變頻器及其控制

  交流變頻器是微計算機及現(xiàn)代電力電子技術高度發(fā)展的結果。微計算機是變頻器的核心,電力電子器件構成了變頻器的主電路。大家都知道,從發(fā)電廠送出的交流電的頻率是恒定不變的,在我國是50周每秒。交流電動機的同步轉(zhuǎn)速
  n1=60f1/p
式中: n1為同步轉(zhuǎn)速,單位為/min ; f1為定子頻率，單位為Hz ; p為電機的磁極對數(shù)。
  異步電動機轉(zhuǎn)速

 

 

式中, s為轉(zhuǎn)差率, s= (n1-n)/n1 ,一般小于3% ,均與送入電機的電流頻率,成正比例或接近于正比例。因此，改變頻率可以方便地改變電機的運行速度,也即變頻對于交流電機的調(diào)速是十分合適的。
  變頻器的工作原理與變頻器的工作方式有關。通用變頻器按工作方式分類如下:
  (1) U/f控制。U/f控制即電壓與頻率成比例變化控制,又稱恒壓頻比控制。由于通用變頻器的負載主要是電動機，出于電機磁場恒定的考慮,在變頻的同時都要伴隨著電壓的調(diào)節(jié)。U/f控制忽略了電機漏阻抗的作用,在低頻段的工作特性不理想。因此實際變頻器中常采用E/(恒電動勢頻比)控制。采用U/f控制方 式的變頻器通常被稱為普通功能變頻器。
  (2)轉(zhuǎn)差頻率控制。轉(zhuǎn)差頻率控制是在E/f控制基礎上增加轉(zhuǎn)差控制的一種控制方式。從電機的轉(zhuǎn)速角度看,這是一種以電機的實際運行速度加上該速度下電機的轉(zhuǎn)差頻率確定變頻器的輸出頻率的控制方式。更重要的是在E/f常數(shù)條件下,通過對轉(zhuǎn)差頻率的控制，可以實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)矩的控制。采用轉(zhuǎn)差頻率控制的變頻器通常屬于多功能型變頻器。
  (3)矢量控制。矢量控制是受調(diào)速性能優(yōu)良的直流電機磁場電流及轉(zhuǎn)矩電流可分別控制的啟發(fā)而設計的一種控制方式。矢量控制將交流電機的定子電流采用矢量分解的方法,計算出定子電流的磁場分量及轉(zhuǎn)矩分量并分別控制，從而大大提高了變頻器對電機轉(zhuǎn)速及力矩控制的精度與性能。采用矢量控制的變頻器通常稱為高功能變頻器。
  通用變頻器按工作方式分類的主要I程意義在于各類變頻器對負載的適應性。普通功能型變頻器適用于泵類負載及要求不高的反抗性負載,而高功能變頻器適用于位能性負載。