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技術(shù)文章

變頻器的工作原理

作者:   發(fā)布時(shí)間:2012/12/17 10:55:22   瀏覽次數(shù):2671

  變頻器(Variable-frequency Drive,VFD)是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù),通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率,根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓,進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的,另外,變頻器還有很多的保護(hù)功能,如過流、過壓、過載保護(hù)等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高,變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。


概述

  主電路是給異步電動機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分,變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器,直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器,其直流回路濾波是電感。 它由三部分構(gòu)成,將工頻電源變換為直流功率的“整流器”,吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動的“平波回路”,以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。


整流器

  最近大量使用的是二極管的變流器,它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器,由于其功率方向可逆,可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)。


平波回路

  在整流器整流后的直流電壓中,含有電源6倍頻率的脈動電壓,此外逆變器產(chǎn)生的脈動電流也使直流電壓變動。為了抑制電壓波動,采用電感和電容吸收脈動電壓(電流)。裝置容量小時(shí),如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量,可以省去電感采用簡單的平波回路。


逆變器

  同整流器相反,逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率,以所確定的時(shí)間使6個(gè)開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型pwm逆變器為例示出開關(guān)時(shí)間和電壓波形。

  控制電路是給異步電動機(jī)供電(電壓、頻率可調(diào))的主電路提供控制信號的回路,它有頻率、電壓的“運(yùn)算電路”,主電路的“電壓、電流檢測電路”,電動機(jī)的“速度檢測電路”,將運(yùn)算電路的控制信號進(jìn)行放大的“驅(qū)動電路”,以及逆變器和電動機(jī)的“保護(hù)電路”組成。

 ?。?)運(yùn)算電路:將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進(jìn)行比較運(yùn)算,決定逆變器的輸出電壓、頻率。

 ?。?)電壓、電流檢測電路:與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。

 ?。?)驅(qū)動電路:驅(qū)動主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。

 ?。?)速度檢測電路:以裝在異步電動機(jī)軸機(jī)上的速度檢測器(tg、plg等)的信號為速度信號,送入運(yùn)算回路,根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。

 ?。?)保護(hù)電路:檢測主電路的電壓、電流等,當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時(shí),為了防止逆變器和異步電動機(jī)損壞,使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。


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