通常,把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或者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。 把直流电(DC)变换为交流电(AC)的装置,其科学术语为“inverter”(逆变器)。 一般逆变器是把直流电源逆变为必然的固定频率和必然电压的逆变电源。对逆变为频率可调、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念头调速用,又叫变频调速器。 对主要用在仪器仪表的检验测定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。 由于变频器设备中产发生变故化的电压或者频率的主要装置叫“inverter”,故该产品自己就被命名为“inverter”,即:变频器。 变频器也可用于家电产品。施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。 汽车上施用的由电池(直流电)产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行发售。 变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计较机电源的供电,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。 2. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变? n = 60f/p(1-s)n: 电机的转速 f: 电源频率 p: 电机磁极对数 s:电机的转差率 电机的转速 = 60(秒)*频率(Hz)/电机的磁极对数 - 电机的转差率 电机旋转速度单位:每分钟旋转次数,rpm/min也可表示为rpm 电机的旋转速度同频率成比例 同步电机的转差矩为0,同步电机的转速 = 60(秒)*频率(Hz)/电机的磁极对数 异步的转速比同步电机的转速低。 例如:4极三相步电机 60Hz时 低于 1,800 [r/min] 4极三相异步电机 50Hz时低于 1,500 [r/min] 本文中所指的电机为感应式交流电机,在工业领域所施用的大多电机均为此类型电机。 感应式交流电机(以后简称为电机)的旋转速度近似地确决于电机的极对数和频率。 由电机的工作原理决定电机的磁极对数是固定不变的。由于电机的磁极对数1个磁极对数等于2极,电机的极数不是一个连续的数值(为2的倍数,例如极数为2,4,6),所以不适和改变该值来调整电机的速度。 另外,频率是电机供电电源的电旌旗灯号,所以该值能够在电机的外面调节后再供给电机,这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。 是以,以控制频率为目的的变频器,是做为电机调速设备的优选设备。 改变频率和电压是最优的电机控制方法 如果仅改变频率,电机将被烧坏。特别是当频率降低时,该问题就非常突出。为了防止电机烧毁事故的发生,变频器在改变频率的同时必必要同时改变电压。 例如:为了使电机的旋转速度减半,变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz,这时变频器的输出电压就必须从400V改变到约200V。 如果要正确的施用变频器, 必须认真地考虑散热的问题。 变频器的妨碍率随温度升高而成指数的上升。施用寿命随温度升高而成指数的下降。环境温度升高10度,变频器施用寿命减半。 是以,我们要重视散热问题啊! 在变频器工作时,流过变频器的电流是很大的, 变频器产生的热量也是非常大的,不克不及忽视其发热所产生的影响 通常,变频器安装在控制柜中。我们要了解一台变频器的发热量大概是几多. 可以用以下公式估算: 发热量的近似值= 变频器容量(KW)×55 [W] 在这里, 如果变频器容量是以恒转矩负载为准的 (过流能力150% * 60s) 如果变频器带有直流电抗器或者交流电抗器, 并且也在柜子里面, 这时发热量会更大一些。 电抗器安装在变频器侧面或者测上方比较好。 这时可以用估算: 变频器容量(KW)×60 [W] 因为各变频器厂家的硬件都差不离, 所以上式可以针对各品牌的产品. 注意: 如果有制动电阻的话,因为制动电阻的散热量很大, 是以最好安装位置最好和变频器隔离开, 如装在柜子上面或者旁边等。 那么, 怎样采能降低控制柜内的发热量呢? 当变频器安装在控制机柜中时,要考虑变频器发热值的问题。 根据机柜内产生热量值的增加,要适本地增加机柜的尺寸。是以,要使控制机柜的尺寸只管即便减小,就必必要使机柜中产生的热量值尽有可能地减少。 如果在变频器安装时,把变频器的散热装置部分放到控制机柜的外面,将会使变频器有70%的发热量释放到控制机柜的外面。由于大容量变频器有很大的发热量,所以对大容量变频器更加有效。 还可以用隔离板把本体和散热装置离隔, 使散热装置的散热不影响到变频器本体。这样效果也很好。 变频器散热设计中都是以垂直安装为基础的,横着放散热会变差的! 关于冷却风扇 一般功率稍为大一点的变频器, 都带有冷却风扇。同时,也建议在控制柜上出风口安装冷却风扇。进风口要加滤网以防止灰尘进入控制柜。 注意控制柜和变频器上的风扇都是要的,不克不及谁替代谁。其他关于散热的问题 一、在海拔高于1000m的地方,因为空气密度降低,是以应加大柜子的冷却风量以改善冷却效果。理论上变频器也应考虑降容,1000m每-5%。但由于实际上因为设计上变频器的负载能力和散热能力一般比实际施用的要大, 所以也要看具体应用。 比方说在1500m的地方,但是周期性负载,如升降机,就没必要要降容。 2、 开关频率:变频器的发热主要来自于IGBT, IGBT的发热有集中在开和关的瞬间。 是以开关频率高时天然变频器的发热量就变大了。 有的厂家宣称降低开关频率可以扩容, 就是这个道理。 矢量控制是怎样使电机具有大的转矩的? 1: 转矩提升 此功能增加变频器的输出电压,以使电机的输出转矩和电压的平方成正比的关系增加,从而改善电机的输出转矩。 改善电机低速输出转矩不足的技术 施用"矢量控制",可使电机在低速,如(无速度传感器时)1Hz(对4极电机,其转速约莫为30r/min)时的输出转矩可以达到电机在50Hz供电输出的转矩(最约莫为定额转矩的150%)。 对常规的V/F控制,电机的电压降随着电机速度的降低而相对于增加,这就导致由于励磁不足,而使电机不克不及获得足够的旋转力。为了补偿这个不足,变频器中需要通过提高电压,来补偿电机速度降低而引起的电压降。变频器的这个功能叫做“转矩提升”。
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