变频器工作原理图解
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变频器工作原理图解1 变频器的工作原理变频器分为 1 交---交型输入是交流,输出也是交流将工频交流电直接转换成频率、电压均可控制的交流,又称直接式变频器2 交—直---交型输入是交流,变成直流再变成交流输出将工频交流电通过整流变成直流电,然后再把直流电变成频率、电压、均可控的交流电又称为间接变频器。
多数情况都是交直交型的变频器。
2 变频器的组成由主电路和控制电路组成主电路由整流器中间直流环节逆变器组成先看主电路原理图三相工频交流电经过VD1 ~ VD6 整流后,正极送入到缓冲电阻RL中,RL的作用是防止电流忽然变大。
经过一段时间电流趋于稳定后,晶闸管或继电器的触点会导通短路掉缓冲电阻RL ,这时的直流电压加在了滤波电容CF1、CF2 上,这两个电容可以把脉动的直流电波形变得平滑一些。
由于一个电容的耐压有限,所以把两个电容串起来用。
耐压就提高了一倍。
又因为两个电容的容量不一样的话,分压会不同,所以给两个电容分别并联了一个均压电阻R1、R2 ,这样,CF1 和CF2 上的电压就一样了。
继续往下看,HL 是主电路的电源指示灯,串联了一个限流电阻接在了正负电压之间,这样三相电源一加进来,HL就会发光,指示电源送入。
接着,直流电压加在了大功率晶体管VB的集电极与发射极之间,VB的导通由控制电路控制,VB上还串联了变频器的制动电阻RB,组成了变频器制动回路。
我们知道,由于电极的绕组是感性负载,在启动和停止的瞬间都会产生一个较大的反向电动势,这个反向电压的能量会通过续流二极管VD7~VD12使直流母线上的电压升高,这个电压高到一定程度会击穿逆变管V1~V6 和整流管VD1~VD6。
当有反向电压产生时,控制回路控制VB导通,电压就会通过VB在电阻RB释放掉。
当电机较大时,还可并联外接电阻。
一般情况下“+”端和P1端是由一个短路片短接上的,如果断开,这里可以接外加的支流电抗器,直流电抗器的作用是改善电路的功率因数。
低压变频器基本原理介绍:变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式(Variable Voltage Variable Frequency 即VVVF),先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成.其基本结构见下图,主电路原理图三相工频交流电经过VD1~VD6 整流后,正极送入到缓冲电阻RL中,RL的作用是防止电流忽然变大。
经过一段时间电流趋于稳定后,晶闸管或继电器的触点会导通短路掉缓冲电阻RL,这时的直流电压加在了滤波电容CF1、CF2 上,这两个电容可以把脉动的直流电波形变得平滑一些。
由于一个电容的耐压有限,所以把两个电容串起来用.电容的耐压就提高了一倍。
CF1、CF2两个电容的容量是一样的,虽然标称的容量相同,但是在实际上两个电容的容量不可能一致,造成分压不均。
所以给两个电容分别并联了一个均压电阻R1、R2 ,这样,CF1 和CF2 上的电压就一样了.HL 是主电路的电源指示灯,串联了一个限流电阻接在了正负电压之间,这样三相电源一加进来,HL就会发光,指示直流电源送入。
直流电压加在了大功率晶体管VB的集电极与发射极之间,VB的导通由控制电路控制,VB 上还串联了变频器的制动电阻RB,组成了变频器制动回路。
我们知道,由于电动机的绕组是感性负载,在启动和停止的瞬间都会产生一个较大的反向电动势,这个反向电压的能量会通过续流二极管VD7~VD12使直流母线上的电压升高,这个电压高到一定程度会击穿逆变管V1~V6 和整流管VD1~VD6。
当有反向电压产生时,控制回路控制VB导通,电压就会通过VB在电阻RB释放掉.当电机较大时,还可并联外接电阻RB.一般情况下“+”端和P1端是由一个短路片短接上的,如果断开,这里可以接外加的直流电抗器,直流电抗器的作用是改善电路的功率因数。
变频器工作原理图详解大全在工业自动化控制领域,变频器是一种常用的设备,用于控制交流电机的转速。
本文将详细解析变频器的工作原理图,帮助读者更好地理解其工作原理。
1. 变频器基本结构变频器由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
其中,整流器将交流电源转换为直流电压,接入滤波器进行滤波处理后,进入逆变器转换为可调交流电压供给电机。
