Ổ đĩa tần số biến thiên dành cho mục đích chung-điện áp thấp{1}}có điện áp đầu ra là 380–650V, công suất đầu ra là 0,75–400kW và tần số hoạt động là 0–400Hz.
Các mạch chính của họ đều sử dụng mạch AC{0}}DC-AC. Phương pháp kiểm soát của họ đã trải qua bốn thế hệ sau:
Phương pháp điều khiển độ rộng xung hình sin (SPWM)
Đặc điểm của nó bao gồm cấu trúc mạch điều khiển đơn giản, chi phí thấp hơn và đặc tính cơ học tốt, đáp ứng yêu cầu điều khiển tốc độ trơn tru trong các bộ truyền động thông thường. Nó đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau. Tuy nhiên, ở tần số thấp, do điện áp đầu ra thấp nên mô-men xoắn bị ảnh hưởng đáng kể do sụt áp điện trở stato, làm giảm mô-men đầu ra cực đại. Hơn nữa, các đặc tính cơ học của nó không mạnh mẽ như động cơ DC và khả năng mô-men xoắn động cũng như hiệu suất kiểm soát tốc độ tĩnh của nó không hoàn toàn thỏa đáng. Hiệu suất hệ thống không cao, đường cong điều khiển thay đổi theo sự thay đổi của tải, phản ứng mô-men xoắn chậm và mức sử dụng mô-men xoắn của động cơ thấp. Ở tốc độ thấp, hiệu suất giảm do điện trở stato và hiệu ứng vùng chết của biến tần, đồng thời độ ổn định kém đi. Vì vậy, các nhà nghiên cứu đã phát triển điều khiển tốc độ biến đổi tần số điều khiển véc tơ.
Phương pháp điều khiển độ rộng xung vectơ không gian điện áp (SVPWM)
Phương pháp này dựa trên hiệu ứng tạo tổng thể của dạng sóng ba{0}}pha, nhằm đạt được quỹ đạo từ trường quay tròn lý tưởng trong khe hở không khí của động cơ. Nó tạo ra dạng sóng được điều chế ba pha trong một bước bằng cách sử dụng một đa giác nội tiếp để làm gần đúng hình tròn. Sau khi sử dụng thực tế, nó đã được cải tiến bằng cách bổ sung tần số để loại bỏ các lỗi kiểm soát tốc độ; ước tính biên độ từ thông thông qua phản hồi để loại bỏ ảnh hưởng của điện trở stato ở tốc độ thấp; và đóng các vòng điện áp và dòng điện đầu ra để cải thiện độ chính xác và độ ổn định động. Tuy nhiên, mạch điều khiển có nhiều thành phần và chưa đưa ra khả năng điều chỉnh mô-men xoắn nên hiệu suất hệ thống chưa được cải thiện về cơ bản.
Phương pháp điều khiển véc tơ (VC)
Việc điều chỉnh tốc độ tần số biến đổi điều khiển vectơ bao gồm việc biến đổi dòng điện stato Ia, Ib và Ic của động cơ không đồng bộ trong hệ tọa độ ba-pha thành dòng điện xoay chiều tương đương Ia1 và Ib1 trong hệ tọa độ tĩnh hai pha-thông qua phép biến đổi ba-pha thành hai{5}}pha. Sau đó, thông qua một phép biến đổi quay được định hướng bởi từ trường rôto, chúng được biến đổi thành dòng điện một chiều tương đương Im1 và It1 trong hệ tọa độ quay đồng bộ (Im1 tương đương với dòng điện kích thích của động cơ DC; It1 tương đương với dòng điện phần ứng tỉ lệ với mô men xoắn). Phương pháp điều khiển của động cơ DC sau đó được mô phỏng để thu được đại lượng điều khiển của động cơ DC. Thông qua các phép biến đổi tọa độ nghịch đảo tương ứng, việc điều khiển động cơ không đồng bộ đạt được. Về cơ bản, nó tương đương với việc biến đổi động cơ AC thành động cơ DC và điều khiển độc lập các thành phần tốc độ và từ trường. Bằng cách điều khiển liên kết từ thông rôto, sau đó phân tách dòng điện stato để thu được các thành phần mômen và từ trường, điều khiển trực giao hoặc tách rời đạt được thông qua phép biến đổi tọa độ. Sự ra đời của phương pháp kiểm soát véc tơ là một bước đột phá. Tuy nhiên, trong các ứng dụng thực tế, do khó quan sát chính xác mối liên kết từ thông rôto, các đặc tính của hệ thống bị ảnh hưởng rất nhiều bởi các thông số động cơ và phép biến đổi vectơ quay được sử dụng trong quy trình điều khiển động cơ DC tương đương rất phức tạp, khiến khó đạt được kết quả phân tích lý tưởng trong thực tế.
