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变频器的种类
  发布者:Sanai Transformer 发布时间:2013-9-6 阅读:4154

变频器的种类
    在介绍变频器的种类时我们将遇到变频器的分类方式的问
题。变频器的分类可以有多种方式,例如可以按其主电路工作方式进行分类,可以按其开关方式进行分类,可以按其控制方式进行分类,还可以按其用途进行分类。下面就根据这几种分类方法对变频器进行简单介绍,以使对变频器尚不太熟悉的读者能够对变频器有一个整体上的了解。
    (1)按照主电路工作方式分类。当按照主电路工作方式进
行分类时,变频器可以分为电压型变频器和电流型变频器。电压型变频器的特点是将直流电压源转换为交流电源,而电流型变频器的特点则是将直流电流源转换为交流电源。
    1)电压型变频器。在电压型变频器中,整流电路或者斩波
电路产生逆变电路所需要的直流电压,并通过直流中间电路的电容进行平滑后输出。整流电路和直流中间电路起直流电压源的作用,而电压源输出的直流电压在逆变电路中被转换为具有所需频率的交流电压。
    在电压型变频器中,由于能量回馈给直流中间电路的电容,
并使直流电压上升.还需要有专用的放电电路.以防止换流器件
因电压过高而被破坏。
  2)电流型变频器。在电流型变频器中,整流电路给出直流
电流,并通过中间电路的电抗将电流进行平滑后输出。整流电路和直流中间电路起电流源的作用,而电流源输出的直流电流在逆变电路中被转换为具有所需频率的交流电流,并被分配给各输出相后作为交流电流提供给电动机。在电流型变频器中,电动机定子电压的控制是通过检测电压后对电流进行控制的方式实现的。
    对于电流型变频器来说.在电动机进行制动的过程中可以通
过将直流中间电路的电压反向的方式使整流电路变为逆变电路,并将负载的能量回馈给电源。
    由于在采用电流控制方式时可以将能a回馈给电源,而且在
出现负载短路等情况时也更容易处理,电流型控制方式更适合于大容量变频器。
    图2-8给出了电压型变频器和电流型变频器主电路的基本结
构。
    电压型变频器和电流型变频器主电路的结构因其使用的换流
器件的不同而有多种形式。关于这些电路的基木结构,可以参考本一书第3章的有关内容或其他有关资料。
    (2)按照开关方式分类。当谈到变频器的开关方式时通常
讲的都是变频器逆变电路的开关方式。而在按照逆变电路的开关方式对变频器进行分类时,则变频器可以分为PAW控制方式.
PWM控制方式和高载频PWM控制方式三种。
    1) PAM控制。PAM控制是Pulse Amplitude Modulation(脉
冲振幅调制)控制的简称,是一种在整流电路部分对输出电压
(电流)的幅值进行控制,而在逆变电路部分对输出频率进行控
制的控制方式。因为在PAM控制的变频器中逆变电路换流器件
的开关频率即为变频器的输出频率,所以这是一种同步调速方
式。
    由于逆变电路换流器件的开关频率(以下简称载波频率)
较低,在使用PAM控制方式的变频器进行调速驱动时具有电动
机运转噪声小,效率高等特点。但是,由于这种控制方式必须同时对整流电路和逆变电路进行控制,控制电路比较复杂。此外,这种控制方式也还具有当电动机进行低速运转时波动较大的缺点。
    2) PWM控制。PWM控制是Pulse Width Modulation(脉
冲宽度调制)控制的简称,是在逆变电路部分同时对输出电
压(电流)的幅位和频率进行控制的控制方式。在这种控制
方式中,以较高频率对逆变电路的半导体开关元器件进行开
闭,并通过改变输出脉冲的宽度来达到控制电压(电流)的
目的。
    为了使异步电动机在进行调速运转时能够更加平滑,日前在
变频器中多采用正弦波PWM控制方式。所谓正弦波PW M控制
方式指的是通过改变PWM输出的脉冲宽度,使输出电压的平均
仇接近于正弦波。这种控制方式也称为SPWM控制。
    采用PWM控制方式的变频器具有可以减少高次谐波带来的
各种不良影响,转矩波动小,而且控制电路简单,成本低等特
点,是目前在变频器中采用最多的一种逆变电路控制方式。但
