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變換器是如何實現(xiàn)頻率變換的

發(fā)布時間:2020-09-07 10:57:15來源:

 變頻器在現(xiàn)代工控領(lǐng)域中是非常重要的一種設備,它可以單獨控制三相異步電機、也可以配合可編程控制器(PLC)、觸摸屏(HMI)等設備配合使用然后通過集成控制方式來完成三相電機的精確控制。因此變頻器作為三相異步電機的驅(qū)動設備它的主要作用是將頻率固定的交流電源(我國工頻為50HZ)改變成頻率連續(xù)可調(diào)(0-400HZ)的交流電并通入到三相電機中,使三相電機的速度可進行任意的調(diào)節(jié)。由此可見變頻器就是一種電源頻率變換器,下面我將簡要說說這種變換器是如何實現(xiàn)頻率變換的。

變換器是如何實現(xiàn)頻率變換的

變頻器簡單的工作過程
變頻器實施變頻的過程雖然復雜但是變頻器的工作原理相對簡單,它就是根據(jù)朋友們熟知的一個表達式子n0=60f/p 。從這個簡單的表達式我們可以知道只要電源的頻率連續(xù)可調(diào)節(jié),那么三相異步電機的同步轉(zhuǎn)速n0也就可以連續(xù)可調(diào)節(jié)了。我們又知道在三相異步電動機中的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n總是略低于電機的同步轉(zhuǎn)速的,這樣以來三相異步電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速就可以連續(xù)可調(diào)節(jié)了。這個原理在三相異步電機誕生之時就人們就知道了,距今現(xiàn)在有一百多年的時間了,由于當時技術(shù)的局限性無法制造出變換電源頻率的變換器,直到20世紀七八十年代隨著大功率晶體管(特別是IGBT絕緣柵晶體逆變管)和超大規(guī)模微處理器(MCU)的出現(xiàn)這種變頻器才誕生并逐漸成熟起來。

變換器是如何實現(xiàn)頻率變換的
變頻器實現(xiàn)變頻的工作過程
由于變頻器的頻率變換過程比較復雜,在這里我只是簡單的和朋友們說說這方面的問題,給朋友們一個大致的了解,如果朋友們感興趣的話可以找專業(yè)書進行詳細研究。
變頻器整個電路分為主電路和控制電路兩部分,為了使回答言簡意賅更能說明如何實現(xiàn)變頻的,我在這里主要說說主電路部分是如何實現(xiàn)的。在主電路中一般是由三部分構(gòu)成的其分別為:交直電路部分,包括整流電路、濾波電路等;能耗電路部分(主要在制動狀態(tài)下使用);直交逆變部分,’如下圖所示的那樣。
變換器是如何實現(xiàn)頻率變換的
在主電路中我們只要明白六個絕緣柵功率管(IGBT)的工作過程,就能搞懂變頻器是如何變頻的了,為了簡要問題,我們以單向逆變橋工作過程為例子來說明。當在整個周期為T的前半周期時,控制電路通過驅(qū)動電路給絕緣柵功率管的柵極給控制信號時V1、V4會導通,V2、V3會截止,那么輸出的電壓Uab為正的;當在整個周期為T的后半周期時,V2、V3會導通,V1、V4會截止,那么輸出的電壓Uab為負的。就這樣在微處理器(MCU)的精確控制下在負載Rab端就會周而復始地交替下去,由于這個周期是由控制器來設定的,脈沖的寬度也是由控制器設定的,因此它的輸出頻率就會得到改變,從而對三相異步電機達到了調(diào)速的目的。這時四個逆變管子,如果是六個其原理是一樣的,在這里我就不多說了。
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