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变频器的作用及原理,有哪些种类?
点击次数:52 发布时间:2019-05-21

变频器的作用

变频器 是指改变与电能相关的频率(不包括零频率)的电能变换器。根据定义,变频器 的作用是改变频率,改变频 率会带来哪些改变,又能改 善哪些方面的功能?

 

一、变频器的作用--变频节能

变频节 能最为明显的是在风机水泵行业应用,因风机 水泵的消耗功率与转速的立方成正比,所以当外界用风/水量不高时,使用变频将转速降低,则节能效果明显。其他行 业的节能原理大概如此,均是通 过在不需要全速运行时调低电机转速来实现节能。

 

二、变频器的作用--软启动

当电机 通过工频直接启动时,它将会产生7到8倍的电机额定电流。这个电 流值将大大增加电机绕组的电应力并产生热量,从而降低电机的寿命,同时对 电网也会造成很大冲击。而变频 调速则可以在零速零电压启动(也可适当加转矩提升)。一旦频 率和电压的关系建立,变频器就可以按照V/F或矢量 控制方式带动负载进行工作。使用变 频调速能充分降低启动电流,提高绕组承受力,减少启 动电流对马达和电网的冲击,延长电机的使用寿命,同时也 不会造成峰谷差值过大的问题造成供电网络中的电压敏感设备故障跳闸或工作异常。

 

三、变频器的作用--控制系统简单化

变频调 速能在零速启动并按照用户的需要进行均匀地加速,而且其 加速曲线也可以选择(直线加速、S形加速或者自动加速)。运行速 度可以根据需要随时进行调节,并能根 据工艺过程迅速改变,还能通过远控plc或其他控制器来实现速度变化。

 

四、变频器的作用--减少机械磨损和损耗

而通过 工频启动时对电机或相连的机械部分轴或齿轮都会产生剧烈的振动。这种振 动将进一步加剧机械磨损和损耗,降低机 械部件和电机的寿命。在变频调速中, 停止方式可以受控,并且有 不同的停止方式可以选择(减速停车、自由停车、减速停车+直流制动),它能减 少对机械部件和电机的冲击,从而使 整个系统更加可靠,寿命也会相应增加,提高系统稳定性。

 

五、变频器的作用--可调的转矩极限

通过变频调速后,能够设 置相应的转矩极限来保护机械不致损坏,从而保 证工艺过程的连续性和产品的可靠性。目前的 变频技术使得不仅转矩极限可调,甚至转 矩的控制精度都能达到3%~5%左右。在工频状态下,电机只 能通过检测电流值或热保护来进行控制,而无法 像在变频控制一样设置精确的转矩值来动作。

 

变频器的分类

按变换的环节分类
(1)交-直-交变频器,则是先 把工频交流通过整流器变成直流,然后再 把直流变换成频率电压可调的交流,又称间接式变频器,是目前 广泛应用的通用型变频器。

(2)可分为交-交变频器,即将工 频交流直接变换成频率电压可调的交流,又称直接式变频器;

 

按直流电源性质分类
(1)电压型变频器
电压型 变频器特点是中间直流环节的储能元件采用大电容,负载的 无功功率将由它来缓冲,直流电压比较平稳,直流电源内阻较小,相当于电压源,故称电压型变频器,常选用 于负载电压变化较大的场合。 
(2)电流型变频器

电流型 变频器特点是中间直流环节采用大电感作为储能环节,缓冲无功功率,即扼制电流的变化,使电压接近正弦波,由于该直流内阻较大,故称电流源型变频器(电流型)。电流型变频器的特点(优点)是能扼 制负载电流频繁而急剧的变化。常选用 于负载电流变化较大的场合。

 

按主电路工作方法

电压型变频器、电流型变频器

 

按照工作原理分类

可以分为V/f控制变频器、转差频 率控制变频器和矢量控制变频器等;

 

按照开关方式分类

可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器;

 

按照用途分类

可以分为通用变频器、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。此外,变频器 还可以按输出电压调节方式分类,按控制方式分类,按主开关元器件分类,按输入电压高低分类。

 

按变频器调压方法
PAM变频器 是一种通过改变电压源Ud 或电流源Id的幅值 进行输出控制的。

PWM变频器 方式是在变频器输出波形的一个周期产生个 脉冲波个脉冲,其等值电压为正弦波,波形较平滑。

变频器的原理

变频器 是应用变频技术与微电子技术,通过改 变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单 元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断 来调整输出电源的电压和频率,根据电 机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器 还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。随着工 业自动化程度的不断提高,变频器 也得到了非常广泛的应用。

 

通俗点解释就是:变频器: 变频变频, 就是改变频率。 我们国 家的电网频率是50 HZ 的, 通过变 频器就可以改变输出的频率, (一般是0-400HZ 无极调频), 频率改 变后可以调节电机转速。 一般把工频 50 HZ 进入变频器后, 输出的频率可以调, 实现无极调速电动机。


原理: 简单点说就是 : 交流——直流——交流 。 三相电工频(50HZ ) 进来, 经过变 频器内部整流桥后,变为直流电。 之后通 过逆变电路输出 交流电, 如何实现调频率? 就是通过逆变电路中IGBT (可控硅) 控制导通角度来调频。不同时间段,控制不 同角度的导通角 ,就会产出不同的频率。

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