变换器是如何实现频率变换的

来源:谷子防爆 发布时间:2020-10-10
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变频器在现代工控领域中是非常重要的一种设备,它可以单独控制三相异步电机、也可以配合可编程控制器(PLC)、触摸屏(HMI)等设备配合使用然后通过集成控制方式来完成三相电机的精确控制。因此变频器作为三相异步电机的驱动设备它的主要作用是将频率固定的交流电源(我国工频为50HZ)改变成频率连续可调(0-400HZ)的交流电并通入到三相电机中,使三相电机的速度可进行任意的调节。由此可见变频器就是一种电源频率变换器,下面我将简要说说这种变换器是如何实现频率变换的。

变换器是如何实现频率变换的

变频器简单的工作过程
变频器实施变频的过程虽然复杂但是变频器的工作原理相对简单,它就是根据朋友们熟知的一个表达式子n0=60f/p 。从这个简单的表达式我们可以知道只要电源的频率连续可调节,那么三相异步电机的同步转速n0也就可以连续可调节了。我们又知道在三相异步电动机中的转子的转速n总是略低于电机的同步转速的,这样以来三相异步电机的转子转速就可以连续可调节了。这个原理在三相异步电机诞生之时就人们就知道了,距今现在有一百多年的时间了,由于当时技术的局限性无法制造出变换电源频率的变换器,直到20世纪七八十年代随着大功率晶体管(特别是IGBT绝缘栅晶体逆变管)和超大规模微处理器(MCU)的出现这种变频器才诞生并逐渐成熟起来。

变换器是如何实现频率变换的
变频器实现变频的工作过程
由于变频器的频率变换过程比较复杂,在这里我只是简单的和朋友们说说这方面的问题,给朋友们一个大致的了解,如果朋友们感兴趣的话可以找专业书进行详细研究。
变频器整个电路分为主电路和控制电路两部分,为了使回答言简意赅更能说明如何实现变频的,我在这里主要说说主电路部分是如何实现的。在主电路中一般是由三部分构成的其分别为:交直电路部分,包括整流电路、滤波电路等;能耗电路部分(主要在制动状态下使用);直交逆变部分,’如下图所示的那样。 变换器是如何实现频率变换的 在主电路中我们只要明白六个绝缘栅功率管(IGBT)的工作过程,就能搞懂变频器是如何变频的了,为了简要问题,我们以单向逆变桥工作过程为例子来说明。当在整个周期为T的前半周期时,控制电路通过驱动电路给绝缘栅功率管的栅极给控制信号时V1、V4会导通,V2、V3会截止,那么输出的电压Uab为正的;当在整个周期为T的后半周期时,V2、V3会导通,V1、V4会截止,那么输出的电压Uab为负的。就这样在微处理器(MCU)的精确控制下在负载Rab端就会周而复始地交替下去,由于这个周期是由控制器来设定的,脉冲的宽度也是由控制器设定的,因此它的输出频率就会得到改变,从而对三相异步电机达到了调速的目的。这时四个逆变管子,如果是六个其原理是一样的,在这里我就不多说了。 变换器是如何实现频率变换的

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