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变频器的原理

nie5664  发表于 2013/1/15 17:06:00      775 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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变频器的原理


1、基本概念

(1) VVVF  改动电压、改动频率(Variable Voltage and Variable Frequency)的缩写。 

(2) CVCF  恒电压、恒频率(Constant Voltage and Constant Frequency)的缩写。 

  各国运用的沟通供电电源,无论是用于家庭仍是用于工厂,其电压和频率均200V/60Hz(50Hz)或100V/60Hz(50Hz)。一般,把电
压和频率固定不变的沟通电变换为电压或频率可变的沟通电的设备称作“石家庄变频器”。为了发作可变的电压和频率,该设备首要要把三相或单相沟通电变换为直
流电(DC)。然后再把直流电(DC)变换为三相或单相沟通电(AC),咱们把完成这种变换的设备称为“石家庄变频器”(inverter)。

  石家庄变频器也可用于家电产物。运用石家庄变频器的家电产物中不只有
电机(例如空调等),还有荧光灯等产物。用于电机操控的石家庄变频器,既能够改动电压,又能够改动频率。但用于荧光灯的石家庄变频器首要用于调理电源供电
的频率。汽车上运用的由电池(直流电)发作沟通电的设备也以“inverter”的称号进行出售。石家庄变频器的作业原理被广泛运用于各个范畴。例如计算
机电源的供电,在该项运用中,石家庄变频器用于按捺反向电压、频率的动摇及电源的霎时断电。

2. 电机的旋转速度为什么能够自在地改动? 

(1) r/min电机旋转速度单位:每分钟旋转次数,也可表示为rpm。例如:4极电机 60Hz 1,800 [r/min],4极电机 50Hz 1,500 [r/min],电机的旋转速度同频率成份额。

  本文中所指的电机为感应式沟通电机,在工业范畴所运用的大多数电机均为此类型电机。感应式沟通电机(今后简称为电机)的旋转速度近似地取决于电机的极
数和频率。电机的极数是固定不变的。由于极数值不是一个接连的数值(为2的倍数,例如极数为2,4,6),所以不适合改动极对数来调理电机的速度。别的,
频率是电机供电电源的电信号,所以该值能够在电机的外面调理后再供应电机,这样电机的旋转速度就能够被自在的操控。因而,以操控频率为意图的石家庄变频
器,是做为电机调速设备的优选设备。

  n = 60f/p,n: 同步速度,f: 电源频率 ,p: 电机极数,改动频率和电压是最优的电机操控办法
。若是仅改动频率,电机将被烧坏。特别是当频率降低时,该问题就十分杰出。为了避免电机焚毁事端的发作,石家庄变频器在改动频率的一起有必要要一起改动电
压,例如:为了使电机的旋转速度折半,石家庄变频器的输出频率有必要从60Hz改动到30Hz,这时石家庄变频器的输出电压就有必要从200V改动到约
100V。例如:为了使电机的旋转速度折半,石家庄变频器的输出频率有必要从60Hz改动到30Hz,这时石家庄变频器的输出电压就有必要从200V改
动到约100V。

3、关于散热的问题

  若是要正确的运用石家庄变频器,
有必要认真地思考散热的问题。石家庄变频器的毛病率随温度升高而成指数的上升。运用寿命随温度升高而成指数的降低。环境温度升高10度,石家庄变频器运用
寿命折半。因而,咱们要注重散热问题啊!在石家庄变频器作业时,流过石家庄变频器的电流是很大的,
石家庄变频器发作的热量也是十分大的,不能忽视其发热所发作的影响。

 一般,石家庄变频器设备在操控柜中。咱们要知道一台石家庄变频器的发热量大约是多少,能够用以下公式预算: 发热量的近似值=
石家庄变频器容量(KW)×55 [W]在这里, 若是石家庄变频器容量是以恒转矩负载为准的(过流才能150% * 60s)
若是石家庄变频器带有直流电抗器或沟通电抗器, 而且也在柜子里边, 这时发热量会更大一些。
电抗器设备在石家庄变频器旁边面或测上方比较好。这时能够用预算: 石家庄变频器容量(KW)×60 [W]由于各石家庄变频器厂家的硬件都差不多,
所以上式能够对准各品牌的产物. 注重: 若是有制动电阻的话,由于制动电阻的散热量很大, 因而最棒设备方位最棒和石家庄变频器隔脱离,
如装在柜子上面或旁边等。那么, 怎样采能降低操控柜内的发热量呢?
当石家庄变频器设备在操控机柜中时,要思考石家庄变频器发热值的问题。依据机柜内发作热量值的添加,要适当地添加机柜的尺度。因而,要使操控机柜的尺度尽
量减小,就有必要要使机柜中发作的热量值尽可能地削减。若是在石家庄变频器设备时,把石家庄变频器的散热器有些放到操控机柜的外面,将会使石家庄变频器有
70%的发热量释放到操控机柜的外面。由于大容量石家庄变频器有很大的发热量,所以对大容量石家庄变频器愈加有用。还能够用阻隔板把本体和散热器离隔,
使散热器的散热不影响到石家庄变频器本体。这样作用也很好。石家庄变频器散热描绘中都是以笔直设备为根底的,横着放散热会变差的!
关于冷却电扇一般功率略微大一点的石家庄变频器, 都带有冷却电扇。一起,也主张在操控柜上出风口设备冷却电扇。进风口要加滤网以避免尘埃进入操控柜。
注重操控柜和石家庄变频器上的电扇都是要的,不能谁代替谁。

