变频器的基本工作原理变频器是利用电力半导体器件的通断作用将电压、频率变换的设备。
变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。
变频器有很多的保护功能,如过流、过压、过载、短路、过热、失速等,可以给大家介绍一下变频器的基本工作原理。
一、整流部分:三相交流电源通过三相全桥整流桥电路,变成直流电压。
这个直流电压的幅值是可调的,也就是说,变频器可以通过控制整流部分的开关元件来控制直流电压的幅值。
二、滤波部分:在整流桥电路后面加电容,减小电流的高频噪声,平滑直流电压。
三、逆变部分:在逆变电路中,通过IGBT等功率开关器件的作用,将直流电压变成PWM波形(即正弦波),然后输出到交流用电侧。
四、制动部分:变频器在减速的时候经常会出现再生能量,这些能量一般通过制动单元以热能的形式消耗掉,为了防止能量处理不好导致变频器过热,所以一般会加装制动单元和制动电阻。
五、驱动部分:驱动部分主要负责驱动IGBT等功率开关管,使其导通和截止,将电能转化为直流电平。
通过控制这些功率开关管的开通时间和关断时间来控制输出电压和频率。
六、检测部分:变频器通过各种传感器检测变频器的运行状态,如电流、电压、温度等,并将这些状态信息反馈给MCU,以便进行各种控制。
七、微处理单元:MCU主要负责变频器的各种控制功能,如频率设定、启停控制、各种保护和故障检测等。
此外,MCU还负责驱动控制电路,包括驱动IGBT等功率开关管以及显示电路。
同时MCU还接收来自操作面板的输入信息并进行处理。
变频器的工作原理基于交流电动机的同步转速表达式n=60f(1-s)/p,其中f为电源频率,s为电动机的转差率,p为电动机极对数。
所以通过改变电源的频率f或者改变转差率s均可达到改变同步转速的目的。
当频率f变化时电动机的旋转速度也发生变化,即改变电源频率即可改变电动机的同步转速以达到变频的目的。
但是这里我们应注意的是,由于交流电动机的转子采用的是鼠笼式结构时,即使电源频率f变化,转子也会随着旋转而并不影响电动机转速的大小。
了解了变频器的基本工作原理后我们还需要了解其分类方式:根据电源的性质可分为直流变频器和交流变频器两大类;根据控制方式可分为矢量控制变频器、无速度矢量控制变频器、V/F控制变频器等几种;而按用途则可分为风机水泵专用型、恒压供水专用型、起重专用型等几种。
不同种类的变频器其性能和应用场合也各不相同。
此外我们还需要了解变频器的选择原则:根据负载类型合理选择变频器;根据实际需要选择变频器的类型;考虑自身条件和环境选择合适的品牌和型号;同时还要考虑预算问题。
在了解了这些知识后我们才能更好的选择和应用变频器,为我们的工作带来更好的效果和更大的价值。