关于变频器工作原理如果想要弄明白的话,除了看其基本公式之外,同时多理解变频器的持续发展同样有利对变频器的工作原理更佳的理解。本文还列出了变频器的几个掌控方式的介绍,以助各位更佳地解读变频器到底咋工作。
什么是变频器
变频器是把工频电源(50频率或60频率)转换成各种频率的交流电源,以实现电机的自排运营的电子设备,其中控制电路已完成对主电路的掌控,整流器电路将交流电转换成直流电,直流中间电路对整流器电路的输出进行光滑滤波,逆变电路将直流电再逆成交流电。对于如矢量掌控变频器这种必须大量加法的变频器来说,有时还必须一个进行转矩计算的处理器以及一些相应的电路。变频调速是通过转变电机定子绕组电力供应的频率来达到调速的目的。
1.变频器工作原理综述:
变频器工作原理弄明白之前,不妨先看看变频器到底为何方神圣?变频器就是把工频电源(50频率或60频率)转换成各种频率的交流电源,以实现电机的自排运营的电子设备。而这其中控制电路已完成对主电路的掌控,整流器电路将交流电转换成直流电,直流中间电路对整流器电路的输出进行光滑滤波,逆变电路将直流电再逆成交流电(及核心控制电路实现:交-直-交的过程)。而变频技术是应交流电机无级调速的必须而诞生的。而其工作原理用公式来传达的话乃是:n=60f(1-s)/p(1)式中n———异步电动机的转速;f———异步电动机的频率;s———电动机转差率;p———电动机极对数。由式(1)可知,转速n与频率f成正比,只要转变频率f才可转变电动机的转速,当频率f在0~50频率的范围内变化时,电动机转速调节范围十分宽。变频器就是通过转变电动机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.变频器工作原理之三大组成部分:
变频器工作原理就是这样,但它究竟怎么实现的呢?主要是由其三个组成部分已完成的。(1)将工频电源转换为直流功率的“整流器”:它把工频电源转换为直流电源。也可用三组晶体管变流器构成可逆变流器,由于其功率方向可逆,可以进行再生运转。(2)吸收在变流器和整流器产生的电压脉动的“平波回路”:在整流器整流器后的直流电压中,所含电源6倍频率的脉动电压,此外整流器产生的脉动电流也使直流电压改变。(3)将直流功率转换为交流功率的“整流器”:同整流器相反,整流器是将直流功率转换为所要求频率的交流功率,以所确认的时间使6个开关器件导通、关断就可以获得3相交流输出。
3.变频器工作原理之基本分类:
变频器工作原理都仍然,那世界上那么多变频器为毛不一样呢?如果你在这样呐喊的话,我只能说,难过是的,而且他们还可以这样分类(请另行脑补强迫症模式的打开过程):按照主电路工作方式分类,可以分成电压型变频器和电流型变频器;按照开关方式分类,可以分成PAM掌控变频器、PWM掌控变频器和高载频PWM掌控变频器;按照工作原理分类,可以分成V/f掌控变频器、转差频率掌控变频器和矢量掌控变频器等;按照用途分类,可以分成通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。
4.变频器工作原理之历史进展:
变频技术是应交流电机无级调速的必须而诞生的。20世纪60年代以后,电力电子器件经历了SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、电晶体(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS掌控晶体管)、MCT(MOS掌控晶闸管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)的持续发展过程,器件的更新增进了电力电子转换技术的大大持续发展(留意,正因为如此,所以变频器的产生乃是在这个背景下的)。20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究工作引发了人们的高度重视。20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的兴趣,并得出结论诸多优化模式,其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20世纪80年代中期开始,美、日、德、英等发展中国家的VVVF变频器已投入市场并取得了应用。至于想理解各类变频器工作原理的话,不妨由简至繁的看看变频器掌控方式的四种演进。
5.变频器掌控方式之U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM):
