變頻器
變頻器是應用變頻技術和微電子技術,通過改變電機的工作電源頻率來控制交流電機的電力控制設備。
變頻器主要由整流(交流直流)、過濾、逆變(直流交流)、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等構成。變頻器通過內部IGBT的切斷調整輸出電源的電壓和頻率,根據電機的實際需要提供必要的電源電壓,達到節能、調速的目的,變頻器具有過流、過壓、過載保護等保護功能。隨著工業自動化程度的提高,變頻器也得到了廣泛應用。
主電路是為異步電機提供調壓調頻電源的電力轉換部分,變頻器的主電路大致分為電壓型是將電壓源的直流轉換為交流的變頻器,直流回路的過濾器是電容器。電流型是將電流源的直流轉換為交流的變頻器,其直流回路過濾器是電感。由三部分組成,將工頻電源轉換為直流功率的整流器,吸收由變流器和變頻器產生的電壓脈動的平波回路和將直流功率轉換為交流功率的變頻器。
大量使用二極管變流器,將工頻電源轉換為直流電源。也可以使用兩組晶體管變流器組成可逆變流器,由于其功率方向可逆,可以進行再生運行。
在整流器整流后的直流電壓中,含有6倍電源頻率的脈動電壓,另外變頻器產生的脈動電流也會使直流電壓產生波動。為了抑制電壓變動,采用電感和電容器吸收脈動電壓(電流)。裝置容量小時,電源和主電路構成部件有馀量時,可以省電感采用簡單的平波回路。
與整流器相反,變頻器將直流功率轉換為要求頻率的交流功率,在確定的時間內通過6個開關部件,關閉可以獲得3個交流輸出。以電壓型pwm變頻器為例,展示開關時間和電壓波形。
控制回路是向異步電機供電(電壓、頻率可調)的主回路提供控制信號的回路,有頻率、電壓的運算回路、主回路的電壓、電流檢測回路、電機的速度檢測回路,擴大運算回路的控制信號的驅動回路和變頻器和電機的保護回路構成。
(1)運行電路:將外部速度、扭矩等指令與檢測電路的電流、電壓信號進行比較運行,決定變頻器的輸出電壓、頻率。
(2)電壓、電流檢測電路:與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。
(3)驅動電路:驅動主電路部件的電路。與控制電路隔離,主電路部件導通、關閉。
(4)速度檢測回路:以設置在異步電機軸機上的速度檢測器(tg、plg等)的信號為速度信號,輸入運算回路,根據指令和運算,電機可以以指令速度運轉。
(5)保護回路:檢測主回路的電壓、電流等,發生過載和過載等異常時,為了防止變頻器和異步電機的損壞。