變頻器基礎以及與直流調速器的區別

2022-09-24 11:30:08 字數 1787 閱讀 2192

21世紀以來工業自動化進入了日新月異的飛速發展時代,工業控制產品各類繁多,功能強大,但是,各種工業裝置應用總是少不了電機機輸出旋轉力矩作為基礎,交流電機因為生產工藝簡單,**成本便宜,動力效率高等諸多優點逐漸取代直流電機,並且有越來越好的趨勢,交流變頻器作為交流電機的調速控制器,在工業領域得到了廣泛而普及的應用。所以本文特別介紹一下變頻器的基礎知識,以及和直流電機作對比,看看有哪些不同。

1、什麼是變頻器?與直流調速器原理有什麼不同?

變頻器是利用電力半導體器件的通斷將工頻電源變換為頻率連續可調的電能控制裝置。具體原理是,先將交流電源通過整流濾波變成直流電源,再通過六個igbt元件在直流正負極之間交替導通形成三相交流電動勢,cpu控制了導通的時間特性,使輸出到電機上的三相電源發生了頻率變化並且有多種電流電壓特性。而直流調速器實際上是乙個三相整流器,只不過它通過數位電路來控制了可控矽的導通角,實現三相可控整流。

2、電壓型與電流型有什麼不同?

變頻器的主電路大體上可分為兩類: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。

3、為什麼變頻器的電壓與頻率成比例的改變?

非同步電動機的轉矩是電機的磁通與轉子內流過電流之間相互作用而產生的,在額定頻率下,如果電壓一定而只降低頻率,那麼磁通就過大,磁迴路飽和,嚴重時將燒毀電機。因此,頻率與電壓要成比例地改變,即改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓,使電動機的磁通保持一定,避免弱磁和磁飽和現象的產生。這種控制方式多用於風機、幫浦類節能型變頻器。

4、按比例地改變v和f時,電機的轉矩如何變化?

頻率下降時完全成比例地降低電壓,那麼由於交流阻抗變小而直流電阻不變,將造成在低速下產生地轉矩有減小的傾向。因此,在低頻時給定v/f,要使輸出電壓提高一些,以便獲得一定的起動轉矩,這種補償稱增強起動。可以採用各種方法實現,有自動進行的方法、選擇v/f模式或調整電位器等方法。

5、對於一般電機的組合是在60hz以上也要求轉矩一定,是否可以?

通常情況下時不可以的。在60hz以上(也有50hz以上的模式)電壓不變,大體為恆功率特性,在高速下要求相同轉矩時,必須注意電機與變頻器容量的選擇。

6、所謂開環是什麼意思?

給所使用的電機裝置設速度檢出器(pg),將實際轉速反饋給控制裝置進行控制的,稱為「閉環」,不用pg運轉的就叫作「開環」。通用變頻器多為開環方式,也有的機種利用選件可進行pg反饋。

7、實際轉速對於給定速度有偏差時如何辦?

開環時,變頻器即使輸出給定頻率,電機在帶負載執行時,電機的轉速在額定轉差率的範圍內(1%~5%)變動。對於要求調速精度比較高,即使負載變動也要求在近於給定速度下運轉的場合,可採用具有pg反饋功能的變頻器(選用件)。

8、 有加速時間與減速時間可以分別給定的機種,和加減速時間共同給定的機種,這有什麼意義?

加減速可以分別給定的機種,對於短時間加速、緩慢減速場合,或者對於小型工具機需要嚴格給定生產節拍時間的場合是適宜的,但對於風機傳動等場合,加減速時間都較長,加速時間和減速時間可以共同給定。

9、 什麼是再生制動?

電動機在運轉中如果降低指令頻率或者停止減速,由於負載慣性將帶動電機繼續運轉,此力量產生交流電動勢,則電動機變為非同步發電機狀態執行,作為制動器而工作,這就叫作再生(電氣)制動。

10、怎麼得到更大的制動力?

從電機再生出來的能量貯積在變頻器的濾波電容器中,由於電容器的容量和耐壓的關係,通用變頻器的再生制動力約為額定轉矩的10%~20%。如採用選用件制動單元,可以達到50%~100%。

雖然交流電動機的普及速度非常快,在一起直流電機的常見裝置比如電纜生產,銅線加工待裝置上,已經逐步在替代直流電機和直流調速器,但是,直流電機和低轉速下高力矩的特性,依然決定著它在某些領域無可替代的地位。

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