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變頻器的分類和原理

2020-06-17

一、變頻器按直流電源性質分類


電壓型——儲能元件為電容器,被控量為電壓也就是相當于提供的是電壓源,它動態響應較慢,制動時需在電源側設置反并聯逆變器才能實現能量回饋,可適應多電機拖動。其逆變輸出的交流電壓為矩形波或階梯波,而電流的波形經過電動機負載濾波后接近于正弦波,但有較大的諧波分量。由于它是作為電壓源向交流電動機提供交流電功率,所以主要優點是運行幾乎不受負載的功率因素或換流的影響;缺點是當負載出現短路或在變頻器運行狀態下投入負載,都易出現過電流,須在短的時間內施加保護措施。


電流型——儲能元件為電抗器,直流內阻較大相當于提供的是電流源,動態響應快,可直接實現回饋制動,感應電動機電流型變頻調速系統可以頻繁、快速的實現四象限運行,更適宜一臺逆變器對一臺電機供電的單機運行方式。


其優點是具有四象限運行能力,能很方便地實現電機的制動功能。缺點是需要對逆變橋進行強迫換流,裝置結構復雜,調整較為困難。另外,由于電網側采用可控硅移相整流,故輸入電流諧波較大,容量大時對電網會有一定的影響。


二、變頻器依據 工作原理分類


V/f控制——V/f控制變頻器就是保證輸出電壓跟頻率成正比的控制這樣可以使電動機的磁通保持一定, 避免弱磁和磁飽和現象的產生,多用于風機、泵類節能,用壓控振蕩器實現。異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,電壓一定降低頻率,磁通變大,磁回路趨向飽和,嚴重時將燒毀電機。當頻率與電壓要成比例地改變,使電動機的磁通保持一定, 避免弱磁和磁飽和現象的產生。


轉差頻率控制——轉差調速即改變異步電動機的滑差來調速,滑差越大速度越慢,繞膝是電機轉子串電阻,轉差頻率控制技術的采用,使變頻調速系統在一定程度上改善了系統的靜態和動態性能,同時它又比矢量控制方法簡便,具有結構簡單、容易實現、控制精度高等特點廣泛應用于異步電機的矢量控制調速系統中。


不需要進行復雜的磁通檢測和繁瑣的坐標變換,只要在轉子磁鏈大小不變的前提下,通過檢測定子電流和轉子角速度,經過數學模型的運算就可以間接的磁場定向控制。要提高調速系統的動態性能,主要依靠控制轉速的變化率,顯然,通過控制轉差角頻率就能達到控制的目的。


矢量控制——依據直流電動機調速控制的特點,將異步電動機定子繞組電流按矢量變換的方法分解并形成類似于直流電動機的磁場電流分量和轉矩電流分量,只要控制異步電動機定子繞組電流的大小和相位,就可以控制勵磁電流和轉矩電流,這樣控制交流異步電動機的轉速就像控制直流電動機-樣,有良好的調速控制效果。


它的主要特點是低頻轉矩大、動態響應快、控制靈活,一般是應用在惡劣的工作環境、 要求高速響應和高精度的電力拖動的系統等。


專用變頻器


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