变频器的工作原理是什么? 一句话,交流转直流,再转回交流。 http://bbs.zidonghua.com.cn/read.php?tid=200 变频器的工作原理 太专业,把网页给你复制过来,自己看吧~ 改变电压和频率来调节电机的转速。 变频器基础原理知识 变频器基础 *1: VVVF ?? 改变电压、改变频率(Variable Voltage and Variable Frequency)的缩写。 ?? *2: CVCF ?? 恒电压、恒频率(Constant Voltage and Constant Frequency)的缩写 ??各国使用的交流供电电源,不管是用于家庭照旧用于工厂,其电压和频率均为200V/60Hz(50Hz)或100V/60Hz(50Hz),等等。 ?? 通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装配称作“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)。 ?? 把直流电(DC)变换为交流电(AC)的装配,其科学术语为“inverter”(逆变器)。因为变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装配叫“inverter”,故该产品本身就被命名为“inverter”,即:变频器 ??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。 ??汽车上使用的由电池(直流电)产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。 ??变频器的工作原理被广泛应用于各个范畴。例如计算机电源的供电,在该项应用中,变频器用于按捺反向电压、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? ?? *1: r/min ??电机旋转速度单位:每分钟旋转回数,也可表示为rpm. ?? 例如:4极电机 60Hz 1,800 [r/min] ?? 4极电机 50Hz 1,500 [r/min] ??电机的旋转速度同频率成比例 ??本文中所指的电机为感应式交流电机,在工业范畴所使用的大部分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数和频率(如下图所示)。 ??由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。因为该极数值不是一个连续的数值(为2的倍数,例如极数为2,4,6),以是不舒服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信号,以是该值能够在电机的外面调节后再供给电机,如许电机的旋转速度就可以被自由的控制。 ??因此,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。 ??n = 60f/p ??n: 同步速度 ??f: 电源频率 ??p: 电机极数 ??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。出格是当频率减低时,该问题就非常突出。为了防止电机废弃事故的发生,变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压 ??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200V改变到约100V。 ??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200V改变到约100V。 ??如果要正确的使用变频器, 必须认真地考虑散热的问题. ??变频器的故障率随温度升高而成指数的上升。使用寿命随温度升高而成指数的下降。环境温度升高10度,变频器使用寿命减半。 因此,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,不能忽视其发烧所产生的影响 ?? 通常,变频器安装在控制柜中。我们要相识一台变频器的发烧量大概是多少. 可以用以下公式估算: ??发烧量的近似值= 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交流电抗器, 并且也在柜子里面, 这时发烧量会更大一些。 电抗器安装在变频器侧面或测上方比较好。 ??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多, 以是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, 因此最好安装位置最好和变频器隔离开, 如装在柜子上面或旁边等。 ??那么, 怎样采能减低控制柜内的发烧量呢? ??当变频器安装在控制机柜中时,要考虑变频器发烧值的问题。 ??根据机柜内产生热量值的增加,要适当地增加机柜的尺寸。因此,要使控制机柜的尺寸尽量减小,就必须要使机柜中产生的热量值尽可能地减少。 ??如果在变频器安装时,把变频器的散热器部分放到控制机柜的外面,将会使变频器有70%的发烧量释放到控制机柜的外面。