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变频器工作原理讲解
    
传奇电器

  变频器工作原理 

  变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(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的。 

  1. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变? 

  *1: r/min 
  电机旋转速度单位:每分钟旋转次数,也可表示为rpm. 
  例如:2极电机 50Hz 3000 [r/min] 
  4极电机 50Hz 1500 [r/min] 
  结论:电机的旋转速度同频率成比例 

  本文中所指的电机为感应式交流电机,在工业中所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机(以后简称为电机)的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值(为2的倍数,例如极数为2,4,6),所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度。 

  另外,频率能够在电机的外面调节后再供给电机,这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。 

  因此,以控制频率为目的的变频器,是做为电机调速设备的优选设备。 

  n = 60f/p 
  n: 同步速度 
  f: 电源频率 
  p: 电机极对数 
  结论:改变频率和电压是最优的电机控制方法 

  如果仅改变频率而不改变电压,频率降低时会使电机出于过电压(过励磁),导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时,电压却不可以继续增加,最高只能是等于电机的额定电压。 

  例如:为了使电机的旋转速度减半,把变频器的输出频率从50Hz改变到25Hz,这时变频器的输出电压就需要从400V改变到约200V 

  2. 当电机的旋转速度(频率)改变时,其输出转矩会怎样? 

  *1: 工频电源 
  由电网提供的动力电源(商用电源) 
  *2: 起动电流 
  当电机开始运转时,变频器的输出电流 
  变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动 

  电机在工频电源供电时起动和加速冲击很大,而当使用变频器供电时,这些冲击就要弱一些。工频直接起动会产生一个大的起动起动电流。而当使用变频器时,变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的,所以电机起动电流和冲击要小些。 

  通常,电机产生的转矩要随频率的减小(速度降低)而减小。减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。 

  通过使用磁通矢量控制的变频器,将改善电机低速时转矩的不足,甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。 

  3. 当变频器调速到大于50Hz频率时,电机的输出转矩将降低 

  通常的电机是按50Hz电压设计制造的,其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速. (T=Te, P<=Pe) 

  变频器输出频率大于50Hz频率时,电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。 
  当电机以大于50Hz频率速度运行时,电机负载的大小必须要给予考虑,以防止电机输出转矩的不足。 
  举例,电机在100Hz时产生的转矩大约要降低到50Hz时产生转矩的1/2。 
  因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速. (P=Ue*Ie) 

  4. 变频器50Hz以上的应用情况 

  大家知道, 对一个特定的电机来说, 其额定电压和额定电流是不变的。 

  如变频器和电机额定值都是: 15kW/380V/30A, 电机可以工作在50Hz以上。 

  当转速为50Hz时, 变频器的输出电压为380V, 电流为30A. 这时如果增大输出频率到60Hz, 变频器的最大输出电压电流还只能为380V/30A. 很显然输出功率不变. 所以我们称之为恒功率调速. 

  这时的转矩情况怎样呢? 

  因为P=wT (w:角速度, T:转矩). 因为P不变, w增加了, 所以转矩会相应减小。 


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    时间:2011年06月19日 21:49:42 来源:中国工业电器网 作者: 上一篇:高压变频调速系统在新疆水泥行业的发展及应用 下一篇:物联网的相关技术将助农业驶向产业蓝海  (电脑版  手机版)
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