是,该方式也具有当载波频率不合适时会产生较大的电动机运转噪声的缺点。为了克服这个缺点,在采用PW M控制方式的新型变频器中都具有一个可以改变变频器载波频率的功能,以便使用户可以根据实际需要改变变频器的载波频率,从而达到降低电动机运转噪声的目的。
    图2-9给出了电压型PAM控制和PWM控制变频器的基本结构以及正弦波PWM的波形示意图。
    3)高载频PWM控制。这种控制方式原理上实际是对PWM
控制方式的改进,是为了降低电动机运转噪声而采用的一种控制
方式。在这种控制方式中,载频被提高到人耳可以听到的频率
(10-20kHz)以上,从而达到降低电动机噪声的口的。这种控制方式主要用于低噪声型的变频器,也将是今后变频器的发展方向。由于这种控制方式对换流器件的开关速度有较高的要求,所用换流器件只能使用具有较高开关速度的IGBT或MOSFET等半导体元器件,目前在大容量变频器中的利用仍然受到一定限制。
但是,随着电力电子技术的发展,具有较高开关速度的换流元器件的容量将越来越大,所以预计采用这种控制方式的变频器也将越来越多。
    PWM控制和高载频PW M控制都属于异步调速方式,即变
频器的输出频率不等于逆变电路换流器件的开关频率。
    (3)按照工作原理分类。当按照工作原理对变频器进行分
类时,按变频器技术的发展过程可以分为V/f控制方式、转差频
率控制方式和矢量控制方式三种。下面我们将分别介绍一下这三种控制方式的特点,而将其工作原理放在第3章的有关章节中进行介绍。
    1) V/f.控制变频器。V/f控制是一种比较简单的控制方式。
它的基本特点是对变频器输出的电压和频率同时进行控制,通过使v/f(电压和频率的比)的值保持一定而得到所需的转矩特
性。采用V/f控制方式的变频器控制电路成本较低,多用于对精
度要求不太高的通用变频器。
  2)转差频率控制变频器。转差频率控制万式是对V/f控制
的一种改进。在采用这种控制方式的变频器中,电动机的实际速度由安装在电动机上的速度传感器和变频器控制电路得到,而变频器的输出频率则由电动机的实际转速与所需转差频率的和被自动设定,从而达到在进行调速控制的同时控制电动机输出转矩的目的。
  转差频率控制是利用了速度传感器的速度闭环控$J,并可以
在一定程度上对输出转矩进行控*1,所以和Vif控制方式相比
在负载发生较大变化时仍能达到较高的速度精度和具有较好的转矩特性。但是,由于采用这种控制方式时需要在’粗动机上安装速度传感器,并需要根据电动机的特性调节转差,通常多用于厂家指定的专用电动机,通用性较差。
    3)矢量控制变频器。矢量控制是20世纪70年代由西德
Blaschke等人首先提出来的对交流电动机的一种新的控制思想和
控制技术,也是交流电动机的一种理想的调速方法。矢量控制的基本思想是将异步电动机的定子电流分为产生磁场的电流分量(励磁电流)和与其相垂直的产生转矩的电流分Rt(转矩电流)
并分别加以控制。由于在这种控制方式中必须同时控制异步电动机定子电流的幅值和相位.即控制定子电流矢量,这种控制方式称为矢量控制方式。
    矢最控制方式使对异步电动机进行高性能的控制成为可能。
采用矢量控制方式的交流调速系统不仅在调速范围上可以与直流电动机相匹敌,而且可以直接控制异步电动机产生的转矩。所以已经在许多需要进行精密控制的领域得到了应用。
    由于在进行矢量控制时需要准确地掌握对象电动机的有关参
数,这种控制方式过去主要用于厂家指定的变频器专用电动机的控制。但是,随着变频调速理论和技术的发展以及现代控制理论在变频器中的成功应用,目前在新型矢量控制变频器中已经增加了自调整( Auto-tuning)功能。带有这种功能的变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对电动机的参数进行辨识并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数,从而使得对普通的异步电动机进行有效的矢量控制也成为可能。
  分类还要好多,后面慢慢讲来,变频器是变频柜的重要组成部分,了解了变频器变频柜也就差不多了,所以我们花很的时间让大家了解变频器。我公司生产变频器,变频柜,软启动,电力电容器,无功补偿装置,欢迎来电咨询。
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