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一文了解变频器的工作原理

发布时间:2022/7/26 17:52:17   

变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变幻成百般频次的调换电源,以完结机电的变速运转的设置,此中操纵电路达成对主电路的操纵,整流电路将调换电变幻成直流电,直流中央电路对整流电路的输出举办滑润滤波,逆变电路将直流电再逆成调换电。关于如矢量操纵变频器这类须要洪量运算的变频器来讲,偶尔还须要一个举办转矩盘算的CPU以及一些相应的电路。变频调速是颠末改观机电定子绕组供电的频次来抵达调速的方针。变频器的分类法子有多种,遵照主电路办事方法分类,能够分为电压型变频器和电流型变频器;遵照开关方法分类,能够分为PAM操纵变频器、PWM操纵变频器和高载频PWM操纵变频器;遵照办事旨趣分类,能够分为V/f操纵变频器、转差频次操纵变频器和矢量操纵变频器等;遵照用处分类,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。VVVF:改观电压、改观频次CVCF:恒电压、恒频次。列国运用的调换供电电源,不论是用于家庭依旧用于工场,其电压和频次均为V/50Hz或V/60Hz(50Hz),等等。时常,把电压和频次停止停止的调换电变幻为电压或频次可变的调换电的安装称做“变频器”。为了形成可变的电压和频次,该设置首先要把电源的调换电变幻为直流电(DC)。用于机电操纵的变频器,既能够改观电压,又能够改观频次。变频器的办事旨趣:

咱们领会,调换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,只需改观频次f便可改观电动机的转速,当频次f在0~50Hz的范围内变动时,电动机转速调整范围特别宽。变频器便是颠末改观电动机电源频次完结速率调整的,是一种愿望的高效率、高功能的调速手法。变频器接线图:变频器操纵方法

低压通用变频输出电压为~V,输出功率为0.75~kW,办事频次为0~Hz,它的主电路都采纳交—直—交电路。其操纵方法经验了如下四代。1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)操纵方法

其特征是操纵电路布局简捷、成本较低,呆板特征硬度也较好,能够餍足普遍传动的滑润调速请求,已在财产的各个范围取得宽广运用。但是,这类操纵方法在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响对比显著,使输出最大转矩减小。其它,其呆板特征最终没有直流电动机硬,动态转矩本领和静态调速功能都还不尽善尽美,且系统功能不高、操纵弧线会随负载的变动而变动,转矩相应慢、机电转矩欺诈率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而功能下落,平稳性变差等。因而人们又钻研出矢量操纵变频调速。电压空间矢量(SVPWM)操纵方法

它因而三相波形整个生功劳果为前提,以迫近机电气隙的愿望圆形回旋磁场轨迹为方针,一次生成三相调制波形,之内切多边形迫近圆的方法举办操纵的。经推行运用后又有所革新,即引入频次弥补,能消除速率操纵的过失;颠末反应预算磁链幅值,消除低速时定子电阻的影响;将输出电压、电流闭环,以提升动态的精度和平稳度。但操纵电路次序较多,且没有引入转矩的调整,因而系统功能没有取得底子改正。矢量操纵(VC)方法

矢量操纵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、颠末三相-二相变幻,等效成两相停止坐标系下的调换电流Ia1Ib1,再颠末按转子磁场定向回旋变幻,等效成同步回旋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),尔后仿照直流电动机的操纵法子,求得直流电动机的操纵量,颠末相应的坐标反变幻,完结对异步电动机的操纵。原本践是将调换电动机等效为直流电动机,离别对速率,磁场两个份量举办自力操纵。颠末操纵转子磁链,尔后分解定子电流而取得转矩和磁场两个份量,经坐标变幻,完结正交或解耦操纵。矢量操纵法子的提议具备划时期的意义。但是在现实运用中,由于转子磁链难以确切观察,系统特征受电动机参数的影响较大,且在等效直流电动机操纵历程中所用矢量回旋变幻较繁杂,使得现实的操纵成绩难以抵达愿望剖析的成绩。直接转矩操纵(DTC)方法

年,德国鲁尔大学的DePenbrock感化初次提议了直接转矩操纵变频技艺。该技艺在很大水平上处分了上述矢量操纵的不够,并以新奇的操纵想法、简单了然的系统布局、精良的动静态功能取得了赶快进展。当今,该技艺已胜利地运用在电力机车牵引的大功率交分布动上。直接转矩操纵直接在定子坐标系下剖析调换电动机的数学模子,操纵电动机的磁链和转矩。它不须要将调换电动机等效为直流电动机,因此省去了矢量回旋变幻中的很多繁杂盘算;它不须要仿照直流电动机的操纵,也不须要为解耦而简化调换电动机的数学模子。矩阵式交—交操纵方法

VVVF变频、矢量操纵变频、直接转矩操纵变频都是交—直—交变频中的一种。其共通弱点是输入功率因数低,谐波电流大,直流电路须要大的储能电容,更生能量又不能反应回电网,即不能举办四象限运转。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次序,进而省去了体积大、价值贵的电解电容。它能完结功率因数为l,输入电流为正弦且能四象限运转,系统的功率密度大。该技艺当今虽尚未老练,但仍吸引着茂密的学者深入钻研。原本践不是直接的操纵电流、磁链等量,而是把转矩直接做为被操纵量来完结的。详细法子是:

操纵定子磁链引入定子磁链观察器,完结无速率传感器方法;

主动区别(ID)仰赖切确的机电数学模子,对机电参数主动区别;

算出现实值对应定子阻抗、互感、磁饱和成分、惯量等算出现实的转矩、定子磁链、转子速率举办时刻操纵;

完结Band—Band操纵按磁链和转矩的Band—Band操纵形成PWM记号,对逆变器开关形态举办操纵。

矩阵式交—交变频具备马上的转矩相应(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,特别在低速时(囊括0速率时),可输出%~%转矩。

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