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高壓變頻器的基礎知識

發(fā)布時間：

2019-02-22

變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，高壓大功率變頻調(diào)速裝置不斷地成熟起來，原來一直難于解決的高壓問題，近年來通過器件串聯(lián)或單元串聯(lián)得到了很好的解決?！　?、電壓源型與電流源型高壓變頻器的區(qū)別　　變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓源型和電流源型。電壓源型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波元件是電容;

　　變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，高壓大功率變頻調(diào)速裝置不斷地成熟起來，原來一直難于解決的高壓問題，近年來通過器件串聯(lián)或單元串聯(lián)得到了很好的解決。

　　1、電壓源型與電流源型高壓變頻器的區(qū)別

　　變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓源型和電流源型。電壓源型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波元件是電容;電流源型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波元件是電感。

　　2、為什么變頻器的輸出電壓與頻率成比例的改變

　　異步電動機的轉(zhuǎn)矩是電機的磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過的電流之間相互作用而產(chǎn)生的，在額定頻率下，如果電壓一定而只降低頻率，那么磁通就過大，磁回路飽和，電機電流增大，嚴重時將燒毀電機。因此，頻率與電壓要成比例地改變，即改變頻率的同時控制變頻器的輸出電壓，使電動機的磁通保持一定，避免磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。這就是VVVF的定義。這里的電壓指的是電機的線電壓或者相電壓的有效值。

　　3、電動機使用工頻電源驅(qū)動時，電壓下降則電流增加;對于變頻器驅(qū)動，如果頻率下降時電壓也下降，那么電流是否增加頻率下降(低速)時，如果輸出相同的功率，則電流增加，但在轉(zhuǎn)矩一定的條件下，電流幾乎不變。

　　4、采用變頻器運轉(zhuǎn)時，電機的起動電流、起動轉(zhuǎn)矩怎樣

　　采用變頻器運轉(zhuǎn)，隨著電機的加速相應提高頻率和電壓，起動電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機種不同，為125%～200%)。用工頻電源直接起動時，起動電流為6～7倍，因此，將產(chǎn)生機械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長)。起動電流為額定電流的1.2～1.5倍，起動轉(zhuǎn)矩為70%～120%額定轉(zhuǎn)矩;對于帶有轉(zhuǎn)矩自動增強功能的變頻器，起動轉(zhuǎn)矩為100%以上，可以帶全負載起動。

　　5、V/f模式是什么意思

　　頻率下降時電壓V也成比例下降，這個問題已在回答4說明。保持V/f比恒定控制是異步電機變頻調(diào)速的最基本的控制方式，它在控制電機的電源頻率變化的同時控制變頻器輸出的電壓，并使二者之比V/f為恒定，從而使電機的磁通保持恒定。在電機額定運行情況下，電機的定子電阻和漏抗的電壓降比較小，電機的端電壓和電機的感應電勢近似相等。

　　V/f比恒定控制存在的主要問題是低速性能較差。其原因一是低速時異步電機定子電阻電壓降所占比例變大，已不能忽略，不能再認為定子電壓和電機感應電勢近似相等，仍按V/f比一定控制已不能保持電機磁通恒定。電機磁通的減小必然造成電機的電磁轉(zhuǎn)矩減小;另外變頻器功率器件的死區(qū)時間也是影響電機低速性能的重要原因，死區(qū)時間造成電壓下降同時還會引起轉(zhuǎn)矩脈動，在一定條件下還會引起轉(zhuǎn)速、電流的振蕩。

　　V/f比恒定控制常用于通用變頻器上。這類變頻器主要用于風機、水泵的調(diào)速功能，以及對調(diào)速范圍要求不高的場合。V/f比恒定控制的突出優(yōu)點是可以進行電機的開環(huán)速度控制。

　　6、按比例地改V和f時，電機的轉(zhuǎn)矩如何變化

　　頻率下降時完全成比例地降低電壓，那么由于交流阻抗變小而電阻不變，將造成在低速下產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩有減小的傾向。

　　因此，在低頻時給定V/f，要使輸出電壓提高一些，以便獲得一定的起動轉(zhuǎn)矩，這種補償稱增強起動?？梢圆捎酶鞣N方法實現(xiàn)，有自動進行的方法、選擇V/f模式或調(diào)整電位器等方法。

　　7、所謂開環(huán)是什么意思

　　給所使用的電機裝設速度傳感器，將實際轉(zhuǎn)速反饋給控制裝置進行控制的，稱為“閉環(huán)”，不用速度傳感器運轉(zhuǎn)的就叫作“開環(huán)”，通用變頻器多為開環(huán)方式。

　　8、高壓變頻器自身的保護功能

　　輸出過載、輸出過流、電網(wǎng)過電壓、電網(wǎng)欠電壓、電網(wǎng)失電、直流母線過電壓、直流母線欠電壓、變壓器過熱、缺相、控制電源掉電、驅(qū)動故障、功率器件過熱、散熱風機故障、外部給定掉線、接地故障、光纖故障等等。