变频器原理 - 图文

比控制方式。

在基频以下调速时,保持U1/f1=常数调节,如果电动机在不同转速下具有相同的额定电流,则电动机都能在温升允许的条件下长期运行,保持主磁通?m恒定,则电磁转矩T恒定,电动机带动负载的能力不变,转速差基本不变,电动机的输出转矩不变,属于恒转矩调速。

2.基频以上恒功率(恒电压)变频调速

当定子绕组的交流电源频率f1,由基频向上调节时,若按照U1/f1=常数的规律控制,电压也必须由额定值向上增大,但由于电动机受到额定电压的限制不能再升高,只能保持不变。因此,当f1上调时,由式(5-4)可知,由于U1不能增加,必然使主磁通?m与频率f1成反比地降低,相当于直流电动机弱磁升速的情况;由电机学原理知,?m的下降将引起电磁转矩T的下降。频率越高,主磁通?m下降得越多,由于?m与电流或转矩成正比,因此,电磁转矩T也变小。需要注意的是,这时的电磁转矩T仍应比负载转矩大,否则会出现电动机的堵转。在这种控制方式下,转速越高,转矩越低,但是转速与转矩的乘积(输出功率)基本不变。所以,基频以上调速属于弱磁恒功率调速。 3.变频调速特性的特点

把基频以下和基频以上两种情况结合起来,如果电动机在不同转速下都具有额定电流,则电动机都能在温升允许的条件下长期运行,这时转矩基本上随磁通变化;按照电力拖动原理,在基频以下,属于恒转矩调速的性质,适合带恒转矩负载;而在基频以上,属于恒功率调速性质,适合带恒功率负载。

5.2.2变频器的基本结构及主要技术参数

一、基本结构

变频器是把电压、频率固定的交流电变成电压、频率可调的交流电的变换器。它与外界的联系基本上分为主电路、控制电路两个部分,如图5.1所示。

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1.主电路

交-直-交变频器的主电路如图5.2所示,由整流电路、能耗电路和逆变电路组成。

(1)整流电路 ①整流管VD1~VD6。

在图5.2中,二极管VD1~VD6组成三相整流桥,将电源的三相交流电全波整流成直流电。如电源的线电压为UL,则三相全波整流后平均直流电压UD的大小是

UD=1.35UL

我国三相电源的线电压为380V,故全波整流后的平均电压是 UD=1.35×380V=513V ②滤波电容器CF

图5.2中的滤波电容器CF有两个功能:一是滤平全波整流后的电压纹波;二是当负载变化时,使直流电压保持平稳。由于受到电解电容的电容量和耐压能力的限制,滤波电路通常由若干个电容器并联成一组,又由两个电容器组串联而成,如图5.2中的CF1和CF2。路组成。

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图5.1变频器的基本原理框图

③限流电阻RL和开关SL。

当变频器刚合上电源的瞬间,滤波电容器CF的充电电流是很大的。过大的冲击电流将可能使三相整流桥的二极管损坏;同时,也使电源电压瞬间下降。

为了减小冲击电流,在变频器刚接通电源后的一段时间里,电路内串入限流电阻RL,其作用是将电容器CF的充电电流限制在允许范围以内。

开关SL的功能是:当CF充电到一定程度时,令SL接通,将RL短路掉。 许多新系列的变频器里,SL已由晶闸管代替,如图5.1中虚线所示。 ④电源指示HL。

HL除了表示电源是否接通以外,还有一个十分重要的功能,即在变频器切断电源后,表示滤波电容器CF上的电荷是否已经释放完毕。

由于CF的容量较大,而切断电源又必须在逆变电路停止工作的状态下进行,所以CF

没有快速放电的回路,其放电时间往往长达数分钟。又由于CF上的电压较高,如不放完,对人身安全将构成威胁。故在维修变频器时,必须等HL完全熄灭后才能

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