变频器概述,技术创新占主要地位

各类基础科技的进步势必会带动部分产业技术进步,在变频器领域,就在现代科技的冲击之下其技术革新与市场营销都显得越发重要。 变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了非常广泛的应用。 对于变频器来说,其性能的优劣主要是看三方面,第一是其输出交流电压谐波对电机的影响,第二是看对电网产生的谐波污染和输入功率,第三则是看变频器本身的能量消耗如何。这几点的评判依据,便是要求变频器不仅要达到智能化和集成模块化,还要求进一步的降低变频器使用过程及设备开关过程中所带来的损耗。这些方面不仅成为了判定变频器好坏的主要体现点,也是变频器生产厂家需要不断研发以及改进的重中之重。 同时,现在社会对产品的功能性要求越来越高,单一的应用领域早已满足不了广泛的用户需求,所以,为了应对不同应用领域所带来的挑战,变频器不仅需要不间断进行更新换代,还需要最大程度的提高产品的多样化,满足不同应用领域需求。现在变频器应用的领域包括各种工业生产、城市供水供电系统以及家庭用电中。在这些领域,不仅要求变频器性能稳定,更需要全数字化、系统化、网络化功能的产品,这类产品的研发和生产不仅仅代表了变频技术的进步,也可以为生产生活带来更多的便宜、拉动更多产业的进一步发展。 现已普遍的变频器关键器件的功率模块是IGBT模块和IPM智能功率模块,特别是IPM模块,虽然成本较高,但由于模块内部具有过流、短路、欠压、输出接地、过热等保护功能,一旦发生异常,模块内部立即自行保护,然后再通过外部保护电路进行二次保护,烧模块的可能性大为降低,可靠性显著提高。而采用GTR模块的产品,由于GTR自身无保护功能,外部保护电路和推动电路又很复杂,一旦保护跟不上,模块顷刻间就烧毁。 未来,变频器的技术发展直接关系到其产品的技术含量及质量,在变频器的发展中将起着决定性的作用。

变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电动机变速运行的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说,有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。

来源:工控网

变频器的分类方法有多种,按照主电路工作方式不同,可以分为电压型变频器和电流型变频器;按照开关方式不同,可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器;按照工作原理不同,可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等;按照用途不同,可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器等。

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作为电源变换装置的变频器,能够将固定频率和电压的电源转换成可变的频率和电压。进而完成V-F的转换来控制异步电机。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了非常广泛的应用。本文要解析的是变频专用电机,能够在变频器的驱动下,实现不同的的转速和扭矩,进而满足负载需求。

一、变频器概述

变频器主要分为两类:电压型,将电压源的直流变换为交流,其直流回路通过电容滤波。

输出电压波形为矩形波电流波形近似正弦波。一般要深度负反馈,有稳定作用;电流型,将电流源的直流变换为交流,其直流回路通过电感滤波。电流波形为矩形波电压波形近似正弦波。一般为正反馈,有增益作用。

现在的变频器主要采用VVVF变频或矢量控制变频,也就是先把工频交流电通过整流器转换成直流电源,再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电供给电机。但是VVVF缺点是输入功率因数比较低,谐波电流大,直流电路需要大的储能电容。

变频器的主回路构成:电源输入—整流桥—启动电阻—母线电容—制动单元—逆变桥—电源输出。主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分,它由三部分构成:

1、整流电路:将工频电源转变为直流;

2、平波回路:吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动;

3、逆变电路:将直流转变为频率可调的交流电。

二、主要参数测量

对与其工作系统主要是由变频器和变频电机两部分组成。而针对于变频电机主要的故障有过流、过压、欠压、过热、输出不平衡、过载等。常见的变频器应用为电动机控制系统,整个系统需要对变频器输入、输出信号进行测量,同时需要测量电机的扭矩及转速等系统特性。

输入输出参数:电压、主要的测量参数包括:电流、功率的额定值,输入额定容量、出过载能力,功率、功率因数,输出频率范围;直流母线参数:电压、电流、功率;效率与谐波:转换效率,谐波失真。致远的MPT电机测试平台专业打造测试环境。凭借在功率分析、电机测量领域的深入理解、与长久积累,融合仪器设计与系统集成的理念,打破了传统测功机的性能瓶颈,引领电机试验进入动态时代。

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电机的调速与控制,正在以其卓越的性能和经济性,可以说在调速领域,这样的系统完全改变的传统的调速方式。大大的提高了生产效率并节约了能源。

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