độ chính xác và ổn định động. Tuy nhiên, có nhiều liên kết mạch điều khiển và không đưa vào điều chỉnh mô-men xoắn nên hiệu suất hệ thống về cơ bản không được cải thiện.
Chế độ điều khiển véc tơ (VC)
Thực tiễn điều chỉnh tốc độ chuyển đổi tần số điều khiển véc tơ là chuyển đổi dòng điện stato Ia, Ib, Ic của động cơ không đồng bộ trong hệ tọa độ ba pha, thông qua phép biến đổi ba pha thành hai pha, tương đương với dòng điện xoay chiều Ia1Ib1 trong hệ tọa độ tĩnh hai pha, sau đó thông qua phép biến đổi quay theo hướng từ trường rôto, tương đương với dòng điện một chiều Im1, It1 trong hệ tọa độ quay đồng bộ (Im1 tương đương với dòng điện kích thích của động cơ DC; IT1 tương đương đến dòng điện phần ứng tỷ lệ với mô-men xoắn), sau đó bắt chước phương pháp điều khiển của động cơ DC, tìm đại lượng điều khiển của động cơ DC và nhận ra điều khiển của động cơ không đồng bộ sau khi chuyển đổi nghịch đảo tọa độ tương ứng. Bản chất của nó là tương đương hóa động cơ AC với động cơ DC và điều khiển độc lập hai thành phần tốc độ và từ trường. Bằng cách điều khiển liên kết từ thông rôto, sau đó phân tách dòng điện stato, thu được hai thành phần của mô-men xoắn và từ trường, và điều khiển bậc hai hoặc tách rời được thực hiện bằng cách chuyển đổi tọa độ. Đề xuất về phương pháp kiểm soát véc tơ có ý nghĩa mang tính thời đại. Tuy nhiên, trong các ứng dụng thực tế, do từ thông rôto khó quan sát chính xác nên các đặc tính của hệ thống bị ảnh hưởng rất nhiều bởi các thông số của động cơ và phép biến đổi chiều quay vectơ được sử dụng trong quy trình điều khiển động cơ DC tương đương phức tạp hơn, gây khó khăn cho quá trình điều khiển động cơ DC. hiệu quả kiểm soát thực tế để đạt được kết quả phân tích lý tưởng.
Phương pháp điều khiển mô-men xoắn trực tiếp (DTC)
Năm 1985, Giáo sư DePenbrock của Đại học Ruhr ở Đức lần đầu tiên đề xuất công nghệ chuyển đổi tần số điều khiển mô-men xoắn trực tiếp. Công nghệ này giải quyết phần lớn những thiếu sót của điều khiển véc tơ ở trên và đã phát triển nhanh chóng với các ý tưởng điều khiển mới, cấu trúc hệ thống ngắn gọn và rõ ràng cũng như hiệu suất động và tĩnh tuyệt vời. Công nghệ này đã được áp dụng thành công cho lực kéo truyền động xoay chiều công suất cao của đầu máy điện. Điều khiển mô-men xoắn trực tiếp phân tích trực tiếp mô hình toán học của động cơ xoay chiều theo hệ tọa độ stator và điều khiển từ thông và mô-men xoắn của động cơ. Nó không yêu cầu động cơ xoay chiều phải tương đương với động cơ một chiều, do đó loại bỏ nhiều phép tính phức tạp trong phép biến đổi góc quay véc tơ; Nó không cần bắt chước cách điều khiển của động cơ DC, cũng như không cần đơn giản hóa mô hình toán học của động cơ AC để tách rời.
Chế độ điều khiển AC-AC ma trận
Chuyển đổi tần số VVVF, chuyển đổi tần số điều khiển véc tơ và chuyển đổi tần số điều khiển mô-men xoắn trực tiếp đều là một trong những chuyển đổi tần số AC-DC-AC. Nhược điểm chung của nó là hệ số công suất đầu vào thấp, dòng điện hài lớn, điện dung lưu trữ năng lượng lớn cần thiết cho mạch DC và năng lượng tái tạo không thể được đưa trở lại lưới, nghĩa là không thể thực hiện hoạt động bốn góc phần tư. Vì lý do này, tần số xoay chiều ma trận ra đời. Bởi vì chuyển đổi tần số AC-AC ma trận loại bỏ liên kết DC trung gian, do đó loại bỏ các tụ điện cồng kềnh và đắt tiền. Nó có thể đạt được hệ số công suất l, dòng điện đầu vào hoạt động hình sin và bốn góc phần tư và mật độ công suất cao của hệ thống. Mặc dù công nghệ này chưa trưởng thành nhưng nó vẫn thu hút nhiều học giả nghiên cứu sâu về nó. Bản chất của nó không phải là điều khiển gián tiếp dòng điện, liên kết từ thông và các lượng bằng nhau, mà mô-men xoắn được thực hiện trực tiếp dưới dạng đại lượng được kiểm soát. Đây là cách:
1. Kiểm soát từ thông stato để giới thiệu người quan sát từ thông stato để nhận ra cảm biến không tốc độ;
2. Nhận dạng tự động (ID) dựa trên các mô hình toán học chính xác của động cơ để tự động xác định các thông số của động cơ;
3. Tính toán giá trị thực tương ứng với trở kháng stato, độ tự cảm lẫn nhau, hệ số bão hòa từ tính, quán tính, v.v., tính toán mô-men xoắn thực, từ thông stato và tốc độ rôto để điều khiển thời gian thực;
4. Thực hiện điều khiển Band-Band để tạo tín hiệu PWM theo điều khiển Band-Band của từ thông và mô-men xoắn để điều khiển trạng thái chuyển đổi của biến tần.
Tần số AC-AC loại ma trận có đáp ứng mô-men xoắn nhanh (<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.