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变频器做事道理及管制办法先容

  (50Hz或60Hz)变换成各样频率的互换电源,以完成电机的变速运转的兴办,此中掌握电途竣工对主电途的掌握,整流电途将互换电变换成直流电,直流中央电途对整流电途的输出实行光滑滤波,逆变电途将直流电再逆成互换电。关于如矢量掌握变频器这种必要豪爽运算的变频器来说,有时还必要一个实行转矩打算的CPU以及极少相应的电途。变频调速是通过变动电机定子绕组供电的频率来抵达调速的主意。

  变频技艺是应互换电机无级调速的必要而成立的。20世纪60年代今后,电力电子器件资历了SCR(晶闸管)、GTO(门极可合断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感到晶体管)、SITH(静电感到晶闸管)、MGT(MOS掌握晶体管)、MCT(MOS掌握晶闸管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)的发达经过,器件的更新鼓舞了电力电子变换技艺的陆续发达。20世纪70年代早先,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速咨询惹起了人们的高度注意。20世纪80年代,行为变频技艺主题的PWM形式优化题目吸引着人们的深刻兴味,并得出诸众优化形式,此中以鞍形波PWM形式结果最佳。20世纪80年代后半期早先,美、日、德、英等昌隆邦度的VVVF变频器已进入市集并得到了通俗行使。

  变频器的分类措施有众种,遵循主电途就业体例分类,能够分为电压型变频器和电流型变频器;遵循开合体例分类,能够分为PAM掌握变频器、PWM掌握变频器和高载频PWM掌握变频器;遵循就业道理分类,能够分为V/f掌握变频器、转差频率掌握变频器和矢量掌握变频器等;遵循用处分类,能够分为通用变频器、高功能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。

  VVVF:变动电压、变动频率CVCF:恒电压、恒频率。各邦运用的互换供电电源,无论是用于家庭如故用于工场,其电压和频率均为400V/50Hz或200V/60Hz(50Hz),等等。每每,把电压和频率固定稳固的互换电变换为电压或频率可变的互换电的安装称作“变频器”。为了爆发可变的电压和频率,该兴办开始要把电源的互换电变换为直流电(DC)。

  由式(1)可知,转速n与频率f成正比,只消变动频率f即可变动电动机的转速,当频率f正在0~50Hz的领域内变动时,电动机转速调整领域很是宽。变频器便是通过变动电动机电源频率完成速率调整的,是一种理念的高效能、高功能的调速本事。

  低压通用变频输出电压为380~650V,输出功率为0.75~400kW,就业频率为0~400Hz,它的主电途都采用交—直—交电途。其掌握体例资历了以下四代。

  其特征是掌握电途组织简便、本钱较低,机器特色硬度也较好,可能知足大凡传动的光滑调速哀求,已正在物业的各个规模获得通俗行使。然而,这种掌握体例正在低频时,因为输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响对照明显,使输出最大转矩减小。其余,其机器特色终于没有直流电动机硬,动态转矩才力和静态调速功能都还不尽如人意,且编制功能不高、掌握弧线会随负载的变动而变动,转矩相应慢、电机转矩诈欺率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存正在而功能降低,不乱性变差等。所以人们又咨询出矢量掌握变频调速。电压空间矢量(SVPWM)掌握体例

  它是以三相波形集体天生结果为条件,以迫临电机气隙的理念圆形挽救磁场轨迹为主意,一次天生三相调制波形,以内切众边形迫临圆的体例实行掌握的。经履行运用后又有所改革,即引入频率补充,能消释速率掌握的差错;通过反应估算磁链幅值,消释低速时定子电阻的影响;将输出电压、电流闭环,以进步动态的精度和不乱度。但掌握电途症结较众,且没有引入转矩的调整,因而编制功能没有获得根基改观。

  矢量掌握变频调速的做法是将异步电动机正在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下的互换电流Ia1Ib1,再通过按转子磁场定向挽救折换,等效成同步挽救坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流),然后仿效直流电动机的掌握措施,求得直流电动机的掌握量,历程相应的坐标反变换,完成对异步电动机的掌握。其本色是将互换电动机等效为直流电动机,判袂对速率,磁场两个分量实行独立掌握。通过掌握转子磁链,然后了解定子电流而得到转矩和磁场两个分量,经坐标变换,完成正交或解耦掌握。矢量掌握措施的提出具有划时间的事理。然而正在现实行使中,因为转子磁链难以无误观测,编制特色受电动机参数的影响较大,且正在等效直流电动机掌握经过中所用矢量挽救折换较纷乱,使得现实的掌握结果难以抵达理念分解的结果。

  1985年,德邦鲁尔大学的DePenbrock讲授初次提出了直接转矩掌握变频技艺。该技艺正在很大水准上管理了上述矢量掌握的亏欠,并以别致的掌握思念、干脆理会的编制组织、优越的动态态功能获得了神速发达。目前,该技艺已获胜地行使正在电力机车牵引的大功率交撒播动上。直接转矩掌握直接正在定子坐标系下分解互换电动机的数学模子,掌握电动机的磁链和转矩。它不必要将互换电动机等效为直流电动机,因此省去了矢量挽救折换中的很众纷乱打算;它不必要仿效直流电动机的掌握,也不必要为解耦而简化互换电动机的数学模子。

  VVVF变频、矢量掌握变频、直接转矩掌握变频都是交—直—交变频中的一种。其联合短处是输入功率因数低,谐波电流大,直流电途必要大的储能电容,再生能量又不行反应回电网,即不行实行四象限运转。为此,矩阵式交—交变频应运而生。因为矩阵式交—交变频省去了中央直流症结,从而省去了体积大、代价贵的电解电容。它能完成功率因数为l,输入电流为正弦且能四象限运转,编制的功率密度大。该技艺目前虽尚未成熟,但仍吸引着繁众的学者深切咨询。其本色不是间接的掌握电流、磁链等量,而是把转矩直接行为被掌握量来完成的。完全措施是:

  ——算展现实值对应定子阻抗、互感、磁饱和身分、惯量等算展现实的转矩、定子磁链、转子速率实行及时掌握;

  ——完成Band—Band掌握按磁链和转矩的Band—Band掌握爆发PWM信号,对逆变器开合形态实行掌握。

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