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  • 发布时间: 2018 - 07 - 12
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  • 发布时间: 2020 - 05 - 21
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变频器工作原(博世力士乐)

日期: 2016-03-17
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变频器工作原理

◎变频器简介

    变频器原理是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

我们使用的电源分为交流电源和直流电源,一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压,整流滤波后得到的。交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95%左右。

    无论是用于家庭还是用于工厂,单相交流电源和三相交流电源,其电压和频率均按各国的规定有一定的标准,如我国大陆规定,直接用户单相交流电压为220V,三相交流电线电压为380V,频率为50Hz,其它国家的电源电压和频率可能与我国的电压和频率不同,如有单相100V/60Hz,三相200V/60Hz等等,标准的电压和频率的交流供电电源叫工频交流电。

    通常,把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。

为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC),这个过程叫整流。

一般逆变器是把直流电源逆变为一定频率和一定电压的逆变电源。对于逆变电源频率和电压可调的逆变器我们称为变频器。

    变频器输出的波形是模拟正弦波,主要是用在三相异步电动机调速用,又叫变频调速器。

    对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器,要对波形进行整理,可以输出标准的正弦波,叫变频电源。一般变频电源是变频器价格的15--20倍。

    变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中,不仅有电机(例如空调等),还有荧光灯等产品。

用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。

变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电,在该项应用中,变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。

    变频器主要采用交—直—交方式(VVVF变频或矢量控制变频),先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再将直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。

    变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。

    ◎变频器元件

    分别有整流电路、电容C1、变频器、压敏电阻、霍尔元件、充电电阻、C2电容、电源板、驱动板、控制板(CPU)

变频器工作原(博世力士乐)

 ◎变频器基础原理

控制方式

1: VVVF 是 Variable Voltage and Variable Frequency 的缩写,意为改变电压和改变频率,也就是人们所说的变压变频。

2: CVCF 是 Constant Voltage and Constant Frequency 的缩写,意为恒电压、恒频率,也就是人们所说的恒压恒频。

VVC的控制原理

    在VVC中,控制电路用一个数学模型来计算电机负载变化时最佳的电机励磁,并对负载加以补偿。

此外集成于ASIC电路上的同步60°PWM方法决定了逆变器半导体器件(IGBTS)的最佳开关时间。

决定开关时间要遵循以下原则:

数值上最大的一相在1/6个周期(60°)内保持它的正电位或负电位不变。

其它两相按比例变化,使输出线电压保持正弦并达到所需的幅值(如下图)

变频器工作原(博世力士乐)

与正弦控制PWM不同,VVC是依据所需输出电压的数字量来工作的。这能保证变频器的输出达到电压的额定值,电机电流为正弦波,电机的运行与电机直接接市电时一样。

变频器工作原(博世力士乐)

由于在变频器计算最佳的输出电压时考虑了电机的常数(定子电阻和电感),所以可得到最佳的电机励磁。

因为变频器连续的检测负载电流,变频器就能调节输出电压与负载相匹配,所以电机电压可适应电机的类型,跟随负载的变化。

VVC+的控制原理是将矢量调制的原理应用于固定电压源PWM逆变器。这一控制建立在一个改善了的电机模型上,该电机模型较好的对负载和转差进行了补偿。

因为有功和无功电流成分对于控制系统来说都是很重要的,控制电压矢量的角度可显著的改善0-12HZ范围内的动态性能,而在标准的PWM U/F驱动中0-10HZ范围一般都存在着问题。

利用SFAVM或60°AVM原理来计算逆变器的开关模式,可使气隙转矩的脉动很小(与使用同步PWM的变频器相比)。

用户可以选择自己最喜爱的工作原理,或者由逆变器依据散热器的温度来自动选择控制原理。如果温度低于75°C采用SFAVM原理来控制,当温度高于75℃时就应用60°AVM原理。

变频器工作原(博世力士乐)

    博世力士乐变频器致力于为各类机械和系统设备提供安全、精准、高效以及高性价比的传动与控制技术。公司融合全球的应用经验,研发创新的产品,为行走机械、机械应用与工程、工厂自动化及可再生能源每一个细分市场的客户量身定制系统解决方案及服务。博世力士乐同时为客户提供各种液压、电子传动与控制、气动、齿轮、线性传动及组装技术。深圳市华科星电气有限公司为博世力士乐变频器总代理,欢迎来电咨询~


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