2. 变频器工作原理变频器通过调节输出电压频率改变电机的转速。
其工作原理可简化为以下几个步骤:•步骤一:交流电源输入变频器,经整流器及滤波器处理后,获得稳定的直流电压。
•步骤二:逆变器将直流电压转换为可调的交流电压,控制电路根据用户需求调节输出频率。
•步骤三:输出的交流电压通过电机传达给负载,从而控制电机的转速。
3. 典型工作原理图下图为典型的变频器工作原理图:+----------++---| 逆变器 || +----------++-------+ +---------+ |Vin | | +--+ 整流器 +--+AC | 电源 +--->+---------+ |----| | | | 滤波器 | |+-------+ | +---------+ || DC |+------+---------+|| +----------++--| 控制电路 |+----------+在这个图中,电源交流输入变频器,经整流器、滤波器处理后得到直流电压,再由逆变器产生可调交流电压供给电机。
4. 变频器工作原理图详解4.1 整流器整流器采用可控硅等器件将交流电源转换为直流电压。
其主要作用是保证逆变器的输入电压为直流电压。
4.2 滤波器滤波器用于对整流器输出的脉动直流电压进行滤波平整,确保逆变器输入的电压质量。
4.3 逆变器逆变器将直流电压转换为可控的交流电压,通过调节输出频率控制电机转速。
矢量控制、PWM控制等技术常用于逆变器。
4.4 控制电路控制电路接收来自用户的调节信号,根据信号调节逆变器输出的频率和电压,实现对电机的精确控制。
变频器的工作原理图1、变频器的主回路电压型变频器主电路包括:整流电路、中间直流电路、逆变电路三部分组,交-直-交型变频器结构见附图11)整流电路:VD1~VD6组成三相不可控整流桥,220V系列采用单相全波整流桥电路;380V系列采用桥式全波整流电路。
2)中间滤波电路:整流后的电压为脉动电压,必须加以滤波;滤波电容CF除滤波作用外,还在整流与逆变之间起去耦作用、消除干扰、提高功率因素,由于该大电容储存能量,在断电的短时间内电容两端存在高压电,因而要在电容充分放电后才可进行操作。
3)限流电路:由于储能电容较大,接入电源时电容两端电压为零,因而在上电瞬间滤波电容CF的充电电流很大,过大的电流会损坏整流桥二极管,为保护整流桥上电瞬间将充电电阻RL串入直流母线中以限制充电电流,当CF充电到一定程度时由开关SL将RL短路。
4)逆变电路:逆变管V1~V6组成逆变桥将直流电逆变成频率、幅值都可调的交流电,是变频器的核心部分。
常用逆变模块有:GTR、BJT、GTO、IGBT、IGCT等,一般都采用模块化结构有2单元、4单元、6单元5)续流二极管D1~D6:其主要作用为:(1)电机绕组为感性具有无功分量,VD1~VD7为无功电流返回到直流电源提供通道(2)当电机处于制动状态时,再生电流通过VD1~VD7返回直流电路。
(3)V1~V6进行逆变过程是同一桥臂两个逆变管不停地交替导通和截止,在换相过程中也需要D1~D6提供通路。
6)缓冲电路由于逆变管V1~V6每次由导通切换到截止状态的瞬间,C极和E极间的电压将由近乎0V上升到直流电压值UD,这过高的电压增长率可能会损坏逆变管,吸收电容的作用便是降低V1~V6关断时的电压增长率。
7)制动单元电机在减速时转子的转速将可能超过此时的同步转速(n=60f/P)而处于再生制动(发电)状态,拖动系统的动能将反馈到直流电路中使直流母线(滤波电容两端)电压UD不断上升(即所说的泵升电压),这样变频器将会产生过压保护,甚至可能损坏变频器,因而需将反馈能量消耗掉,制动电阻就是用来消耗这部分能量的。
变频器的工作原理和接线详细图文解析
变频器是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。
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。
变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的。
一、变频器工作原理
变频器可分为电压型和电流型两种变频器:
电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容。
电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波是电感。