  别的,散热问题还要注重以下两个问题:

  (1)在海拔高于1000m的当地,由于空气密度降低,因而应加大柜子的冷却风量以改进冷却作用。理论上石家庄变频器也应思考降容,1000m每
-5%。但由于实践上由于描绘上石家庄变频器的负载才能和散热才能一般比实践运用的要大, 所以也要看详细运用。
比方说在1500m的当地,可是周期性负载,如电梯,就不必要降容。 

  (2)开关频率:石家庄变频器的发热首要来自于IGBT,IGBT的发热有会集在开和关的霎时。 因而开关频率高时天然石家庄变频器的发热量就变大了。有的厂家声称降低开关频率能够扩容, 就是这个道理。

4、矢量操控是怎样使电机具有大的转矩的? 

(1)
转矩晋升:此功用添加石家庄变频器的输出电压,以使电机的输出转矩和电压的平方成正比的联系添加,然后改进电机的输出转矩。改进电机低速输出转矩缺乏的技
能,运用"矢量操控",能够使电机在低速,如(无速度传感器时)1Hz(对4极电机,其转速大约为30r/min)时的输出转矩能够到达电机在50Hz供
电输出的转矩(最大约为额外转矩的150%)。关于惯例的V/F操控,电机的电压降跟着电机速度的降低而相对添加,这就招致由于励磁缺乏,而使电机不能取
得满足的旋转力。为了抵偿这个缺乏,石家庄变频器中需求经过进步电压,来抵偿电机速度降低而导致的电压降。石家庄变频器的这个功用叫做"转矩晋升"
(*1)。转矩晋升功用是进步石家庄变频器的输出电压。但是即便进步许多输出电压,电机转矩并不能和其电流相对应的进步。
由于电机电流包括电机发作的转矩分量和其它分量(如励磁分量)。"矢量操控"把电机的电流值进行分配,然后断定发作转矩的电机电流分量和其它电流分量(如
励磁分量)的数值。"矢量操控"能够经过对电机端的电压降的呼应,进行优化抵偿,在不添加电流的情况下,答应电机产出大的转矩。此功用对改进电机低速时温
升也有用。 

5、石家庄变频器制动的有关问题

(1) 制动的概念:指电能从电机侧流到石家庄变频器侧(或供电电源侧),这时电机的转速高于同步转速.负载的能量分为动能和势能.
动能(由速度和分量断定其巨细)跟着物体的运动而累积。当动能减为零时,该事物就处在中止状况。机械抱闸设备的办法是用制动设备把物体动能变换为冲突和能
耗费掉。关于石家庄变频器,若是输出频率降低,电机转速将跟从频率相同降低。这时会发作制动进程.
由制动发作的功率将回来到石家庄变频器侧。这些功率能够用电阻发热耗费。在用于晋升类负载,在降低时,
能量(势能)也要回来到石家庄变频器(或电源)侧,进行制动.这种操作办法被称作"再生制动",而该办法可运用于石家庄变频器制动。在减速时间,发作的功
率若是不经过热耗费的办法耗费掉,而是把能量回来送到石家庄变频器电源侧的办法叫做"功率回来再生办法"。在实践中,这种运用需求"能量回馈单元"选件。
 

(2)怎样进步制动才能? 

为了用散热来耗费再生功率,需求在石家庄变频器侧设备制动电阻。为了改进制动才能,不能希望靠添加石家庄变频器的容量来解决问题。请选用"制动电阻"、"制动单元"或"功率再生变换器"等选件来改进石家庄变频器的制动容量

6、当电机的旋转速度改动时,其输出转矩会怎样? 

(1): 工频电源由电网供给的动力电源(商用电源) 

(2): 起动电流当电机开端工作时,石家庄变频器的输出电流石家庄变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动。 

  咱们常常听到下面的说法:"电机在工频电源供电时(*1)时,电机的起动和加快冲击很大,而当运用石家庄变频器供电时,这些冲击就要弱一些"。若是用
大的电压和频率起动电机,例如运用工频电网直接供电,就会发作一个大的起动冲击(大的起动电流 (*2)
)。而当运用石家庄变频器时,石家庄变频器的输出电压和频率是逐步加到电机上的,所以电机发作的转矩要小于工频电网供电的转矩值。所以石家庄变频器驱动的
电机起动电流要小些。一般,电机发作的转矩要随频率的减小(速度降低)而减些减小的实践数据在有的石家庄变频器手册中会给出阐明。经过运用磁通矢量操控
的石家庄变频器,将改进电机低速时转矩的缺乏,甚至在低速区电机也可输出满足的转矩。当石家庄变频器调速到大于60Hz频率时,电机的输出转矩将降低。一
般的电机是按50Hz(60Hz)电压描绘制作的,其额外转矩也是在这个电压范围内给出的。因而在额外频率之下的调速称为恒转矩调速.
(T=Te,P<=Pe)
石家庄变频器输出频率大于50Hz频率时,电机发作的转矩要以和频率成反比的线性联系降低。当电机以大于60Hz频率速度运行时,电机负载的巨细有必要要
给予思考,以避免电机输出转矩的缺乏。举例,电机在100Hz时发作的转矩大约要降低到50Hz时发作转矩的1/2。因而在额外频率之上的调速称为恒功率
调速(P=Ue*Ie)。

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