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變頻器是如何進行變頻的?變頻原理是什么?

來源:http://www.pentezero.com/news/27.html添加時間:2021-07-11

們一起了解一下變頻器的組件,理解它們是如何配合云做從而改變頻率以及電機轉速的。

我們將分別介紹變頻器相關的組件以及關鍵概念已說明變頻器的運作原理問題。

① 整流器。作為變頻器最為關鍵的元件之一,整流器能夠將交流電轉換成直流電。其工作方式與電池充電器或電弧焊機的方式較為一致。它通過使用一個二極管電橋來限制交流正弦波只向一個方向進行移動。其結果是完全整流的交流波形被直流電路解釋為本地直流波形,而三相變頻器接受三個獨立的交流輸入相并將其轉換為單個直流輸出。此外,大多數三相變頻器也可以接受單相(230V或460V)電源。但由于只存在兩個輸入支路,所以我們要將輸出進行降額,使所產生的直流電流成比例地降低。而從另一角度進行考慮,真正的單相變頻器可以利用單相輸入,并在同時產生與輸入成比例的直流輸出。當涉及到變速運行時,三相電機之所以比單相計數器部件的應用更普遍,這其中主要有兩個原因。首先它們擁有更廣泛的功率范圍,其次,單相電動機通常需要一些外部干預來開始旋轉。

② 直流母線。直流母線的第二個組成部分,在所有變頻器中都看不到,因為它不直接影響變頻運行。但它卻始終存在于高質量的通用變頻器中。直流總線是通過使用電容器以及電感來對轉換后的直流電中的交流“紋波”電壓進行濾除,在此過程后進入到逆變器部分。此外,它能夠阻止諧波失真的濾波器,且能夠反饋給變頻器電源。

③ 逆變器。逆變器使用三組高速開關晶體管來創建模擬交流正弦波的所有三相的DC“脈沖”。這些脈沖可以決定波的變壓與頻率?,F代變頻器逆變器使用稱為“脈寬調制”的技術來調節電壓和頻率。我們對IGBT再進行一下簡單的介紹,它指的是“絕緣柵雙極型晶體管”,為逆變器的開關元件。晶體管可以充當放大器并增加信號,也可以充當開關,只需打開和關閉信號?,F代化的IGBT可以提供更高的開關速度(3000 - 16000 Hz)并減少熱量產生。較高的開關速度能夠顯著提高交流電波仿真的精確度并降低電機噪音。而產生的熱量減少意味著散熱片更小,從而減少占地面積,提升設施利用度并降低成本。

④ 有效電壓概念。我們要了解一個在變頻器原理中一個十分重要的概念,也即‘有效電壓’。

把一個直流電壓和一個交變電壓分別施加在兩個相同的電阻器件上。如果在相同時間內它們產生的熱量相等,那么就把直流電壓的值作為交變電壓的有效值,也叫做有效電壓。交流電的大小是隨著時間變化而變化的,瞬時值的大小在零和正負峰值之間變化,其最大值也僅是一瞬間數值,并不能夠反映交流電的做功能力。

下圖顯示了兩個460V交流正弦波。紅色是60hz曲線,藍色是50hz。兩者都有一個650V的峰值電壓,但是,50hz要寬得多,可以很容易地看到50Hz曲線的前半部分(0 - 10ms)內的區域大于60hz曲線的前半部分(0 - 8.3ms)。而且,由于曲線下面積與有效電壓成正比,所以其有效電壓更高。隨著頻率的降低,有效電壓的增加變得更加劇烈。

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假如我們讓460V電動機在這些較高的電壓下工作,那么它的壽命會大幅度降低。所以變頻器必須不斷改變相對于頻率的“峰值”電壓來保持恒定的有效電壓。操作頻率越低,峰值電壓越低。


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