因为大容量变频器有很大的发烧量,以是对大容量变频器越发有效。 ??还可以用隔离板把本体和散热器隔开, 使散热器的散热不影响到变频器本体。如许效果也很好。 ??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 ??一般功率稍微大一点的变频器, 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,不能谁替代谁。其他关于散热的问题 ?? 1。 在海拔高于1000m的地方,因为空气密度减低,因此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%。但因为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使用的要大, 以是也要看具体应用。 比方说在1500m的地方,可是周期性负载,如电梯,就不必要降容。 ?? 2。 开关频率:变频器的发烧主要来自于IGBT, IGBT的发烧有集中在开和关的瞬间。 因此开关频率高时自然变频器的发烧量就变大了。 有的厂家宣称减低开关频率可以扩容, 就是这个道理。 ??向量控制是怎样使电机具有大的转矩的? ?? *1: 转矩提升 ?? 此功效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能 ?? 使用"向量控制",可以使电机在低速,如(无速度传感器时)1Hz(对4极电机,其转速大约为30r/min)时的输出转矩可以达到电机在50Hz供电输出的转矩(最大约为定额转矩的150%)。 ?? 对于通例的V/F控制,电机的电压降随着电机速度的减低而相对增加,这就导致因为励磁不足,而使电机不能获患上足够的旋转力。为了赔偿这个不足,变频器中需要通过提高电压,来赔偿电机速度减低而引起的电压降。变频器的这个功效叫做"转矩提升"(*1)。 ?? 转矩提升功效是提高变频器的输出电压。然而即使提高很多输出电压,电机转矩并不能和其电流相对应的提高。 因为电机电流包含电机产生的转矩斤两和其它斤两(如励磁斤两)。 ?? "向量控制"把电机的电流值进行分配,从而确定产生转矩的电机电流斤两和其它电流斤两(如励磁斤两)的数值。 ?? "向量控制"可以通过对电机端的电压降的响应,进行优化赔偿,在不增加电流的环境下,允许电机产出大的转矩。此功效对改善电机低速时温升也有效。 ???变频器制动的环境 ??? *1: 制动的概念 ?? 指电能从电机侧流到变频器侧(或供电电源侧),这时电机的转速高于同步转速. ?? 负载的能量分为动能和势能. 动能(由速度和重量确定其大小)随着物体的运动而累积。当动能减为零时,该事物就处在遏制状态。 ?? 机械抱闸装配的方法是用制动装配把物体动能转换为摩擦和能消耗掉。 ?? 对于变频器,如果输出频率减低,电机转速将跟随频率同样减低。这时会产生制动过程. 由制动产生的功率将返回到变频器侧。这些功率可以用电阻发烧消耗。 ?? 在用于提升类负载,在下降时, 能量(势能)也要返回到变频器(或电源)侧,进行制动. ?? 这类操作方法被称作"再生制动",而该方法可应用于变频器制动。 ?? 在减速期间,产生的功率如果不通过热消耗的方法消耗掉,而是把能量返回送到变频器电源侧的方法叫做"功率返回再生方法"。在实际中,这类应用需要"能量回馈单元"选件。?? ?? 怎样提高制动能力? ?? 为了用散热来消耗再生功率,需要在变频器侧安装制动电阻。 ?? 为了改善制动能力,不能期望*增加变频器的容量来处理完成问题。请选用"制动电阻"、"制动单元"或"功率再生变换器"等选件来改善变频器的制动容量 ?? 3. 当电机的旋转速度改变时,其输出转矩会怎样? ?? *1: 工频电源 ?? 由电网提供的动力电源(商用电源) ?? *2: 起动电流 ?? 当电机起头运转时,变频器的输出电流 ??变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动 ?? 我们经常听到下面的说法:"电机在工频电源供电时(*1)时,电机的起动和加速打击很大,而当使用变频器供电时,这些打击就要弱一些"。如果用大的电压和频率起动电机,例如使用工频电网直接供电,就会产生一个大的起动打击(大的起动电流 (*2) )。而当使用变频器时,变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的,以是电机产生的转矩要小于工频电网供电的转矩值。以是变频器驱动的电机起动电流要小些。 ?? 通常,电机产生的转矩要随频率的减小(速度减低)而减些?减小的实际数据在有的变频器手册中会给出申明。 ?? 通过使用磁通向量控制的变频器,将改善电机低速时转矩的不足,甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。 ??当变频器调速到大于60Hz频率时,电机的输出转矩将减低 ??通常的电机是按50Hz(60Hz)电压设计制造的,其定额转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在定额频率之下的调速称为恒转矩调速. (T=Te, P
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