是整流器,整流器,逆变器。
而变频器的主电路由整流器、平波回路和逆变器三部分构成,将工频电源。
变频器工作原理图文教程一、什么是变频器变频器是一种用于改变电动机工作频率以调节转速的电子设备,也称为变频调速器或变频调速器。
它通过改变输入电源的频率,控制电动机的转速,从而实现对系统的精确控制。
二、变频器的组成部分1. 整流器整流器负责将交流电源转换为直流电源,提供给逆变器使用。
通常采用整流桥回路设计,能有效地将交流电源变换为平稳的直流电压。
2. 逆变器逆变器将直流电源转换为可变频率的交流电源,控制电动机的速度。
逆变器通过调节输出电压的频率和幅值来实现对电机的精确控制。
3. 控制器控制器是变频器的大脑,负责接收输入的控制信号,对逆变器进行调节,控制电动机的转速和运行状态。
控制器通常采用微处理器作为控制核心,实现对变频器的智能化控制。
三、变频器的工作原理当变频器接收到控制信号后,控制器首先对输入电源进行整流,将交流电源转换为直流电源。
然后逆变器将直流电源转换为可调频率的交流电源,输出给电动机。
通过调节逆变器的频率和幅值,可以实现对电动机的转速和运行状态的精确控制。
四、变频器的应用领域1. 工业制造在工业制造领域,变频器广泛应用于各种需要精确定速控制的设备,如风机、泵、输送带等,提高生产效率和节能降耗。
2. 电梯行业电梯的运行速度和平稳性对乘客的舒适感有着重要影响,变频器能够实现电梯的平稳启停和速度调节,提高电梯的运行效率。
3. 农业灌溉在农业领域,变频器被广泛应用于灌溉系统中,通过控制水泵电机的转速和流量,实现对灌溉系统的精确控制,节约能源和水资源。
五、小结变频器作为一种重要的电机调速设备,具有精准控制、节能环保的优势,在工业生产、电梯运行、农业灌溉等领域发挥重要作用。
通过了解变频器的组成部分和工作原理,可以更好地理解其在各个领域的应用场景和作用,为相关领域的工程师和技术人员提供参考和指导。
变频器工作原理与结构图文详解—变频器的功能作用分析变频器变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。
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。
变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。
随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了非常广泛的应用。
变频器基本组成变频器通常分为4部分:整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。
整流单元:将工作频率固定的交流电转换为直流电。
高容量电容:存储转换后的电能。
逆变器:由大功率开关晶体管阵列组成电子开关,将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。
控制器:按设定的程序工作,控制输出方波的幅度与脉宽,使叠加为近似正弦波的交流电,驱动交流电动机。
变频器的结构与原理图解变频器的发展也同样要经历一个徐徐渐进的过程,最初的变频器并不是采用这种交直交:交流变直流而后再变交流这种拓扑,而是直接交交,无中间直流环节。
这种变频器叫交交变频器,目前这种变频器在超大功率、低速调速有应用。
其输出频率范围为:0-17(1/2-1/3 输入电压频率),所以不能满足许多应用的要求,而且当时没有IGBT,只有SCR,所以应用范围有限。
变频器其工作原理是将三相工频电源经过几组相控开关控制直接产生所需要变压变频电源,其优点是效率高,能量可以方便返回电网,其最大的缺点输出的最高频率必须小于输入电源频率1/3或1/2,否则输出波形太差,电机产生抖动,不能工作。
故交交变频器至今局限低转速调速场合,因而大大限制了它的使用范围。
变频器电路结构框架图矩阵式变频器是一种交交直接变频器,由9个直接接于三相输入和输出之间的开关阵组成。
变频器工作原理图解(总5页) -本页仅作为预览文档封面,使用时请删除本页-变频器工作原理图解1 变频器的工作原理变频器分为 1 交---交型输入是交流,输出也是交流将工频交流电直接转换成频率、电压均可控制的交流,又称直接式变频器2 交—直---交型输入是交流,变成直流再变成交流输出将工频交流电通过整流变成直流电,然后再把直流电变成频率、电压、均可控的交流电又称为间接变频器。
