变频器的原理、结构及常见应用

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2019-10-26 15:50:32
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变频驱动是一种利用变频技术和微电子技术通过改变电机工作电源的频率来控制交流电机的功率控制设备。通常,将恒定电压和频率的交流电转换成可变电压或频率的交流电的装置称为“变频器”。

逆变器(图1)

逆变器主要由整流(交流至DC)、滤波、再整流(DC至交流)、制动单元、驱动单元、检测单元的微处理单元等组成。

为了正常工作,变频器应该有一系列外部控制端子。控制端子分为主电路端子、输入控制端子和输出指示端子。

逆变器端口电路图(图2)

为了防止变频器运行中的干扰(或提高输入端的功率因数),应在输入端和输出端额外安装电抗器和电磁滤波器。

变频器的应用接线(图3)

主电路是电源转换部分,为异步电动机提供电压调节和频率调制电源。变频器的主电路一般可分为两种类型:电压型是将电压源的DC转换为交流的变频器,DC环路的滤波是电容。电流模式是将电流源的DC转换为交流的变频器,其DC环路滤波器是电感。它由三部分组成:一个将工频功率转换成直流功率的“整流器”,一个吸收转换器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”,以及一个将直流功率转换成交流功率的“逆变器”。

整流器:二极管转换器最近被广泛使用,它将工频电源转换成DC电源。两组晶体管转换器也可用于形成可逆转换器,该可逆转换器可由于可逆功率方向而执行再生操作。

平波电路:整流器整流后的DC电压包含一个脉动电压,其频率是电源频率的6倍。此外,逆变器产生的脉动电流也会改变DC电压。为了抑制电压波动,电感和电容用于吸收脉动电压(电流)。当设备的容量小时,如果电源和主电路构成具有余量的设备,则可以省略用于电感的简单平滑电路。

逆变器:与整流器相反,逆变器将DC功率转换为所需频率的交流功率,并在一定时间内开启和关闭六个开关器件,获得三相交流输出。以电压型pwm逆变器为例,给出了开关时间和电压波形。

变频器的分类

1.根据主电路的工作方式分类:可分为电压型变频器和电流型变频器;

2.按开关方式分类:可分为pam控制变频器、pwm控制变频器和高载波频率pwm控制变频器;

3.按工作原理分类:可分为v/f控制变频器、滑差控制变频器、矢量控制变频器等。

4.按用途分类:可分为普通变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器。

变速泵

变频水泵的变频是指变频电机,变频水泵应该是由变频电机驱动的水泵。变频电机采用“专用变频感应电机变频器”的交流调速方式,大大提高了机械自动化程度和生产效率,减小了设备尺寸,增加了舒适度,目前正在取代传统的机械调速和DC调速方案。

变频水泵(图5)

变频器的几种常见应用系统图

逆变器应用系统图(图6)

逆变器应用系统图(图7)

逆变器应用系统图(图8)

逆变器应用系统图(图9)

逆变器应用系统图(图10)

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