| >那个网站有解说、阐发变频器事情原理的,若有视频文件解说电机节制电路的最佳。>>变频器事情原理>>变频器首要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(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。>>1. 电机的旋转速度为何能够自由地改变?>>*1: r/min>>电机旋转速度单位:每分钟旋转次数,也可表示为rpm.>>例如:2极电机 50Hz 3000 [r/min]>>4极电机 50Hz 1500 [r/min]>>论断:电机的旋转速度同频率成比例>>本文中所指的电机为感到式交流电机,在工业中所使用的大多电机均为此类型电机。感到式交流电机(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。由电机的事情原理决定电机的极数是固定不变的。因为该极数值不是1个持续的数值(为2的倍数,例如极数为2,4,6),所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度。>>别的,频率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节制。>>因此,以节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: 电机极对数>>论断:改变频率和电压是最优的电机节制要领>>如果仅改变频率而不改变电压,频率降低时会使电机出于过电压(过励磁),导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在定额频率以上时,电压却不可以继续增加,最高只能是等于电机的定额电压。>>例如:为了使电机的旋转速度减半,把变频器的输出频率从50Hz改变到25Hz,这时变频器的输出电压就需要从400V改变到约200V>>2. 当电机的旋转速度(频率)改变时,其输出转矩会如何?>>*1: 工频电源>>由电网提供的动力电源(商用电源)>>*2: 起动电流>>当电机开始运转时,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>>电机在工频电源供电时起动和加速冲击很大,而当使用变频器供电时,这些冲击就要弱一些。工频直接起动会孕育发生1个大的起动起动电流。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,所以电机起动电流和冲击要小些。>>凡是,电机孕育发生的转矩要随频率的减小(速度降低)而减小。减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。>>通过使用磁通矢量节制的变频器,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。>>3. 当变频器调速到大于50Hz频率时,电机的输出转矩将降低>>凡是的电机是按50Hz电压预设制造的,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, P60Hz时, X会相应减小>>对电机来说, T=K*I*X, (K:常数, I:电流, X:磁通), 因此转矩T会跟着磁通X减小而减小.>>同时, 小于50Hz时, 因为I*R很小, 所以U/f=E/f不变时, 磁通(X)为常数. 转矩T和电流成正比. 这也就是为何凡是用变频器的过流能力来描述其过载(转矩)能力. 并称为恒转矩调速(定额电流不变-->最大转矩不变)>>论断: 当变频器输出频率从50Hz以上增加时, 电机的输出转矩会减小.>>5. 其它和输出转矩有关的因素>>发热和散热量力决定变频器的输出电流能力,从而影响变频器的输出转矩能力。>>载波频率: 一般变频器所标的定额电流都是以最高载波频率, 最高环境温度下能包管持续输出的数值. 降低载波频率, 电机的电流不会受到影响。但元器件的发热会减小。>>环境温度:就象不会因为检测到周围温度比力低时就增大变频器保护电流值.>>海拔高度: 海拔高度增加, 对散热和绝缘性能都有影响.一般1000m以下可以不考虑. 以上每1000米降容5%就可以了.>>6. 矢量节制是如何改善电机的输出转矩能力的?>>*1: 转矩提升>>此功能增加变频器的输出电压(首要是低频时),以赔偿定子电阻上电压降引起的输出转矩损失,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>>使用"矢量节制",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%)。>>对常规的V/F节制,电机的电压降跟着电机速度的降低而相对增加,这就导致因为励磁不足,而使电机不克不及获得足够的旋转力。为了赔偿这个不足,变频器中需要通过提高电压,来赔偿电机速度降低而引起的电压降。变频器的这个功能叫做"转矩提升"(*1)。>>转矩提升功能是提高变频器的输出电压。然而即使提高很多输出电压,电机转矩并不克不及和其电流相对应的提高。 因为电机电流包罗电机孕育发生的转矩分量和其它分量(如励磁分量)。>>"矢量节制"把电机的电流值进行分配,从而确定孕育发生转矩的电机电流分量和其它电流分量(如励磁分量)的数值。>>"矢量节制"可以通过对电机端的电压降的响应,进行优化赔偿,在不增加电流的情况下,允许电机产出大的转矩。此功能对改善电机低速时温升也有用。>>变频器制动的情况>>1: 制动的概念>>指电能从电机侧流到变频器侧(或者供电电源侧),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)跟着物体的运动而累积。当动能减为零时,该事物就居于停止状态。>>机械抱闸装置的要领是用制动装置把物体动能转换为磨擦和能消耗掉。>>对变频器,如果输出频率降低,电机转速将跟随频率同样降低。这时会孕育发生制动过程. 由制动孕育发生的功率将返回到变频器侧。这些功率可以用电阻发热消耗。>>在用于提升类负载,鄙人降时, 能量(势能)也要返回到变频器(或者电源)侧,进行制动。>>这种操作要领被称作“再生制动”,而该要领可应用于变频器制动。>>在减速期间,孕育发生的功率如果欠亨过热消耗的要领消耗掉,而是把能量返回送到变频器电源侧的要领叫做“功率返回再生要领”。在实际中,这种应用需要“能量回馈单元”选件。>>2:如何提高制动能力?>>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,不克不及期望靠增加变频器的容积来解决疑难题目。请选用“制动电阻”、“制动单元”或者“功率再生变换器”等选件来改善变频器的制动容积。>>3. 当电机的旋转速度改变时,其输出转矩会如何?>>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时的起动转矩和最大转矩。>>咱们经常听到底下的讲法:“电机在工频电源供电时,电机的起动和加速冲击很大,而当使用变频器供电时,这些冲击就要弱一些”。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,就会孕育发生1个大的起动冲击(大的起动电流 )。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,所以电机孕育发生的转矩要小于工频电网供电的转矩值。