多数情况都是交直交型的变频器。
2 变频器的组成由主电路和控制电路组成主电路由整流器中间直流环节逆变器组成先看主电路原理图三相工频交流电经过VD1 ~ VD6 整流后,正极送入到缓冲电阻RL中,RL的作用是防止电流忽然变大。
经过一段时间电流趋于稳定后,晶闸管或继电器的触点会导通短路掉缓冲电阻RL ,这时的直流电压加在了滤波电容CF1、CF2 上,这两个电容可以把脉动的直流电波形变得平滑一些。
由于一个电容的耐压有限,所以把两个电容串起来用。
耐压就提高了一倍。
又因为两个电容的容量不一样的话,分压会不同,所以给两个电容分别并联了一个均压电阻R1、R2 ,这样,CF1 和CF2 上的电压就一样了。
继续往下看,HL 是主电路的电源指示灯,串联了一个限流电阻接在了正负电压之间,这样三相电源一加进来,HL就会发光,指示电源送入。
接着,直流电压加在了大功率晶体管VB的集电极与发射极之间,VB的导通由控制电路控制,VB上还串联了变频器的制动电阻RB,组成了变频器制动回路。
我们知道,由于电极的绕组是感性负载,在启动和停止的瞬间都会产生一个较大的反向电动势,这个反向电压的能量会通过续流二极管VD7~VD12使直流母线上的电压升高,这个电压高到一定程度会击穿逆变管V1~V6 和整流管VD1~VD6。
当有反向电压产生时,控制回路控制VB导通,电压就会通过VB在电阻RB释放掉。
当电机较大时,还可并联外接电阻。
一般情况下“+”端和P1端是由一个短路片短接上的,如果断开,这里可以接外加的支流电抗器,直流电抗器的作用是改善电路的功率因数。
变频器工作原理图
现场主泵电动机及辅助设备的运行参数只能在现场控制盘(Lcr)上显示,现场控制盘
内是继电器控制,只将事故报警总信号和连锁跳问总信号发给主控室;这给运行人员的正常操作和数据参数调整带来水便,每次调整参数至少需要3个人才能完成。
特别是主泵电机连锁跳间后.主控室IX另画面上不能显示事故原因,在这种情况下工艺操作人员不能进行正确的应急操作处理。
原设计变频器控制原理框图见图。
为此.对西门子变频器的现场控制盘(LLP)的连锁控制进行改进,拆去原来盘内的分元件继
电器,用PLL进行控制,将现场主泵及机辅设备的重要运行参数全部接入PLc,通过PLc 传到主持室DOS,再由[佃传给变频器。
现场控制撤(L凹)由PLc与主控室xs进行通
讯时时抨制。
现场控制盘(H丫)改造后的控制原理框图见图2,改造后运行效果很好,便于工艺操
作人员进行正确的府急操作处理,便于维护人员故障查找和判断。
变频器原理图变频器主要由模块,CPU控制板,电源驱动板组成,见上图.L1为进线电抗器,一般需外接,L2为直流电抗器,大部份变频器需要外接,象施耐德,丹佛斯变频器都内置了直流电抗器。
PM1为整流模块,PM2为逆变模块,一般小功率变频器是将整流和逆变整合在一起,大功率变频器整流和逆变都是分开的,功率越大电流越大,因为单一的整流和逆变的电流有限,所以整流和逆变可以并联使用。
PM3是制动晶体,15KW以下的变频器都内置制动晶体,外接一个制动电阻就能做能耗制动。
C1,C2是滤波电容,变频器功率越大,电容的容量就越大,滤波电容的耐压一般是4 50V,因为380V级的变频器整流滤流后的电压是600V,所以可以将两个耐压为450V的滤波电容串联使用,总的耐压就可以达到900V。
R1是启动电阻,它的作用是在上电的时候限制滤波电容的充电电流,当电容充电完成后接触器K1动作,R1被旁路。
R2和R3的作用有两个:一是作放电电阻,关机后将电容上的电尽放放掉,另一个是均压,保持滤波电容上的电压相等。
CT是霍尔电流互感器,比如台安变频器的互感器型号是HY-15P,它的含义是通过互感器初级电流为0-15A时互感器的输出电压是0-4V。
互感器也有输出电流型的。
大部份变频器都是用的霍尔电流互感器,象西门子,华为等变频器用的是另一种检测方法,在输出U,V,W分别串联一个小电阻,通过检测电阻上的压降来检测电流。
SA1-SA3是进线压敏电阻,可以抑制瞬态过电压,起到保护变频器的作用。
T1是380V/220V电源变压器,小功率变频器的风扇都是12V或24V供电的,电源取自开关电源部份,大功率变频器的风扇是220V的,所以加了个变压器转换一下。
电源驱动板的作用:一是提供变频器所有的供电电源,二是将控制板的IGBT驱动信号进行隔离放大。
控制板相当于变频器的大脑,通过操作面板做人机对话,实现各种控制功能。
