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變頻器的作用與原理 變頻器的分類

2020-08-21 15:43:10 來源:互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽量:1068
		          

  變頻器的作用

  變頻器是指改變與電能相關(guān)的頻率(不包括零頻率)的電能變換器。根據(jù)定義,變頻器的作用是改變頻率,改變頻率會帶來哪些改變,又能改善哪些方面的功能?

變頻器的作用與原理 變頻器的分類

  一、變頻器的作用--變頻節(jié)能

  變頻節(jié)能為明顯的是在風(fēng)機水泵行業(yè)應(yīng)用,因風(fēng)機水泵的消耗功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比,所以當(dāng)外界用風(fēng)/水量不高時,使用變頻將轉(zhuǎn)速降低,則節(jié)能效果明顯。其他行業(yè)的節(jié)能原理大概如此,均是通過在不需要全速運行時調(diào)低電機轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)節(jié)能。

  二、變頻器的作用--軟啟動

  當(dāng)電機通過工頻直接啟動時,它將會產(chǎn)生7到8倍的電機額定電流。這個電流值將大大增加電機繞組的電應(yīng)力并產(chǎn)生熱量,從而降低電機的壽命,同時對電網(wǎng)也會造成很大沖擊。而變頻調(diào)速則可以在零速零電壓啟動(也可適當(dāng)加轉(zhuǎn)矩提升)。一旦頻率和電壓的關(guān)系建立,變頻器就可以按照V/F或矢量控制方式帶動負(fù)載進行工作。使用變頻調(diào)速能充分降低啟動電流,提高繞組承受力,減少啟動電流對馬達(dá)和電網(wǎng)的沖擊,延長電機的使用壽命,同時也不會造成峰谷差值過大的問題造成供電網(wǎng)絡(luò)中的電壓敏感設(shè)備故障跳閘或工作異常。

  三、變頻器的作用--控制系統(tǒng)簡單化

  變頻調(diào)速能在零速啟動并按照用戶的需要進行均勻地加速,而且其加速曲線也可以選擇(直線加速、S形加速或者自動加速)。運行速度可以根據(jù)需要隨時進行調(diào)節(jié),并能根據(jù)工藝過程迅速改變,還能通過遠(yuǎn)控plc或其他控制器來實現(xiàn)速度變化。

  四、變頻器的作用--減少機械磨損和損耗

  而通過工頻啟動時對電機或相連的機械部分軸或齒輪都會產(chǎn)生劇烈的振動。這種振動將進一步加劇機械磨損和損耗,降低機械部件和電機的壽命。在變頻調(diào)速中, 停止方式可以受控,并且有不同的停止方式可以選擇(減速停車、自由停車、減速停車+直流制動),它能減少對機械部件和電機的沖擊,從而使整個系統(tǒng)更加可靠,壽命也會相應(yīng)增加,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

  五、變頻器的作用--可調(diào)的轉(zhuǎn)矩極限

  通過變頻調(diào)速后,能夠設(shè)置相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩極限來保護機械不致?lián)p壞,從而保證工藝過程的連續(xù)性和產(chǎn)品的可靠性。目前的變頻技術(shù)使得不僅轉(zhuǎn)矩極限可調(diào),甚至轉(zhuǎn)矩的控制精度都能達(dá)到3%~5%左右。在工頻狀態(tài)下,電機只能通過檢測電流值或熱保護來進行控制,而無法像在變頻控制一樣設(shè)置的轉(zhuǎn)矩值來動作。

  變頻器的分類

  按變換的環(huán)節(jié)分類

  (1)交-直-交變頻器,則是先把工頻交流通過整流器變成直流,然后再把直流變換成頻率電壓可調(diào)的交流,又稱間接式變頻器,是目前廣泛應(yīng)用的通用型變頻器。

  (2)可分為交-交變頻器,即將工頻交流直接變換成頻率電壓可調(diào)的交流,又稱直接式變頻器;

  按直流電源性質(zhì)分類

  (1)電壓型變頻器

  電壓型變頻器特點是中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件采用大電容,負(fù)載的無功功率將由它來緩沖,直流電壓比較平穩(wěn),直流電源內(nèi)阻較小,相當(dāng)于電壓源,故稱電壓型變頻器,常選用于負(fù)載電壓變化較大的場合。

  (2)電流型變頻器

  電流型變頻器特點是中間直流環(huán)節(jié)采用大電感作為儲能環(huán)節(jié),緩沖無功功率,即扼制電流的變化,使電壓接近正弦波,由于該直流內(nèi)阻較大,故稱電流源型變頻器(電流型)。電流型變頻器的特點(優(yōu)點)是能扼制負(fù)載電流頻繁而急劇的變化。常選用于負(fù)載電流變化較大的場合。

  按主電路工作方法

  電壓型變頻器、電流型變頻器

  按照工作原理分類

  可以分為V/f控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等;

  按照開關(guān)方式分類

  可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器;

  按照用途分類

  可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。此外,變頻器還可以按輸出電壓調(diào)節(jié)方式分類,按控制方式分類,按主開關(guān)元器件分類,按輸入電壓高低分類。

  按變頻器調(diào)壓方法

  PAM變頻器是一種通過改變電壓源Ud 或電流源Id的幅值進行輸出控制的。

  PWM變頻器方式是在變頻器輸出波形的一個周期產(chǎn)生個 脈沖波個脈沖,其等值電壓為正弦波,波形較平滑。

  變頻器的原理

  變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù),通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設(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)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓,進而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的,另外,變頻器還有很多的保護功能,如過流、過壓、過載保護等等。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。

  通俗點解釋就是:變頻器: 變頻變頻, 就是改變頻率。 我們國家的電網(wǎng)頻率是50 HZ 的, 通過變頻器就可以改變輸出的頻率, (一般是0-400HZ 無極調(diào)頻), 頻率改變后可以調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。 一般把工頻 50 HZ 進入變頻器后, 輸出的頻率可以調(diào), 實現(xiàn)無極調(diào)速電動機。

  原理: 簡單點說就是 : 交流——直流——交流 。 三相電工頻(50HZ ) 進來, 經(jīng)過變頻器內(nèi)部整流橋后,變?yōu)橹绷麟姟?之后通過逆變電路輸出 交流電, 如何實現(xiàn)調(diào)頻率? 就是通過逆變電路中IGBT (可控硅) 控制導(dǎo)通角度來調(diào)頻。不同時間段,控制不同角度的導(dǎo)通角 ,就會產(chǎn)出不同的頻率。


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