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技術百科

變頻器的工作原理及分類

發布時間:2021-12-14 11:18:39 人氣:145

變頻器在我國各行業均已得到應用,解決了很多工業上的難題。應用變頻器,只要根據所配套設備的特性,在變頻器中設置好相關參數,用戶便可以很方便地使用鍵盤就地控制或變頻器預留端子遠地控制設備的運行,通過顯示屏監視變頻器的運行狀況,查看變頻器的故障情況,還可以通過工業總線和通信接口相連實現遠程監視和控制,以及通過工業總線組建DCS集散控制系統。

對變頻器的分類有不同的標準,如按變頻器是否通用來劃分,變頻器可以分為通用型變頻器和專用型變頻器;按變頻器的工作原理劃分,可以分為交—交變頻器和交—直—交變頻器;在交—直—交變頻器中,按主回路工作方式分,可分為電流型和電壓型變頻器。

按電壓等級劃分,可以分為低壓變頻器,中壓變頻器和高壓變頻器;另外,從變頻器技術的發展來分,可分為VVVF變頻器,矢量變頻器,直接轉矩控制變頻器等。

一般情況下,通用變頻器通常采用交—直—交的工作方式,而在通用變頻器中,相對來講,低壓變頻器應用得最為廣泛,技術成熟,成本低,易維護是其得到大量應用的主要原因。

變頻器的工作原理,總體來說,變頻器就是將工頻交流電源轉換成頻率可調的電源設備,根據交流電動機同步轉速 N=60f/p(式中,N為電機同步轉速,f為電源頻率,P為電機極對數)這一公式,只要改變頻率,就可以改變交流電動機的轉速,變頻器就是根據這一原理研制開發出來的電源變換裝置。

高壓、中壓、低壓變頻器的工作原理相同,只是主回路應用的電力電子元件的耐壓等級不同,或者是高電壓采用串聯低壓元件的方式,低壓大電流采用并聯小電流元件的方式組裝。通用變頻器和專用變頻器的工作原理也相同,只是專用變頻器是根據專業設備的特性,研制出來更具有針對性的變頻器,如在通用變頻器的基礎上,增加更符合專業應用的功能,或是增強某一特殊應用功能等。如冶金和起重應用,要求變頻器和電機經常處于過載運行,因此要求變頻器容量要求足夠大,過載能力強,紡織和冶金機械要求變頻器的精度高等性能。

交—交變頻器的主要缺點是所用電力元器件比交—直—交變頻器多,并且只能運行在電網頻率(工頻)以下,但是其頻率只能運行在工頻以下,現在各國正在研究開發中的矩陣式交—交型變頻器可以克服這一缺點。

電流型變頻器和電壓型變頻器的工作原不大相同,電流型變頻器主回路如圖1,圖中,整流和逆變單元的電力電子元件為可關斷晶閘管。

電流型變頻器的主要特點是輸入輸出可逆,可以四象限運行,即電動機可以運行在電動、制動、發電狀態。

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                                                 電流型變頻器主回路

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                                                              電流型變頻器主回路

電壓型變頻器的主回路如圖2,圖中,整流元件為二極管組成,逆變元件采用絕緣柵晶體管組成。

該類變頻器結構簡單,技術成熟,在低壓通用型變頻器中被廣泛采用,其缺點是不能四象限運行。

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