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基础知识变频器工作原理分类和控制方

发布时间:2022/7/26 17:52:19   
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变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)调换成各样频次的相易电源,以实行机电的变速运转的设立,个中遏制电路告竣对主电路的遏制,整流电路将相易电调换成直流电,直流中央电路对整流电路的输出举行滑润滤波,逆变电路将直流电再逆成相易电。关于如矢量遏制变频器这类须要洪量运算的变频器来讲,有意还须要一个举行转矩筹划的CPU以及一些呼应的电路。变频调速是过程改革机电定子绕组供电的频次来抵达调速的目标。

变频器的分类

依照主电路劳动方法分类,能够分为电压型变频器和电流型变频器;

依照开关方法分类,能够分为PAM遏制变频器、PWM遏制变频器和高载频PWM遏制变频器;

依照劳动旨趣分类,能够分为V/f遏制变频器、转差频次遏制变频器和矢量遏制变频器等;

依照用处分类,能够分为通用变频器、高功能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。

变频器的劳动旨趣

咱们晓得,相易电动机的同步转速表白式位:n=60f(1-s)/p(1)式中n———异步电动机的转速;f———异步电动机的频次;s———电动机转差率;p———电动机极对数。由式(1)可知,转速n与频次f成正比,只需改革频次f便可改革电动机的转速,当频次f在0~50Hz的范畴内变动时,电动机转速调动范畴特别宽。变频器便是过程改革电动机电源频次实行速率调动的,是一种志向的高效率、高功能的调速本领。

变频器接线图变频器遏制方法

低压通用变频输出电压为~V,输出功率为0.75~kW,劳动频次为0~Hz,它的主电路都采取交—直—交电路。其遏制方法为如下几种:

1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)遏制方法

其特点是遏制电路构造容易、成本较低,死板特点硬度也较好,能够知足通常传动的滑润调速请求,已在资产的各个周围赢得遍及运用。然则,这类遏制方法在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响对照显著,使输出最大转矩减小。其它,其死板特点终于没有直流电动机硬,动态转矩能耐和静态调速功能都还不尽善尽美,且系统功能不高、遏制弧线会随负载的变动而变动,转矩呼应慢、机电转矩行使率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而功能下落,褂讪性变差等。于是人们又研讨出矢量遏制变频调速。

电压空间矢量(SVPWM)遏制方法

它是以三相波形总体生功成果为前提,以迫近机电气隙的志向圆形扭转磁场轨迹为目标,一次生成三相调制波形,之内切多边形迫近圆的方法举行遏制的。经尝试操纵后又有所改良,即引入频次弥补,能消除速率遏制的过错;过程反应预算磁链幅值,消除低速时定子电阻的影响;将输出电压、电流闭环,以抬高动态的精度和褂讪度。但遏制电路枢纽较多,且没有引入转矩的调动,是以系统功能没有赢得根蒂改良。

矢量遏制(VC)方法

矢量遏制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、过程三相-二相调换,等效成两相停止坐标系下的相易电流Ia1Ib1,再过程按转子磁场定向扭转调换,等效成同步扭转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流),而后摹仿直流电动机的遏制办法,求得直流电动机的遏制量,过程呼应的坐标反调换,实行对异步电动机的遏制。其本色是将相易电动机等效为直流电动机,别离对速率,磁场两个份量举行自力遏制。过程遏制转子磁链,而后分解定子电流而赢得转矩和磁场两个份量,经坐标调换,实行正交或解耦遏制。矢量遏制办法的提议具备划期间的意义。但是在本质运用中,由于转子磁链难以的确察看,系统特点受电动机参数的影响较大,且在等效直流电动机遏制进程中所用矢量扭转调换较繁杂,使得本质的遏制成果难以抵达志向剖析的后果。

直接转矩遏制(DTC)方法

年,德国鲁尔大学的DePenbrock讲解初次提议了直接转矩遏制变频本领。该本领在很大水平上处理了上述矢量遏制的不够,并以别致的遏制思惟、冗长明白的系统构造、优质的动静态功能赢得了疾速进展。方今,该本领已胜利地运用在电力机车牵引的大功率交散布动上。直接转矩遏制直接在定子坐标系下剖析相易电动机的数学模子,遏制电动机的磁链和转矩。它不须要将相易电动机等效为直流电动机,于是省去了矢量扭转调换中的很多繁杂筹划;它不须要摹仿直流电动机的遏制,也不须要为解耦而简化相易电动机的数学模子。

矩阵式交—交遏制方法

VVVF变频、矢量遏制变频、直接转矩遏制变频都是交—直—交变频中的一种。其配合缺陷是输入功率因数低,谐波电流大,直流电路须要大的储能电容,复活能量又不能反应回电网,即不能举行四象限运转。为此,矩阵式交—交变频应运而生。由于矩阵式交—交变频省去了中央直流枢纽,进而省去了体积大、价值贵的电解电容。它能实行功率因数为l,输入电流为正弦且能四象限运转,系统的功率密度大。该本领方今虽尚未老练,但仍吸引着浩瀚的学者深入研讨。其本色不是直接的遏制电流、磁链等量,而是把转矩直接做为被遏制量来实行的。详细办法是:

遏协议子磁链引入定子磁链察看器,实行无速率传感器方法;

主动辨别(ID)仰仗无误的机电数学模子,对机电参数主动辨别;

主动辨别(ID)仰仗无误的机电数学模子,对机电参数主动辨别;

实行Band—Band遏制按磁链和转矩的Band—Band遏制形成PWM记号,对逆变器开关形态举行遏制。

矩阵式交—交变频具备快捷的转矩呼应(2ms),很高的速率精度(±2%,无PG反应),高转矩精度(+3%);同时还具备较高的起动转矩及高转矩精度,尤为在低速时(包罗0速率时),可输出%~%转矩。

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