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 tần số biến điều khiển mômen trực tiếp. Công nghệ này phần lớn đã giải quyết được những thiếu sót của phương pháp điều khiển vectơ nêu trên và đã phát triển nhanh chóng nhờ khái niệm điều khiển mới, cấu trúc hệ thống đơn giản và rõ ràng cũng như hiệu suất động và tĩnh tuyệt vời. Công nghệ này đã được áp dụng thành công cho bộ truyền động AC công suất cao- dùng để kéo đầu máy điện. Điều khiển mô-men trực tiếp phân tích trực tiếp mô hình toán học của động cơ xoay chiều trong hệ tọa độ stato và điều khiển liên kết từ thông và mô-men xoắn của động cơ. Nó không yêu cầu biến đổi động cơ AC thành động cơ DC tương đương, do đó loại bỏ nhiều phép tính phức tạp trong phép biến đổi vectơ quay; nó không cần phải 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.
Phương pháp điều khiển chuyển đổi ma trận
Tần số biến đổi VVVF, tần số biến đổi điều khiển vectơ và tần số biến đổi điều khiển mô-men xoắn trực tiếp đều là các loại chuyển đổi tần số AC-DC-AC. Những nhược điểm chung của chúng bao gồm hệ số công suất đầu vào thấp, dòng điện hài lớn, cần tụ điện lưu trữ năng lượng lớn trong mạch DC và không có khả năng cung cấp năng lượng tái tạo trở lại lưới điện, nghĩa là chúng không thể hoạt động ở bốn góc phần tư. Vì vậy, bộ chuyển đổi ma trận đã ra đời. Bởi vì bộ chuyển đổi ma trận loại bỏ liên kết DC trung gian nên chúng loại bỏ nhu cầu sử dụng các tụ điện lớn và đắt tiền. Chúng có thể đạt được hệ số công suất là 1, dòng điện đầu vào hình sin và hoạt động bốn góc phần tư, dẫn đến mật độ năng lượng cao. Mặc dù công nghệ này chưa hoàn thiện nhưng vẫn tiếp tục thu hút nhiều học giả nghiên cứu chuyên sâu. Bản chất của nó không phải là điều khiển gián tiếp dòng điện, từ thông, v.v. mà là điều khiển trực tiếp mô-men xoắn. Các phương pháp cụ thể là:
Kiểm soát từ thông stato bằng cách giới thiệu một bộ quan sát từ thông stato để đạt được phương pháp điều khiển không cảm biến.
Nhận dạng tự động (ID) dựa trên mô hình toán học động cơ chính xác để tự động xác định các thông số động cơ.
Tính toán các giá trị thực tế của trở kháng stato, độ tự cảm lẫn nhau, hệ số bão hòa từ, quán tính, v.v. để tính mômen xoắn thực tế, từ thông stato và tốc độ rôto để điều khiển-thời gian thực.
Triển khai Điều khiển băng tần-Băng tần: Tạo tín hiệuPWM dựa trên Điều khiển băng tần-Băng tần của từ thông và mô-men xoắn để điều khiển trạng thái chuyển mạch của biến tần.
Bộ chuyển đổi ma trận có phản ứng mô-men xoắn nhanh (<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.