變頻器基礎工作原理

2015-12-19  來自: 新鄉市鵬錦特種電機有限公司 瀏覽次數:301

1、什么是變頻器? 
  變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置,能實現對交流異步電機的軟起動、變頻調速、提高運轉精度、改變功率因數、過流/過壓/過載保護等功能。國內技術較領先的品牌有英威騰、匯川、三 晶、紫日電氣科技有限公司、雷諾爾、歐瑞(原煙臺惠豐)、藍海華騰。  
  2、PWM和PAM的不同點是什么? 
  PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調制)縮寫,按一定規律改變脈沖列的脈沖寬度,以調節輸出量和波形的一種調值方式。 
    
變頻器
PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脈沖幅度調制) 縮寫,是按一定規律改變脈沖列的脈沖幅度,以調節輸出量值和波形的一種調制方式。 
  3、電壓型與電流型有什么不同? 
   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,直流回路的濾波是電容;電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器,其直流回路濾波是電感。 
  4、為什么變頻器的電壓與頻率成比例的改變? 
  任何電動機的電磁轉矩都是電流和磁通相互作用的結果,電流是不允許超過額定值的,否則將引起電動機的發熱。因此,如果磁通減小,電磁轉矩也必減小,導致帶載能力降低。 
  由公式E=4.44*K*F*N*Φ 可以看出,在變頻調速時,電動機的磁路隨著運行頻率fX是在相當大的范圍內變化,它極容易使電動機的磁路嚴重飽和,導致勵磁電流的波形嚴重畸變,產生峰值很高的尖峰電流。 
  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。這種控制方式多用于風機、泵類節能型變頻器。 
  5、電動機使用工頻電源驅動時,電壓下降則電流增加;對于變頻器驅動,如果頻率下降時電壓也下降,那么電流是否增加? 
  頻率下降(低速)時,如果輸出相同的功率,則電流增加,但在轉矩一定的條件下,電流幾乎不變。 
  6、采用變頻器運轉時,電機的起動電流、起動轉矩怎樣? 
   采用變頻器運轉,隨著電機的加速相應提高頻率和電壓,起動電流被限制在150%額定電流以下(根據機種不同,為125%~200%)。用工頻電源直接起動時,起動電流為額定電流6~7倍,因此,將產生機械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長)。起動電流為額定電流的1.2~1.5倍,起動轉矩為70%~120%額定轉矩;對于帶有轉矩自動增強功能的變頻器,起動轉矩為100%以上,可以帶全負載起動。 
  7、V/f模式是什么意思? 
   頻率下降時電壓V也成比例下降,這個問題已在回答4說明。V與f的比例關系是考慮了電機特性而預先決定的,通常在控制器的存儲裝置(ROM)中存有幾種特性,可以用開關或標度盤進行選擇。 
  8、按比例地改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,那么由于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,以便獲得一定地起動轉矩,這種補償稱增強起動。可以采用各種方法實現,有自動進行的方法、選擇V/f模式或調整電位器等方法。 
  9、在說明書上寫著變速范圍60~6Hz,即10:1,那么在6Hz以下就沒有輸出功率嗎? 
   在6Hz以下仍可輸出功率,但根據電機溫升和起動轉矩的大小等條件,使用頻率取6Hz左右,此時電動機可輸出額定轉矩而不會引起嚴重的發熱問題。變頻器實際輸出頻率(起動頻率)根據機種為0.5~3Hz。. 
  10、對于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,大體為恒功率特性,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。 
  11、所謂開環是什么意思? 
   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.無速度傳感器閉環控制方式是根據建立的數學模型根據磁通推算電機的實際速度,相當于用一個虛擬的速度傳感器形成閉環控制。 
  12、實際轉速對于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,電機在帶負載運行時,電機的轉速在額定轉差率的范圍內(1%~5%)變動。對于要求調速精度比較高,即使負載變動也要求在近于給定速度下運轉的場合,可采用具有PG反饋功能的變頻器(選用件)。 
  13、如果用帶有PG的電機,進行反饋后速度精度能提高嗎? 
   具有PG反饋功能的變頻器,精度有提高。但速度精度的值取決于PG本身的精度和變頻器輸出頻率的分辨率。 
  14、失速防止功能是什么意思? 
   如果給定的加速時間過短,變頻器的輸出頻率變化遠遠超過轉速(電角頻率)的變化,變頻器將因流過過電流而跳閘,運轉停止,這就叫作失速。為了防止失速使電機繼續運轉,就要檢出電流的大小進行頻率控制。當加速電流過大時適當放慢加速速率。減速時也是如此。兩者結合起來就是失速功能。 
  15、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,這有什么意義? 
  加減速可以分別給定的機種,對于短時間加速、緩慢減速場合,或者對于小型機床需要嚴格給定生產節拍時間的場合是適宜的,但對于風機傳動等場合,加減速時間都較長,加速時間和減速時間可以共同給定。 
  16、什么是再生制動? 
   電動機在運轉中如果降低指令頻率,則電動機變為異步發電機狀態運行,作為制動器而工作,這就叫作再生(電氣)制動。 
  17、是否能得到更大的制動力? 
  從電機再生出來的能量貯積在變頻器的濾波電容器中,由于電容器的容量和耐壓的關系,通用變頻器的再生制動力約為額定轉矩的10%~20%。如采用選用件制動單元,可以達到50%~100%。

關鍵詞: 變頻器基礎工作原理           

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