變頻器是怎樣變頻的？
●這里首先普及一下變頻器基本知識。
★變頻器的基本結構與應用范圍
★變頻器的基本構成
變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換成另頻率電源的電能控制裝置。通俗地說,它是一種能改變施加于交流電動機的電源頻率值和電壓值的調速裝置。
交流變頻調速理論誕生于20世紀20年代, 60年代后,隨著新型大功率電力電子器件的開發(fā)和先進的微處理器的出現(xiàn),變頻調速技術得到迅速的發(fā)展,并最終廣泛應用到實際生產中去。
交流變頻調速傳動克服了直流電動機的缺點(電機結構復雜、維護保養(yǎng)工作量大等),發(fā)揮了交流電動機本身固有的優(yōu)點(結構簡單、經久耐用、動態(tài)響應好、價廉等),并很好地解決了交流電動機調速性能先天不足的問題。可以說,變頻器是當今最先進、最有前途的一種交流電動機調速裝置。
變頻調速裝置能實現(xiàn)軟啟動、軟停車、無級調速以及特殊要求的增、減速特性等,具有顯著的節(jié)電效果。它具有過載、過壓、欠壓、短路、接地等保護功能,具有各種預警、預報信息和狀態(tài)信息及診斷功能,便于調試和監(jiān)控,可用于恒轉矩、平方轉矩和恒功率等各種負載。
變頻器由電力電子半導體器件(如整流模塊、GTO門1極可關斷晶閘管、GTR電力晶體管、IGBT絕緣柵雙極型晶體管、IPM智能功率模塊等)、電子器件(集成電路、開關電源、電阻、電容等)和微處理器(CPU)等組成。其基本構成如下圖所示。
★主電路→給三相異步電動機提供調頻調壓的電力變換部分稱為主電路。主電路包括整流器、直流中間電路和逆變器。見下圖所示。
①整流器 →它由全波整流橋組成,其作用是把工顏電源變換成直流電源,變績器多采用二極管整流器,也采用晶體管整流器。整流器的輸入端接有壓敏電阻網(wǎng)絡,保護變頻器免受浪涌過電壓及大氣過電壓沖擊而損壞。
②直流中間電路→ 由于逆變器的負載為異步電動機,屬于感性負載,因此在直流中間電路和電動機之間總會有無功功率交換,這種無功能量要靠直流中間電路的儲能元件電容器或電感器來緩沖。另外,直流中間電路對整流器的輸出進行濾波,以藏小直流電壓或電流的波動。濾波電路又稱平波電路,一般通用變頻器采用電容濾波（平波）電路。
在直流電路里設有限流電路(由圖上中的限流電阻R及開關K構成),以保護整流橋免受沖擊電流作用而損壞。
★設置制動回路的目的是,當異步電動機負載在再生制動區(qū)域使用時(轉差率為負),再生能量將存儲在濾波電容器中,從而使直流環(huán)節(jié)電壓升離,為抑制電壓升島,利用制動同路中的制動電阻消耗掉直流電路中的再生能量,制動回路還可以采用可逆整流器把再生能量反饋給電網(wǎng)。
③逆變器→ 它與整流器的作用相反,是將直流電源變換成額事和電壓都任意可調的三相交流電源,逆變器的常見結構是由6個功率開關器件組成的三相橋式逆變電路,它們的工作狀態(tài)受控于控制電路。
●控制電路(主控制電路CPU)→控制電路由運算放太電路,檢測電路,控制信號的輸人、輸出電路,驅動電路等構成,一般采用微機進行全數(shù)字控制,主要靠軟件完成各種功能。
●操作顯示電路→這部分電路用于運行操作、參數(shù)設置、運行狀態(tài)顯示和故障顯示。
●保護電路→這部分電路用于變頻器本身保護及電動機保護等。
?變頻器的內部結構及外部接線變頻器的內部結構及外部接線如圖下所示。
①接收各種信號
a.在功能預置階段,接收各功能的預置信號。
b,接收從鍵盤或外接輸入端子輸入的給定信號。
c.接收從外接輸人端子或通信接口輸入的控制信號。
d.接收從檢測電路輸入的檢測信號。
e,接收從保護電路輸入的保護執(zhí)行信號等。
②進行基本運算最主要的運算包括:
a.進行矢量控制運算或其他必要的運算;
b.實時地計算出SPWM波形各切換點的時刻。
③輸出計算結果，
a.輸出至逆變管模塊的驅動電路,使逆變管按給定信及預置要求輸入SPWM。
b.輸出給顯示器，顯示當前的各種狀態(tài)。
c.輸出給外接輸出控制端子。
d.向保護電路發(fā)出保護指令，以進行保護。
●檢測電路→接收電壓、電流以及模塊溫度、電動機速度等采樣信號,并將其轉換成主控制電路所能接收的信號。
●保護電路→接收主控制電路輸入的保護指令,并實施保護。同時也直接從檢測電路輸入檢測信號,以便對某些緊急情況實施保護。保護電路可分為變頻器本身保護和異步電動機保護兩種。
以上為個人觀點，這里僅供提問者和頭條上的有需要了解變頻器基礎知識的閱讀者們參考一下。
知足常樂于湖北省鐘祥市2020.1.21日
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