以上电路下面会分别详细介绍。
常用逆变电路原理双端工作的方波逆变变压器的铁心面积乘积公式为AeAc=Po(1+η)/(ηDKjfKeKcBm)(1)式中:Ae(m2)为铁心横截面积;Ac(m2)为铁心的窗口面积;Po为变压器的输出功率;η为转换效率;δ为占空比;K是波形系数;j(A/m2)为导线的平均电流密度;f为逆变频率;Ke为铁心截面的有效系数;Kc为铁心的窗口利用系数;Bm为最大磁通量。
连接器隔离开关主接触器感应器电流测量功率级连接器功率级功率级参见第02页图名:主电路电路图ACS800-704-0630/0910-7电源模块D4电流测量配电板—功率级电桥控制板变阻器弹簧触点I/O电缆20I/O电缆风扇单元DC熔丝DSAB附件板图名:功率级ACS800-704-0630/0910-7电源模块D4电路图DC输入AGDR-6门驱动器板门驱动器板门驱动器板AC输出插塞式连接器产品电路图输出滤波器注:A431是可选件板。
如果不用的话,应将板A42的插脚互相连接:主电路接口板电源正常X5:1与X5:3相连,X5:4与X5:5相连门驱动器电源板风扇单元产品电路图DOL风扇辅助电压源主开关主接触器单相变压器注:括号中的地址表示选项扁平电缆,来自整流器模块D4,参见文件三相变压器整流器模块D4,参见文件图名:电源主电路ACS800-072xD4+电源选择+主触点产品电路图EFS2变频器模块RBi,参见模块电路图电动机连接变频器模块RBi,参见模块电路图电动机连接变频器模块RBi,参见模块电路图电动机连接图名:驱动器主电路ACS800-073xR8i+prev.of防止意外启动产品电路图EFS2变压器注注注变频器风扇电源变压器T10连接,参见硬件手册控制电压分布ACU风扇单元注1):使用60Hz电源时,变频器风扇电源必须连接到320 V。
注2):括号中的地址表示选项图名:辅助电压分布ACS800-071变频器风扇断路器产品电路图EFS2电源运行控制继电器-X12端子变频器风扇变频器风扇控制继电器的保持电压变频器风扇的启动脉冲继电器注:括号中的地址表示选项。
图名:控制继电器产品电路图EFS2AC电压测量DC电压测量通信扁平电缆DC电压源,最大负载3A 应急停机输入端应急停机开关外部应急停机二极管电源系统板控制面板,关于控制面板的功能,请参见手册。
缺省设置6A接地故障设置(A)示例:2个模块模块量(个)本地数字输入端断/通/启动复位下接第16页启动通/断复位复位LED外部联锁电源复位启动开关注:括号中的地址表示选项图名:电源控制板ACS800-07应急停机,0类产品电路图EFS2二极管电源系统板DSSB-01 上接第15页输入端名称DI1...DI4:标称电压24-250V AC/DC远程ON1 = ON远程启动0 - > 1启动远程复位0 - > 1复位外部故障1 = 故障输出端名称:RO1...RO5:标称电压24-250V AC/DC故障0 = 故障运行1 = 运行不用接地故障监视0 = 故障应急停机确认,对变频器输出端名称相电流值0 – 1 mA图名:电源控制板产品电路图EFS2控制面板 CDP-312RIO-板外壳转速设定值实际转速注:括号中的地址表示选项电动机控制和I/O 单元 RMIO-02外部电源插槽1插槽2电源故障绿色红色变频器控制面板输入端名称 输出端名称不用0(2) (10V)转速设定值 4...20mA 0...1649rpm 不用不用4...20mA<-->实际转速 4...20mA<--> 0...3509rpm下接第18页图名:I/O 和电动机控制板 产品电路图EFS2启动/停机就绪运行故障(-1)电动机控制和I/O单元RMIO-02 上接第17页最大负载缺省输入端名称DI1...DI6:标称电压24VDC停机/启动正向/反向未定加速/减速1/2恒定转速选择启动联锁(0 = 停机)24V输出最大负载250mA输出端名称就绪运行故障(-1)图名:I/O和电动机控制板产品电路图EFS2PPCS分路器NPBU-42图名:PPCS分路器产品电路图EFS2过压和短路保护监视逻辑未检测到交叉故障检测到交叉故障自动启动手动启动图名:防止意外启动产品电路图EFS2温度传感器温度传感器温度传感器图名:PT-100继电器ACS800-073xPT-100继电器产品电路图EFS2绕组过热绕组过热主电源机柜共用P E 母线主电源*)注:*)注:用于12脉冲连接时,应拆下母线图名:电源保险丝 产品电路图EFS2B07S105V001 - - 3变频器风扇断路器,1风扇保护开关B07S120V003 - - 3PT-100继电器,230V800 600(驱动器)插头60102D4 DC母线2D4,上部2D4,下部插头6010门,4002000 门,4002000 门,6002000 门,80020004002000(ACU)4002000(进线单元)6002000(电源单元)8002000(驱动器单元)。
