变频器原理

ouchuandianqi — Thu, 29 Apr 2021 06:12:04 +0000

变频原理

变频器是能够简单、自由地改变交流电机转速的一种控制装置。使用变频器来进行电动机调速可以减小启动电流对设备的冲击，在风机和水泵等设备的控制上可以节能，还可以提升设备控制系统的性能(同步、多点传动)。

电机同步转速no=120F/P

转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。

变频器分类

(1)按逆变过程：
A:交一交型变频器
缺点：只能降频1/2~1/3）
B：交一直一交型变频器
（调速范围宽，主流）
(2)按滤波方式：
A：电压源型变频器

储能原件是电容，利用电容提供电压支撑

B：电流源型变频器

储能原件为电感，利用电感提供电流支撑

变频器内部结构

整流单元

整流单元由六只二极管组成三相整流桥，将电源的三相交流全波整流成直流。若电源的线电压为UL，则三相全波整流后平均直流电压UD的大小为：
UD=1.35×UL

我国三相电源的线电压为380V，故全波整流后的平均电压：
UD=1.35×380V=513V。(有效值)

经整流桥整流过的直流电压波形如下图所示。由于在一个周期之内有6个直流脉动电压波形，整流过程又称为六脉动整流：

滤波电容器C1、C2

滤波电容的功能是：滤平全波整流后的电压纹波；当负载变化时，使直流电压保持平稳。

缓冲电阻R1与接触器触点开关J1

在变频器上电的瞬间，滤波电容C1、C2上的充电电流比较大。过大的冲击电流将可能导致三相整流桥损坏；同时，也使输入电源电压瞬间下降而畸变。为了减小冲击电流，在变频器刚接通电源的一段时间里，电路内串入缓冲电阻R1，形成RC电路，以使电容器C1、C2上的冲击电流得到缓冲。当滤波电容器C1、C2充电电压达到一定程度时(80%)，令J1接通，将R1短路掉。

逆变单元

逆变单元由六只IGBT管和六只续流二级管组成。通过控制IGBT管的开关顺序和开关时间，变频器将直流电逆变成频率、电压可调的交流电，电压波形为脉宽调制波。

IGBT

IGBT(insulated gate bipolar transistor）是绝缘栅双极晶体管的英文简写。IGBT是一种可进行高速开关的开关器件，开通时间少于400纳秒，关断时间不大于500。通常在数字电路中，我们用三极管来进行开关的操作，你可以把IGBT理解为一个三极管，只不过它可以流过更高的电流，承受更高的电压，以及可以更快速的进行开关操作。

当在门极上加一个正向电压（一般为+15V DC），IGBT就导通。将此正向电压取消，IGBT就关断。一般来说，在关断状态下，一般保持门极电压在-15VDC，防止IGBT误动作。

变频器原理最先出现在伺服维修_能量回馈_配电柜组装。

PWM归档 - 伺服维修_能量回馈_配电柜组装

变频器原理

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变频器内部结构

滤波电容器C1、C2