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        漲知識丨變頻器科普

                                                                        變頻器

                                                                     控制交流電動機(jī)的電力控制設(shè)備

         

        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。
        發(fā)展歷程

        變頻技術(shù)誕生背導(dǎo)是交流電機(jī)無級調(diào)速的廣泛要求,傳統(tǒng)的直流調(diào)速技術(shù)大體積大故暗率高而應(yīng)用受限。

        20世紀(jì)60年代以后,電力電子器件普遍應(yīng)用了晶閘管及其升級產(chǎn)品。但其調(diào)速性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足需要。1968年以丹佛斯為代表的高技術(shù)企業(yè)開始批量化生產(chǎn)變頻器,開啟了變頻器工業(yè)化的新時代。

        20世紀(jì)70年代開始,脈寬調(diào)制變壓變頻(PWM-VVVF)調(diào)速的研究得到突破,20世紀(jì)80年代以后微外理器技術(shù)的完善使得各種優(yōu)化算法得以容易的實現(xiàn)
        20世紀(jì)80年代中后期,美日德英等發(fā)達(dá)國家的VWWF變頻器技術(shù)實用化、商品投入主 變頻器 
        場,得到了廣泛應(yīng)用。最早的變頻器可能是日本人買了英國專利研制的。不過美國和德國憑借申子元件生產(chǎn)和電子技術(shù)的優(yōu)勢,高端產(chǎn)品迅速搶占市場。
        步入21世紀(jì)后,國產(chǎn)變頻器逐步崛起,現(xiàn)已逐漸搶占高端市場。上海和深圳成為國產(chǎn)變頻器發(fā)展的前沿陣地,涌現(xiàn)出了像匯川
        變頻器、英威騰變頻器、安邦信變頻器、歐瑞變頻器等一批知名國產(chǎn)變頻器、其中安邦信變頻器成立于1998年,是我國最早生
        產(chǎn)變頻器的廠家之一。十幾年來,安邦信人以渾厚的文化底蘊(yùn)作基石,支撐著成長,企業(yè)較早通過TUV機(jī)構(gòu)ISO9000質(zhì)量體系
        認(rèn)證,被授予“國家級高新技術(shù)企業(yè)”多年被評為“中國變頻器用戶滿意十大國內(nèi)品牌”

        變頻器組成

         

        主電路
        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
        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,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,以所確定的時間使6個開關(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。
        (1)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。
        (2)電壓、電流檢測電路:與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。
        (3)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。
        (4)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)。
        (5)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,為了防止逆變器和異步電動機(jī)損壞。
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