变频器原理变频器的主回路电压型变频器主电路包括:整流电路、中间直流电路、逆变电路三部分组,交-直-交型变频器结构见附图1)整流电路: VD1~VD6组成三相不可控整流桥,220V系列采用单相全波整流桥电路;380V系列采用桥式全波整流电路。
2)中间滤波电路:整流后的电压为脉动电压,必须加以滤波;滤波电容CF除滤波作用外,还在整流与逆变之间起去耦作用、消除干扰、提高功率因素,由于该大电容储存能量,在断电的短时间内电容两端存在高压电,因而要在电容充分放电后才可进行操作。
3)限流电路:由于储能电容较大,接入电源时电容两端电压为零,因而在上电瞬间滤波电容CF的充电电流很大,过大的电流会损坏整流桥二极管,为保护整流桥上电瞬间将充电电阻RL串入直流母线中以限制充电电流,当CF充电到一定程度时由开关SL将RL短路。
4)逆变电路:逆变管V1~V6组成逆变桥将直流电逆变成频率、幅值都可调的交流电,是变频器的核心部分。
常用逆变模块有:GTR、BJT、GTO、IGBT、IGCT等,一般都采用模块化结构有2单元、4单元、6单元5)续流二极管D1~D6:其主要作用为:(1)电机绕组为感性具有无功分量,VD1~VD7为无功电流返回到直流电源提供通道(2)当电机处于制动状态时,再生电流通过VD1~VD7返回直流电路。
(3)V1~V6进行逆变过程是同一桥臂两个逆变管不停地交替导通和截止,在换相过程中也需要D1~D6提供通路。
6)缓冲电路由于逆变管V1~V6每次由导通切换到截止状态的瞬间,C极和E极间的电压将由近乎0V上升到直流电压值UD,这过高的电压增长率可能会损坏逆变管,吸收电容的作用便是降低V1~V6关断时的电压增长率。
7)制动单元电机在减速时转子的转速将可能超过此时的同步转速(n=60f/P)而处于再生制动(发电)状态,拖动系统的动能将反馈到直流电路中使直流母线(滤波电容两端)电压UD不断上升,这样变频器将会产生过压保护,甚至可能损坏变频器,因而需将反馈能量消耗掉,制动电阻就是用来消耗这部分能量的。
变频器工作原理图解
1 变频器的工作原理
变频器分为1 交---交型输入是交流,输出也是交流
将工频交流电直接转换成频率、电压均可控制的交流,又称直接式变频器
2 交—直---交型输入是交流,变成直流再变成交流输出
将工频交流电通过整流变成直流电,然后再把直流电变成频率、电压、均可控的交流电
又称为间接变频器。
多数情况都是交直交型的变频器。
2 变频器的组成
由主电路和控制电路组成
主电路由整流器中间直流环节逆变器组成
先看主电路原理图
三相工频交流电经过VD1 ~ VD6 整流后,正极送入到缓冲电阻RL中,RL的作用是防止电流忽然变大。
经过一段时间电流趋于稳定后,晶闸管或继电器的触点会导通
短路掉缓冲电阻RL ,这时的直流电压加在了滤波电容CF1、CF2 上,这两个电容可以把脉动的直流电波形变得平滑一些。
由于一个电容的耐压有限,所以把两个电容串起来用。
耐压就提高了一倍。
又因为两个电容的容量不一样的话,分压会不同,所以给两个电容分别并联了一个均压电阻R1、R2 ,这样,CF1 和CF2 上的电压就一样了。
继续往下看,HL 是主电路的电源指示灯,串联了一个限流电阻接在了正负电压之间,这样三相电源一加进来,HL就会发光,指示电源送入。
接着,直流电压加在了大功率晶体管VB的集电极与发射极之间,VB的导通由控制电路控制,VB上还串联了变频器的制动电阻RB,组成了变频器制动回路。
我们知道,
由于电极的绕组是感性负载,在启动和停止的瞬间都会产生一个较大的反向电动势,这个反向电压的能量会通过续流二极管VD7~VD12使直流母线上的电压升高,这个电压
高到一定程度会击穿逆变管V1~V6 和整流管VD1~VD6。
当有反向电压产生时,控制回路控制VB导通,电压就会通过VB在电阻RB释放掉。
当电机较大时,还可并联外接电阻。
一般情况下“+”端和P1端是由一个短路片短接上的,如果断开,这里可以接外加的支流电抗器,直流电抗器的作用是改善电路的功率因数。
