Düşük-genel-amaçlı değişken frekanslı sürücülerin çıkış voltajı 380–650V, çıkış gücü 0,75–400kW ve çalışma frekansı 0–400Hz'dir.
Ana devrelerinin tümü AC-DC-AC devrelerini kullanır. Kontrol yöntemleri aşağıdaki dört nesilden geçmiştir:
Sinüs Darbe Genişliği Modülasyonu (SPWM) Kontrol Yöntemi
Özellikleri arasında basit bir kontrol devresi yapısı, daha düşük maliyet ve genel sürücülerde sorunsuz hız kontrolü gereksinimlerini karşılayan iyi mekanik özellikler bulunur. Çeşitli endüstriyel alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak düşük frekanslarda, düşük çıkış voltajı nedeniyle tork, stator direnci voltaj düşüşünden önemli ölçüde etkilenerek maksimum çıkış torkunu azaltır. Ayrıca mekanik özellikleri bir DC motorunki kadar sağlam değildir ve dinamik tork kapasitesi ile statik hız kontrol performansı tamamen tatmin edici değildir. Sistem performansı yüksek değil, yük değişimleriyle kontrol eğrisi değişiyor, tork tepkisi yavaş ve motor tork kullanımı düşük. Düşük hızlarda stator direnci ve invertör ölü bölge etkileri nedeniyle performans bozulur ve stabilite bozulur. Bu nedenle araştırmacılar vektör kontrollü değişken frekanslı hız regülasyonunu geliştirdiler.
Gerilim Uzayı Vektör Darbe Genişliği Modülasyonu (SVPWM) Kontrol Yöntemi
Bu yöntem, üç-fazlı dalga formunun genel üretim etkisine dayalı olup, motor hava boşluğundaki ideal dairesel dönen manyetik alan yörüngesine yaklaşmayı amaçlamaktadır. Daireye yaklaşmak için yazılı bir çokgen kullanarak üç-faz modülasyonlu dalga biçimini tek adımda oluşturur. Pratik kullanımdan sonra hız kontrol hatalarını ortadan kaldırmak için frekans kompanzasyonu getirilerek iyileştirildi; düşük hızlarda stator direncinin etkisini ortadan kaldırmak için geri besleme yoluyla manyetik akı genliğinin tahmin edilmesi; ve dinamik doğruluğu ve kararlılığı artırmak için çıkış voltajı ve akım döngülerinin kapatılması. Bununla birlikte, kontrol devresinin birçok bileşeni vardır ve tork regülasyonu sağlanmamıştır, bu nedenle sistem performansı temel olarak geliştirilmemiştir.
Vektör Kontrol (VC) Yöntemi
Vektör kontrollü değişken frekanslı hız regülasyonu, üç-fazlı bir koordinat sistemindeki asenkron bir motorun stator akımları Ia, Ib ve Ic'nin, üç-fazdan iki-faza dönüşüm yoluyla iki-fazlı sabit koordinat sistemindeki eşdeğer AC akımları Ia1 ve Ib1'e dönüştürülmesini içerir. Daha sonra, rotor manyetik alanı tarafından yönlendirilen dönen bir dönüşüm yoluyla bunlar, senkronize dönen bir koordinat sisteminde eşdeğer DC akımları Im1 ve It1'e dönüştürülür (Im1, bir DC motorun uyarma akımına eşdeğerdir; It1, torkla orantılı armatür akımına eşdeğerdir). Daha sonra DC motorun kontrol miktarlarını elde etmek için bir DC motorun kontrol yöntemi taklit edilir. Karşılık gelen ters koordinat dönüşümleri yoluyla asenkron motorun kontrolü sağlanır. Esas itibarıyla bu, AC motoru DC motora dönüştürmeye ve hız ve manyetik alan bileşenlerini bağımsız olarak kontrol etmeye eşdeğerdir. Rotor akı bağlantısını kontrol ederek ve ardından tork ve manyetik alan bileşenlerini elde etmek için stator akımını ayrıştırarak, koordinat dönüşümü yoluyla ortogonal veya ayrıştırılmış kontrol elde edilir. Vektör kontrol yönteminin tanıtılması çığır açıcıydı. Ancak pratik uygulamalarda, rotor akı bağlantısını doğru bir şekilde gözlemlemenin zorluğu nedeniyle, sistem özellikleri motor parametrelerinden büyük ölçüde etkilenir ve eşdeğer DC motor kontrol sürecinde kullanılan vektör dönüş dönüşümü karmaşıktır, bu da pratikte ideal analitik sonuçların elde edilmesini zorlaştırır.
