低壓變頻器的工作原理及應用

低壓變頻器的工作原理及應用（一）交流異步電動機變頻調(diào)速原理：變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用把電壓、頻率固定不變的交流電變成電壓、頻率都可調(diào)的交流電源?，F(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—直—交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源，然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成的。

交-直部分整流電路：由VD1-VD6六個整流二極管組成不可控全波整流橋。對于380V的額定電源，一般二極管反向耐壓值應選1200V，二極管的正向電流為電機額定電流的1.414-2倍。（二）變頻器元件作用電容C1：是吸收電容,整流電路輸出是脈動的直流電壓，必須加以濾波，變壓器是一種常見的電氣設備，可用來把某種數(shù)值的交變電壓變換為同頻率的另一數(shù)值的交變電壓，也可以改變交流電的數(shù)值及變換阻抗或改變相位。壓敏電阻：有三個作用,一過電壓保護,二耐雷擊要求,三安規(guī)測試需要.熱敏電阻：過熱保護

我們還可以再換一個角度來看:

電機的定子電壓U=E+I*R(I為電流,R為電子電阻,E為感應電勢)

可以看出,U,I不變時,E也不變.

而E=k*f*X,(k:常數(shù),f:頻率,X:磁通),所以當f由50-->60Hz時,X會相應減小

對于電機來說,T=K*I*X,(K:常數(shù),I:電流,X:磁通),因此轉矩T會跟著磁通X減小而減小.

同時,小于50Hz時,由于I*R很小,所以U/f=E/f不變時,磁通(X)為常數(shù).轉矩T和電流成正比.這也就是為什么通常用變頻器的過流能力來描述其過載(轉矩)能力.并稱為恒轉矩調(diào)速(額定電流不變-->最大轉矩不變)

結論:當變頻器輸出頻率從50Hz以上增加時,電機的輸出轉矩會減小。

（七）其他和輸出轉矩有關的因素

發(fā)熱和散熱能力決定變頻器的輸出電流能力，從而影響變頻器的輸出轉矩能力。

載波頻率:一般變頻器所標的額定電流都是以最高載波頻率,最高環(huán)境溫度下能保證持續(xù)輸出的數(shù)值.降低載波頻率,電機的電流不會受到影響。但元器件的發(fā)熱會減小。

環(huán)境溫度：就象不會因為檢測到周圍溫度比較低時就增大變頻器保護電流值.

海拔高度:海拔高度增加,對散熱和絕緣性能都有影響.一般1000m以下可以不考慮.以上每1000米降容5%就可以了.

（八）關于冷卻風扇

一般功率稍微大一點的變頻器，都帶有冷卻風扇。同時，也建議在控制柜上出風口安裝冷卻風扇。進風口要加濾網(wǎng)以防止灰塵進入控制柜。注意控制柜和變頻器上的風扇都是要的，不能誰替代誰。其他關于散熱的問題

1、在海拔高于1000m的地方，因為空氣密度降低，因此應加大柜子的冷卻風量以改善冷卻效果。理論上變頻器也應考慮降容，1000m每-5%。但由于實際上因為設計上變頻器的負載能力和散熱能力一般比實際使用的要大，所以也要看具體應用。比方說在1500m的地方，但是周期性負載，如電梯，就不必要降容。

2、開關頻率：變頻器的發(fā)熱主要來自于IGBT，IGBT的發(fā)熱有集中在開和關的瞬間。因此開關頻率高時自然變頻器的發(fā)熱量就變大了。有的廠家宣稱降低開關頻率可以擴容，就是這個道理。

（九）變頻器制動的情況

1:制動的概念

指電能從電機側流到變頻器側（或供電電源側）,這時電機的轉速高于同步轉速。負載的能量分為動能和勢能.動能(由速度和重量確定其大小）隨著物體的運動而累積。當動能減為零時，該事物就處在停止狀態(tài)。

機械抱閘裝置的方法是用制動裝置把物體動能轉換為摩擦和能消耗掉。對于變頻器，如果輸出頻率降低，電機轉速將跟隨頻率同樣降低。這時會產(chǎn)生制動過程.由制動產(chǎn)生的功率將返回到變頻器側。這些功率可以用電阻發(fā)熱消耗。在用于提升類負載,在下降時,能量(勢能)也要返回到變頻器(或電源)側,進行制動。這種操作方法被稱作“再生制動”，而該方法可應用于變頻器制動。

在減速期間，產(chǎn)生的功率如果不通過熱消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到變頻器電源側的方法叫做“功率返回再生方法”。在實際中，這種應用需要“能量回饋單元”選件。

（十)怎樣提高制動能力？

為了用散熱來消耗再生功率，需要在變頻器側安裝制動電阻。

為了改善制動能力，不能期望靠增加變頻器的容量來解決問題。請選用“制動電阻”、“制動單元”或“功率再生變換器”等選件來改善變頻器的制動容量。

（十一）變頻器類型選擇變頻器可分為通用型和專用型，一般的機械負載和要求高過載情況，選擇通用型變頻器。專用型變頻器又可分為風泵專用型、電梯專用型、張力控制專用型等。根據(jù)自身應用環(huán)境加以選擇。

(十二）

變頻器容量選擇變頻器的容量選擇是最重要的，應從負載的實際