直流母线电压加到V1~V6 六个逆变管上,这六个大功率晶体管叫IGBT ,基极由控制电路控制。
控制电路控制某三个管子的导通给电机绕组内提供电流,产生磁场使电机运转。
例如:某一时刻,V1 V2 V6 受基极控制导通,电流经U相流入电机绕组,经V W 相流入负极。
下一时刻同理,只要不断的切换,就把直流电变成了交流电,供电机运转。
为了保护IGBT,在每一个IGBT上都并联了一个续流二极管,还有一些阻容吸收回路。
主要的功能是保护IGBT,有了续流二极管的回路,反向电压会从该回路加到直流母线
上,通过放电电阻释放掉。
变频器主电路引出端子
控制电路原理图
上图就是变频器控制电路的原理示意图。
上半部为主电路,下半部为控制电路。
主要由控制核心CPU 、输入信号、输出信号和面板操作指示信号、存储器、LSI电路组成。
外接电位器的模拟信号经模数转换将信号送入CPU,达到调速的目的。
外接的开关量信号
也经由与非门送入控制CPU。
变频器基础原理知识
1.变频器基础
1: VVVF 是Variable V oltage and V ariable Frequency 的缩写,意为改变电压和改变频率,也就是人们所说的变压变频。
2: CVCF 是Constant V oltage and Constant Frequency 的缩写,意为恒电压、恒频率,也就是人们所说的恒压恒频。
我们使用的电源分为交流电源和直流电源,一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压,整流滤波后得到的。
交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95%左右。
无论是用于家庭还是用于工厂,单相交流电源和三相交流电源,其电压和频率均按各国的规定有一定的标准,如我国大陆规定,直接用户单相交流电为220V,三相交流电线电压为380V,频率为50Hz,其它国家的电源电压和频率可能于我国的电压和频率不同,如有单相100V/60Hz,三相200V/60Hz等等,标准的电压和频率的交流供电电源叫工频交流电。
通常,把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。
为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC),这个过程叫整流。
把直流电(DC)变换为交流电(AC)的装置,其科学术语为“inverter”(逆变器)。
一般逆变器是把直流电源逆变为一定的固定频率和一定电压的逆变电源。
对于逆变为频率可调、电压可调的逆变器我们称为变频器。
变频器输出的波形是模拟正弦波,主要是用在三相异步电动机调速用,又叫变频调速器。
对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器,要对波形进行整理,可以输出标准的正弦波,叫变频电源。
一般变频电源是变频器价格的15--20倍。
由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”,故该产品本身就被命名为“inverter”,即:变频器。
变频器也可用于家电产品。
使用变频器的家电产品中,不仅有电机(例如空调等),还有荧光灯等产品。
用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。
但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。
汽车上使用的由电池(直流电)产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。
变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。
例如计算机电源的供电,在该项应用中,变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。
2. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变?
n = 60f/p(1-s) n: 电机的转速f: 电源频率p: 电机磁极对数s:电机的转差率
电机的转速= 60(秒)*频率(Hz)/电机的磁极对数- 电机的转差率
电机旋转速度单位:每分钟旋转次数,rpm/min也可表示为rpm。