变频器的SPWM掌控方式的特点是控制电路结构非常简单、成本较高,机械特性硬度也较差,需要满足一般传动装置的光滑调速要求,已在产业的领域获得应用。但是,这种掌控方式在低频时,由于输出电压较高,转矩受定子电阻压降的负面影响比较显著,使输出最大转矩减少。另外,其机械特性终究没有直流电动机硬,动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意,且系统性能不高、掌控曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和整流器死区效应的存有而性能下滑,稳定性变差等。因此人们又研究工作出矢量掌控变频调速。
6.变频器掌控方式之电压空间矢量(SVPWM):
变频器的SVPWM掌控方式是以三相波形整体分解效果为前提,以迫近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次分解三相调制波形,以内切多边形迫近圆的方式进行掌控的。经实践使用后又有所改进,即引进频率补偿,能避免速度掌控的误差;通过反馈估计磁链幅值,避免低速时定子电阻的负面影响;将输出电压、电流闭环,以提升动态的精度和稳定度。但控制电路环节较少,且没有引进转矩的调节,所以系统性能没有获得显然提高。
7.变频器掌控方式之矢量掌控(VC)方式:
变频器的VC掌控方式的作法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流超新星、Ib、Ic、通过三相-二相转换,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,等效成同步转动坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流),然后模仿直流电动机的掌控方法,求出直流电动机的掌控量,经过相应的座标反转换,实现对异步电动机的掌控。其实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对速度,磁场两个分量进行独立掌控。通过掌控转子磁链,然后分解成定子电流而取得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦掌控。矢量掌控方法的提出具备划时代的意义。然而在实际应用于中,由于转子磁链无法精确探测,系统特性受电动机参数的负面影响相当大,且在等效直流电动机掌控过程中所用矢量旋转变换较繁复,使得实际的掌控效果难以达到理想研究的结果。
8.变频器掌控方式之直接转矩掌控(DTC)方式:
变频器的DTC掌控方式源自1985年,德国鲁尔大学的DePenbrock教授,他首次提出了直接转矩掌控变频技术。该技术在相当大程度上解决问题了上述矢量掌控的严重不足,并以精致的掌控思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能获得了很快持续发展。目前,该技术已顺利地应用于在电力机车机车的大功率交流传动装置上。直接转矩掌控直接在定子坐标系下研究交流电动机的数学模型,掌控电动机的磁链和转矩。它不必须将交流电动机等效为直流电动机,因而省去了矢量旋转变换中的许多繁复计算;它不必须模仿直流电动机的掌控,也不必须为解耦而修改交流电动机的数学模型。
9.变频器掌控方式之矩阵式交—交方式:
变频器的矩阵式交-交方式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营,系统的功率密度大。该技术目前虽仍未成熟,但仍吸引着为数众多的学者深入研究。其实质不是间接的掌控电流、磁链等量,而是把转矩直接作为被掌控量来实现的。具体方法是:
——掌控定子磁链引进定子磁链观测器,实现无速度传感器方式;
——自动识别(ID)依赖准确的电机数学模型,对电机参数自动识别;
——算出实际值对应定子电阻、互感、磁饱和因素、惯量等求出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制;
——实现Band—Band掌控按磁链和转矩的Band—Band掌控产生PWM信号,对整流器开关状态进行掌控。
矩阵式交—交变频具备较慢的转矩响应(2ms),极高的速度精度(±2%,无PG反馈),高转矩精度(+3%);同时还具备很高的起动转矩及高转矩精度,特别是在在低速时(还包括0速度时),可输出150%~200%转矩。
当然,看见这里并不是说变频器就可以几乎弄明白了,更佳地解读变频器工作原理还必须各位在解读上述知识的前提下去分解成套用到现实中,再检验才能却是弄明白了变频器的工作原理。
关于变频器工作原理_搭配常识就介绍到这里了,希望这些介绍可以解决您的装修问题,如果您想了解更多装修知识,可以继续关注电工屋哦。