變頻器工作原理及組成

2022-08-19 20:51:04 字數 1885 閱讀 9365

1. 電機的旋轉速度為什麼能夠自由地改變?

*1: r/min

電機旋轉速度單位:每分鐘旋轉次數,也可表示為rpm.

例如:2極電機 50hz 3000 [r/min]

4極電機 50hz 1500 [r/min]

結論:電機的旋轉速度同頻率成比例

本文中所指的電機為感應式交流電機,在工業中所使用的大部分電機均為此型別電機。感應式交流電機(以後簡稱為電機)的旋轉速度近似地確決於電機的極數和頻率。由電機的工作原理決定電機的極數是固定不變的。

由於該極數值不是乙個連續的數值(為2的倍數,例如極數為2,4,6),所以一般不適和通過改變該值來調整電機的速度。

另外,頻率能夠在電機的外面調節後再供給電機,這樣電機的旋轉速度就可以被自由的控制。

因此,以控制頻率為目的的變頻器,是做為電機調速裝置的優選裝置。

n = 60f/p

n: 同步速度

f: 電源頻率

p: 電機極對數

結論:改變頻率和電壓是最優的電機控制方法

如果僅改變頻率而不改變電壓,頻率降低時會使電機出於過電壓(過勵磁),導致電機可能被燒壞。因此變頻器在改變頻率的同時必須要同時改變電壓。輸出頻率在額定頻率以上時,電壓卻不可以繼續增加,最高只能是等於電機的額定電壓。

例如:為了使電機的旋轉速度減半,把變頻器的輸出頻率從50hz改變到25hz,這時變頻器的輸出電壓就需要從400v改變到約200v

2. 當電機的旋轉速度(頻率)改變時,其輸出轉矩會怎樣?

*1: 工頻電源

由電網提供的動力電源(商用電源)

*2: 起動電流

當電機開始運轉時,變頻器的輸出電流

變頻器驅動時的起動轉矩和最大轉矩要小於直接用工頻電源驅動

電機在工頻電源供電時起動和加速衝擊很大,而當使用變頻器供電時,這些衝擊就要弱一些。工頻直接起動會產生乙個大的起動起動電流。而當使用變頻器時,變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機上的,所以電機起動電流和衝擊要小些。

通常,電機產生的轉矩要隨頻率的減小(速度降低)而減小。減小的實際資料在有的變頻器手冊中會給出說明。

通過使用磁通向量控制的變頻器,將改善電機低速時轉矩的不足,甚至在低速區電機也可輸出足夠的轉矩。

3. 當變頻器調速到大於50hz頻率時,電機的輸出轉矩將降低

通常的電機是按50hz電壓設計製造的,其額定轉矩也是在這個電壓範圍內給出的。因此在額定頻率之下的調速稱為恆轉矩調速. (t=te p=pe)

變頻器輸出頻率大於50hz頻率時,電機產生的轉矩要以和頻率成反比的線性關係下降。

當電機以大於50hz頻率速度執行時,電機負載的大小必須要給予考慮,以防止電機輸出轉矩的不足。

舉例,電機在100hz時產生的轉矩大約要降低到50hz時產生轉矩的1/2。

因此在額定頻率之上的調速稱為恆功率調速. (p=ue*ie)

4. 變頻器50hz以上的應用情況

大家知道對乙個特定的電機來說其額定電壓和額定電流是不變的。

如變頻器和電機額定值都是: 15kw/380v/30a 電機可以工作在50hz以上。

當轉速為50hz時變頻器的輸出電壓為380v 電流為30a. 這時如果增大輸出頻率到60hz 變頻器的最大輸出電壓電流還只能為380v/30a. 很顯然輸出功率不變.

所以我們稱之為恆功率調速.

這時的轉矩情況怎樣呢?

因為p=wt (w:角速度 t:轉矩). 因為p不變 w增加了所以轉矩會相應減小。

我們還可以再換乙個角度來看:

電機的定子電壓 u = e i*r (i為電流 r為電子電阻 e為感應電勢)

可以看出 ui不變時 e也不變.

而e = k*f*x (k:常數 f: 頻率 x:磁通) 所以當f由50--60hz時 x會相應減小

變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、再次整流(直流變交流)、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成的。

變頻器工作原理及接線

一 變頻器的直接作用 通過改變電動機的電壓和頻率,使電機的速度可以無極調節。軟啟動節能,功率因數補償節能 變頻器的間接作用 1.節能 節電 風機 幫浦類等裝置傳統的調速方法是通過調節入口或出口的擋板 閥門開度來調節給風量和給水量,其輸入功率大,且大量的能源消耗在擋板 閥門的截流過程中。當使用變頻調速...

變頻器工作原理

非同步電動機用變頻器傳動時的框圖如圖1所示,整流器將交流電變為直流電,平波迴路將直流電平衡,逆變器將直流電逆變為頻率可調的交流電。為了電動機的調速傳動所給出的操作量有電壓 電流 頻率。圖1 變頻器的基本構成 表1將實用化的變頻器按主電路方式 控制方式等分類。各種方式的組合是為了充分發揮其控制特性 適...

變頻器工作原理

主電路是給非同步電動機提供調壓調頻電源的電力變換部分,變頻器的主電路大體上可分為兩類 1 電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器,直流迴路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器,其直流迴路濾波是電感。它由三部分構成,將工頻電源變換為直流功率的 整流器 吸收在變流器和逆變器產生的電壓...