Doğrudan Tork Kontrolü (DTC) Yöntemi
1985 yılında, Almanya'daki Ruhr Üniversitesi'nden Profesör DePenbrock ilk olarak doğrudan tork kontrolü değişken frekans teknolojisini önerdi. Bu teknoloji, yukarıda bahsedilen vektör kontrol yönteminin eksikliklerini büyük ölçüde çözmüş olup, yeni kontrol konsepti, basit ve anlaşılır sistem yapısı ve mükemmel dinamik ve statik performansı nedeniyle hızla gelişmiştir. Bu teknoloji, elektrikli lokomotif çekişi için-yüksek güçlü AC sürücülerine başarıyla uygulanmıştır. Doğrudan tork kontrolü, stator koordinat sistemindeki AC motorun matematiksel modelini doğrudan analiz eder ve motorun akı bağlantısını ve torkunu kontrol eder. AC motorun eşdeğer bir DC motora dönüştürülmesini gerektirmez, böylece vektör dönüş dönüşümündeki birçok karmaşık hesaplamayı ortadan kaldırır; Bir DC motorun kontrolünü taklit etmesi veya ayırma için AC motorun matematiksel modelini basitleştirmesi gerekmez.
Matris Dönüştürücü Kontrol Yöntemi
VVVF değişken frekansı, vektör kontrolü değişken frekansı ve doğrudan tork kontrolü değişken frekansının tümü AC-DC-AC frekans dönüşümünün türleridir. Ortak dezavantajları arasında düşük giriş güç faktörü, büyük harmonik akımlar, DC devresinde büyük enerji depolama kapasitörlerine duyulan ihtiyaç ve rejeneratif enerjiyi güç şebekesine geri besleyememe, yani dört çeyrekte çalışamamaları yer alıyor. Bu nedenle matris dönüştürücüler ortaya çıkmıştır. Matris dönüştürücüler ara DC bağlantısını ortadan kaldırdığı için büyük ve pahalı elektrolitik kapasitörlere olan ihtiyacı da ortadan kaldırır. 1'lik bir güç faktörüne, sinüzoidal bir giriş akımına ve dört-dört bölgeli çalışmaya ulaşabilirler, bu da yüksek güç yoğunluğu sağlar. Bu teknoloji henüz olgunlaşmamış olsa da, derinlemesine araştırmalar için pek çok bilim insanının ilgisini-devam ediyor. Bunun özü, akımın, manyetik akının vb. dolaylı kontrolü değil, torkun doğrudan kontrolüdür. Spesifik yöntemler şunlardır:
Sensörsüz bir kontrol yöntemi elde etmek için bir stator manyetik akı gözlemcisinin tanıtılmasıyla stator manyetik akısının kontrol edilmesi.
Otomatik tanımlama (ID), motor parametrelerini otomatik olarak tanımlamak için doğru bir motor matematik modeline dayanır.
Gerçek-zamanlı kontrol için gerçek torku, stator manyetik akısını ve rotor hızını hesaplamak amacıyla stator empedansı, karşılıklı endüktans, manyetik doyum faktörleri, atalet vb. gerçek değerlerinin hesaplanması.
Bant-Bant kontrolünün uygulanması: İnverterin anahtarlama durumunu kontrol etmek için manyetik akı ve torkun Bant-Bant kontrolüne dayalı olarak PWM sinyallerinin üretilmesi.
Matris dönüştürücüler hızlı tork tepkisine sahiptir (<2ms), high speed accuracy (±2%, without PG feedback), and high torque accuracy (<+3%); they also have high starting torque and high torque accuracy, especially at low speeds (including zero speed), where they can output 150% to 200% torque.