可変速ドライブ、AC ドライブ、可変電圧可変周波数、または可変周波数ドライブとしても知られる周波数コンバータは、主電源網からの固定定格 AC 電力を、AC モーターの速度調整に適した可変電圧および周波数電力に変換するパワーエレクトロニクス交換デバイスです。
動作原理
周波数コンバータの主回路は通常、整流、フィルタリング、反転の 3 つの主要部分で構成され、AC-DC-AC 電力変換を実現します。
整流プロセス（AC-DC）
入力 AC 電力は、ダイオード整流ブリッジによって脈動 DC 電力に整流されます。
DCフィルタリングプロセス
DC 電力は DC 中間回路に入り、コンデンサと平滑インダクタによってフィルタリングされて、比較的安定した DC 電圧が得られます。このステップでは、モーター動作中の負荷の変化に対処するためにいくらかのエネルギーも蓄えられます。
反転処理（DC-AC）
安定した DC 電力は、マイクロプロセッサの制御下で IGBT によって AC 電力に変換されます。
モーターの制御方法
モーターの速度調整を行う場合は、モーターの速度とトルクが機器の要件を確実に満たすように必要な措置を講じる必要があります。
V/Fコントロール
出力電圧と周波数を直接制御します。性能は高くありませんが、モーターパラメータの影響を受けにくいため、高精度が要求されない速度調整用途に適しています。
ベクトル制御(VC)
電流を励磁電流とトルク電流に分離することで、モーター出力のより正確な制御と、さまざまな負荷条件へのより適切な適応が可能になり、ハイエンドアプリケーションに適しています。欠点は、モーターパラメータの影響を受けやすいことです。実際のアプリケーションでは、さまざまな理由によりローター鎖交磁束の観察が困難な場合があり、実際の結果と理論上の結果に大きな差異が生じます。
ダイレクトトルクコントロール(DTC)
固定子電流を直接制御し、数学的計算を簡素化します。モーターパラメータやベクトル制御に対する感度は比較的低いですが、トルクや鎖交磁束の脈動が発生する可能性があります。
V/F制御、ベクトル制御、DTCにはそれぞれメリットとデメリットがあります。実際の応用では、モータの特性、要求出力、負荷条件などに応じて適切な制御方法を選択する必要があります。
結論として、この周波数変換器は、VF 制御と VD 制御を利用して、整流、フィルタリング、反転という 3 つの主要な段階を通じて AC モーターのスムーズで効率的な速度制御を実現します。さまざまな負荷を正確に選択して適合させ、機器の性能を最大限に活用するには、可変周波数ドライブとモーター制御方法の原理を理解することが重要です。