变频器原理(变频器的工作原理及分类)

往事忧 11 0

  变频器在我国各行业均已得到应用,解决了很多工业上的难题。应用变频器,只要根据所配套设备的特性,在变频器中设置好相关参数,用户便可以很方便地使用键盘就地控制或变频器预留端子远地控制设备的运行,通过显示屏监视变频器的运行状况,查看变频器的故障情况,还可以通过工业总线和通信接口相连实现远程监视和控制,以及通过工业总线组建DCS集散控制系统。

  对变频器的分类有不同的标准,如按变频器是否通用来划分,变频器可以分为通用型变频器和专用型变频器;按变频器的工作原理划分,可以分为交—交变频器和交—直—交变频器;在交—直—交变频器中,按主回路工作方式分,可分为电流型和电压型变频器。

  按电压等级划分,可以分为低压变频器,中压变频器和高压变频器;另外,从变频器技术的发展来分,可分为VVVF变频器,矢量变频器,直接转矩控制变频器等。

  一般情况下,通用变频器通常采用交—直—交的工作方式,而在通用变频器中,相对来讲,低压变频器应用得最为广泛,技术成熟,成本低,易维护是其得到大量应用的主要原因。

  变频器的工作原理,总体来说,变频器就是将工频交流电源转换成频率可调的电源设备,根据交流电动机同步转速 N=60f/p(式中,N为电机同步转速,f为电源频率,P为电机极对数)这一公式,只要改变频率,就可以改变交流电动机的转速,变频器就是根据这一原理研制开发出来的电源变换装置。

  高压、中压、低压变频器的工作原理相同,只是主回路应用的电力电子元件的耐压等级不同,或者是高电压采用串联低压元件的方式,低压大电流采用并联小电流元件的方式组装。通用变频器和专用变频器的工作原理也相同,只是专用变频器是根据专业设备的特性,研制出来更具有针对性的变频器,如在通用变频器的基础上,增加更符合专业应用的功能,或是增强某一特殊应用功能等。如冶金和起重应用,要求变频器和电机经常处于过载运行,因此要求变频器容量要求足够大,过载能力强,纺织和冶金机械要求变频器的精度高等性能。

  交—交变频器的主要缺点是所用电力元器件比交—直—交变频器多,并且只能运行在电网频率(工频)以下,但是其频率只能运行在工频以下,现在各国正在研究开发中的矩阵式交—交型变频器可以克服这一缺点。

  电流型变频器和电压型变频器的工作原不大相同,电流型变频器主回路如图1,图中,整流和逆变单元的电力电子元件为可关断晶闸管。电流型变频器的主要特点是输入输出可逆,可以四象限运行,即电动机可以运行在电动、制动、发电状态。

变频器原理(变频器的工作原理及分类)

  电流型变频器主回路

变频器原理(变频器的工作原理及分类)

  电压型变频器的主回路

  电压型变频器的主回路如图2,图中,整流元件为二极管组成,逆变元件采用绝缘栅晶体管组成。该类变频器结构简单,技术成熟,在低压通用型变频器中被广泛采用,其缺点是不能四象限运行。

  (本文选编自《电气技术》,原文标题为“浅谈低压通用变频器的应用和选型”,作者为罗庆祝。)

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