所以变频器驱动的电机起动电流要小些。>>凡是,电机孕育发生的转矩要随频率的减小(速度降低)而减些 减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。>>通过使用磁通矢量节制的变频器,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定额频率20%时,电机的输出转矩将降低>>凡是的电机是按照定额频率电压预设制造的,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<=Pe) 变频器输出频率大于定额频率时(如我国的电机大于50Hz),电机孕育发生的转矩要以和频率成反比的线性关系降落。>>当电机以大于定额频率20%速度运行时,电机负载的大小必须要给予考虑,以防止电机输出转矩的不足。>>举例,定额频率为50Hz的电机在100Hz时孕育发生的转矩大约要降低到50Hz时孕育发生转矩的1/2。因此在定额频率之上的调速称为恒功率调速. (P=Ue*Ie)>>摘要:>>本文介绍了变频器的事情原理和节制方式,文中遵循理论和实际相结合的原则,对变频器的事情原理和节制方式作了详细的对比和阐发。>>关键词:>>变频器、节制方式、事情原理>>最近几年来,跟着电力电子技术、微电子技术及大规模集成电路的发展,生产工艺的改进及功率半导体器件价格的降低,变频调速越来越被工业上所采用。如何选择性能好的变频其应用到工业节制中,是咱们专业技术职员共同寻求的目标。底下结合作者的实际经验谈谈变频器的事情原理和节制方式:>>1 变频器的事情原理>>咱们知道,交流电念头的同步转速表达式位:>>n=60 f(1-s)/p (1)>>式中 n———异步电念头的转速;>>f———异步电念头的频率;>>s———电念头转差率;>>p———电念头极对数。>>由式(1)可知,转速n与频率f成正比,只要改变频率f即可改变电念头的转速,当频率f在0～50Hz的范围内变化时,电念头转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电念头电源频率实现速度调节的,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。>>2变频器节制方式>>低压通用变频输出电压为380～650V,输出功率为0.75～400kW,事情频率为0～400Hz,它的主电路都采用交—直—交电路。其节制方式履历了以下四代。>>2.1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)节制方式>>其特点是节制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个范畴得到广泛应用。但是,这种节制方式在低频时,因为输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比力显著,使输出最大转矩减小。别的,其机械特性终究没有直流电念头硬,动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意,且体系性能不高、节制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩哄骗率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能降落,稳定性变差等。因此人们又研究出矢量节制变频调速。>>2.2电压空间矢量(SVPWM)节制方式>>它是以三相波形整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次生成三相调制波形,以内切多边形逼近圆的方式进行节制的。经实践使用后又有所改进,即引入频率赔偿,能消弭速度节制的误差;通过反馈估算磁链幅值,消弭低速时定子电阻的影响;将输出电压、电流闭环,以提高动态的精度和稳定度。但节制电路环节较多,且没有引入转矩的调节,所以体系性能没有得到底子改善。>>2.3矢量节制(VC)方式>>矢量节制变频调速的作法是将异步电念头在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电念头的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流),然后模仿直流电念头的节制要领,求得直流电念头的节制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电念头的节制。其本色是将交流电念头等效为直流电念头,别离对速度,磁场两个分量进行独立节制。通过节制转子磁链,然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或者解耦节制。矢量节制要领的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中,因为转子磁链难以准确观测,体系特性受电念头参数的影响较大,且在等效直流电念头节制过程中所用矢量旋转变换较复杂,使得实际的节制效果难以达到理想阐发的结果。>>2.4直接转矩节制(DTC)方式>>1985年,德国鲁尔大学的DePenbrock教被斩首次提出了直接转矩节制变频技术。该技术在很大程度上解决了上述矢量节制的不足,并以新颖的节制思想、简练了然的体系结构、优良的动静态性能得到了快速发展。目前,该技术已乐成地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。>>直接转矩节制直接在定子坐标系下阐发交流电念头的数学模型,节制电念头的磁链和转矩。它不需要将交流电念头等效为直流电念头,因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算;它不需要模仿直流电念头的节制,也不需要为解耦而简化交流电念头的数学模型。>>2.5矩阵式交—交节制方式>>VVVF变频、矢量节制变频、直接转矩节制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同纰缪谬误是输入功率因数低,谐波电流大,直流电路需要大的储能电容,再生能量又不克不及反馈回电网,即不克不及进行四象限运行。为此,矩阵式交—交变频应运而生。因为矩阵式交—交变频省去了中间直流环节,从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能实现功率因数为l,输入电流为正弦且能四象限运行,体系的功率密度大。该技术目前虽尚未成熟,但仍吸引着众多的学者深入研究。其本色不是间接的节制电流、磁链等量,而是把转矩直接作为被节制量来实现的。具体要领是:>>——节拟定子磁链引入定子磁链观测器,实现无速度传感器方式;>>——自动识别(ID)依靠精确的电机数学模型,对电机参数自动识别;>>——算出实际值对应定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时节制;>>——实现Band—Band节制按磁链和转矩的Band—Band节制孕育发生PWM信号,对逆变器开关状态进行节制。>>矩阵式交—交变频具有快速的转矩响应(
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