什么是变频器,原理是什么,有����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������什么作用?
信息来源于:互联网 发布于:2021-12-30����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������
什么是变频器这个东西,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������� 总体上来就是:交流——直����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������流——交流 (也可以说是先整流——再逆变) ,����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������经过这种处理过程的变频器也叫交����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������直交变频,目前也是各个行业用的比较����� �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������多的一种。此外,还有一种交流——交流变换����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的,这种也被称为交交变频����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������器。
一、什么是变频器
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������源变换为另一频率的电能控制装置。����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������变交流)、制动单元、驱动单����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������元、检测单元微处理单元等组成的。
变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������将直流电再逆成交流电。对于����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������如矢量控制变频器这种需要大量运算的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������变频器来说,有时还需要一个进行转矩计算的CPU����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������以及一些相应的电路。变频调����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的。
二、变频器的原理
在嵌入式开发中,经常会涉及到对电机的控制����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,目前交流电动机的变频控制应用非常广泛,所以我们����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������来简单看图介绍下变频器,假设各位����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������已经了解电机的原理。
框图如下:
变频器主要由整流(交流变直����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������部IGBT的开断来调整输出电源的电压和����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������频率,根据电机的实际需要����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������提高,变频器也得到了非常����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������广泛的应用。
典型的变频器系统图如下所示. 主要包括,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������操作面板,VFD控制器,电机等部分
1、典型的结构:
主要包括:控制平台,测量电路,功率电路,保护����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������电路等
常见的变频器有两种类型:����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������电压型和电流型,其中功率逆变部分多使����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������用IGBT和IGCT等功率管。
2、典型算法:
其中以西门子为代表的控制算法主要是����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������基于坐标变换(矢量控制),以A����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������BB为代表的算法有兴趣的朋友可以自����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������行查找资料获取(直接转矩����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������控制),这里不在赘述。
3、矢量控制:
许多芯片MCU,MPU厂商都给出了变����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������频矢量控制的框图和算法库,有����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������兴趣的可以研究研究,例如下图为����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������微芯科技(Microchip)给出����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的框图
我们可以在Matlab上进行仿真算法.
三、变频器的作用
1、变频节能
变频器节能主要表现在风机、水泵的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������应用上。为了保证生产的可靠性,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������各种生产机械在设计配用动力驱动时,都留����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������有一定的富余量。当电机不能在满负荷����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������下运行时,除达到动力驱动要求外,多余的力矩����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������增加了有功功率的消耗,造成电能的浪费。风机、����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������泵类等设备传统的调速方法����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������是通过调节入口或出口的挡����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������板、阀门开度来调节给风量和给水量,其输入����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������功率大,且大量的能源消耗在挡板、阀门����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的截流过程中。当使用变频调速时,如果流����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������量要求减小,通过降低泵或风����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������机的转速即可满足要求。
电动机使用变频器的作用就是为了调速,并降低启����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������动电流。为了产生可变的电压和����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������频率,该设备首先要把电源的交流电变换为����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������直流电(DC),这个过程叫整流。把直流电(D����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������C)变换为交流电(AC)的装置,其科学术����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������语为“inverter”(逆����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������变器)。一般逆变器是把直流电源逆变为一定的固����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������定频率和一定电压的逆变电源。对于逆����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������变为频率可调、电压可调的逆����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������变器我们称为变频器。变频器输出的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������波形是模拟正弦波,主要是用在三相异步电动机调速����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������用,又叫变频调速器。对于主要用在仪器仪����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������表的检测设备中的波形要求较高的可����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������变频率逆变器,要对波形进行整理,可����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������以输出标准的正弦波,叫变频电源。一般变����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������频电源是变频器价格的15����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������--20倍。由于变频器设备中产生变化的电压或频率����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的主要装置叫“invert����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������er”,故该产品本身就被命����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������名为“inverter”,即:变频器。
变频不是到处可以省电,有不少场合用变频并不����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������一定能省电。 作为电子电路,变频器本身也要����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������耗电(约额定功率的3-5%)。一台1.5����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������匹的空调自身耗电算下来也有20-30W,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������相当于一盏长明灯. 变频器在工频下运行����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,具有节电功能,是事实。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������但是他的前提条件是:
第一、大功率并且为风机/泵类负载����� �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������;
第二、装置本身具有节电功能(软件支持����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������);
变频器(Variable-frequen����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������cy Drive,VFD)是应用����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������变频技术与微电子技术,通过����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������改变电机工作电源频率方式来控制����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������交流电动机的电力控制设备。变频器主要����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������由整流(交流变直流)、滤波、����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������逆变(直流变交流)、制动单元、驱����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������动单元、检测单元微处理单元等组����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所����� �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������外,变频器还有很多的保护功能,如过����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������流、过压、过载保护等等。随着工����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������业自动化程度的不断提高,变����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������频器也得到了非常广泛的应用。