主回路原理結(jié)構(gòu)及主要器件變頻器內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為兩部分:
主回路和控制電路。
變頻器功能單元通常分為4部分:1整流單元、2高容量電容、3逆變器、4控制器。
1、整流單元:將工作頻率固定的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。
2、高容量電容:存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換后的電能。
3、逆變器:由大功率開關(guān)晶體管陣列組成電子開關(guān),將直流電轉(zhuǎn)化成不同頻率、寬度、幅度的方波。
4、控制器:按設(shè)定的程序工作,控制輸出方波的幅度與脈寬,使疊加為近似正弦波的交流電,驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)。 在調(diào)速過程中,變頻器能夠提供平穩(wěn)的轉(zhuǎn)矩輸出,具有良好的過載能力,對(duì)機(jī)械設(shè)備的保護(hù)更為有效。上海英威騰GD350-19變頻器閉環(huán)控制
變頻電機(jī)和變頻電纜的配套使用對(duì)于電機(jī)的安全運(yùn)行和效率提升都非常重要,但不是必須的。在選擇變頻器線纜時(shí),應(yīng)考慮電纜材質(zhì)、電纜截面積、屏蔽結(jié)構(gòu)、耐壓能力等因素選擇變頻器線纜時(shí),應(yīng)考慮以下因素:
電纜材質(zhì)。選擇低電感、低諧波、低噪聲、抗干擾能力強(qiáng)、耐高溫的電纜,并推薦使用屏蔽電纜或雙屏蔽電纜。電纜截面積。
根據(jù)電機(jī)功率和電纜長(zhǎng)度選擇合適的電纜截面積,以確保電流能正常傳輸。屏蔽結(jié)構(gòu)。由于變頻器輸出的是PWM波形,電纜中會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的高頻信號(hào),因此應(yīng)選擇具有屏蔽結(jié)構(gòu)的電纜,以減少電磁干擾。耐壓能力??紤]到變頻器會(huì)產(chǎn)生高頻電壓,應(yīng)選擇能夠承受2-4倍額定電壓的電纜。 英威騰GD350變頻器恒壓供水變頻器通過調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,降低了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的機(jī)械損耗,從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的效果。
通常,把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱“變頻器作為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率,該設(shè)備首先要把電源的交流電變換為直流電(DC),這個(gè)過程叫整流。
般逆變器是把直流電源逆變?yōu)橐欢l率和一定電壓的逆變電源。對(duì)于逆變電源頻率和電壓可調(diào)的逆變器我們稱為變頻器。變頻器輸出的波形是模擬正弦波,主要是用在三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速用,又叫變頻調(diào)速器。
對(duì)于主要用在儀器儀表的檢測(cè)設(shè)備中的波形要求較高的可變頻率逆變器,要對(duì)波形進(jìn)行整理,可以輸出標(biāo)準(zhǔn)的正弦波,叫變頻電源。一般變頻電源是變頻器價(jià)格的15--20倍。
變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機(jī)、水泵的應(yīng)用上。為了保證生產(chǎn)的可靠性,各種生產(chǎn)機(jī)械在設(shè)計(jì)配用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí),都留有一定的富余量。當(dāng)電機(jī)不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行時(shí),除達(dá)到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成電能的浪費(fèi)。風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量,其輸入功率大,且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中。當(dāng)使用變頻調(diào)速時(shí),如果流量要求減小,通過降低泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即可滿足要求。英威騰GD200變頻器是一款功能強(qiáng)大、設(shè)計(jì)精良、經(jīng)過嚴(yán)格認(rèn)證的變頻器,可以視為一種常規(guī)變頻器。
變頻器的電源類型變頻器根據(jù)電源類型可以分為單相變頻器和三相變頻器。單相變頻器只能接入單相電源,而三相變頻器則需要接入三相電源。單相電源和三相電源的區(qū)別單相電源只有一個(gè)相,即220V或110V。而三相電源則有3個(gè)相,分別為A、B、C相,每相的電壓一般為380V或220V。(注:此處以中國(guó)電壓標(biāo)準(zhǔn)為例)單相變頻器和三相變頻器的區(qū)別因?yàn)閱蜗嚯娫吹碾妷汉皖l率均不穩(wěn)定,給變頻器的輸出帶來了較大的非線性載荷,所以單相變頻器的輸出波形比較不穩(wěn)定,容易出現(xiàn)尖峰和諧波等問題。同時(shí),由于單相電源的電流小,所以單相變頻器的功率也比較小,適用于一些小功率的負(fù)載。而三相電源穩(wěn)定、電流大,可以穩(wěn)定輸出變頻器的輸出波形。三相變頻器的輸出比較穩(wěn)定,可適用于一些大功率的負(fù)載,如電動(dòng)機(jī)等。變頻器按能量變換的情況。可以分為交-交變頻器與交-直-交變頻器兩種。上海英威騰GD2000變頻器轉(zhuǎn)矩控制
變頻器的工作原理被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。上海英威騰GD350-19變頻器閉環(huán)控制
通常的中小容量的變頻器主回路器件一般采用集成模塊或智能模塊。智能模塊的內(nèi)部高度集成了整流模塊、逆變模塊、各種傳感器、保護(hù)電路及驅(qū)動(dòng)電路。如三菱公司生產(chǎn)的IPMPM50RSA120,富士公司生產(chǎn)的7MBP50RA060,西門子公司生產(chǎn)的BSM50GD120等,內(nèi)部集成了整流模塊、功率因數(shù)校正電路、IGBT逆變模塊及各種檢測(cè)保護(hù)功能。模塊的典型開關(guān)頻率為20KHz,保護(hù)功能為欠電壓、過電壓和過熱故障時(shí)輸出故障信號(hào)燈。逆變電路中都設(shè)置有續(xù)流電路。續(xù)流電路的功能是當(dāng)頻率下降時(shí),異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速也隨之下降。為異步電動(dòng)機(jī)的再生電能反饋至直流電路提供通道。在逆變過程中,寄生電感釋放能量提供通道。另外,當(dāng)位于同一橋臂上的兩個(gè)開關(guān),同時(shí)處于開通狀態(tài)時(shí)將會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象,并燒毀換流器件。所以在實(shí)際的通用變頻器中還設(shè)有緩沖電路等各種相應(yīng)的輔助電路,以保證電路的正常工作和在發(fā)生意外情況時(shí),對(duì)換流器件進(jìn)行保護(hù).上海英威騰GD350-19變頻器閉環(huán)控制