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變頻器是一種用于控制電動機轉速的裝置,變頻器調節電動機的轉速是通過改變電機電源電壓的頻率來實現的,電源頻率越大電機的同步轉速就越大。這就是變頻器的終極功能,其實通過名字“變頻器”也可以看出這是一個改變頻率的設備。
下面僅僅是粗略的簡單介紹一下基本的原理,讓我們有一個大體的概念。
目前一般的變頻器采用交-直-交的拓撲結構,即先將頻率固定的交流市電通過整流橋和平滑電容變成直流電壓。
然后該直流電壓再經過三相逆變橋變成頻率可以變化的三相電壓接到電機上,下圖即三相逆變橋電路。
以上是硬件部分的基本結構,變頻器功能的實現還需要軟件的配合,軟件的一個基本功能是控制三相逆變橋上六個IGBT的通斷。
這里的核心是各個IGBT何時開通、何時關斷,相應的控制策略比較多也比較復雜,涉及到的東西比較多,如SPWM、SVPWM、矢量控制、直接轉矩控制等等。
①對給定號的處理;變頻器在控制電路中,將給定號模擬地分解成旋轉的兩個垂直的直流磁場號,分別稱為磁場分量it和轉矩分量im,以模擬直流電動機的兩個磁場。
②進行等效變換;根據電動機的基本參數,將互相垂直的旋轉的直流磁場號進行一系列的等效變換,把它們變換為控制的三相逆變橋式的控制號iA*、iB*和iC*,如上圖所示。 當給定號改變時,它使直流磁場中的轉矩分量得到調整,從而獲得與仿真的調速特性。 其中轉速的反饋作用,是使變頻器所驅動的電動機的轉速嚴格地按照變頻器設定轉速值保持相對一致,因此電動機的機械特性是比較硬的,并且它具有很高的動態響應能力。
③無速度矢量控制; 由于矢量控制技術的核心是等效變換,而轉速反饋號并不是等效的必要條件。因此就出現了無反饋號的矢量控制方式。所謂無反饋矢量控制,只是使用者不需要安裝編碼器或傳感器等,而并不是說在變頻器內部也是開環運行狀態的。
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(3)控制板
控制板包括大量端子及光耦、CPU、繼電器等。對主回路上IGBT的通斷等進行控制。其供電來自于輔助開關電源,號經由驅動板改變為電號,供給IGBT進行通斷。
(4)驅動板
驅動電路決定何時通何種電。驅動電路一般分為四個,N1—N4,其中N1—N3為上三個的IGBT分別供電,N4為下三個IGBT集中供電。常見的驅動器芯片有TLP250、HCPL3120、J312、HCNW3120。
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變頻器常用參數
a、運行控制來源
b、頻率來源(給定來源)
c、數字量(多功能輸入)
d、繼電器(多功能輸出)
e、模擬量輸入
f、參數保護
g、恢復出場設置
h、電子熱保護
i、限流保護
j、上線頻率
k、下限頻率
l、電機參數組
m、自調諧
n、負載類型
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