变频器的工作原理和控制方式.doc

《变频器的工作原理和控制方式.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、本文介绍了变频器的工作原理和控制方式，文中遵循理论和实际相结合的原则，对变频器的工作原理和控制方式作了详细的对比和分析。改变工频电源的频率和电压，从而改变电动机转速。电动机转速的大小和频率是正比关系。和功耗三次方成比例。在不需要电机全速运行的时候实时的降低其转速可以大大节省能耗。变频器的工作原理变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（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的。[注:再次整流（直流变交流）---更贴切的叫法是逆变!在这里感谢蔡工给我们编辑们提的意见!也欢迎大家多给我们编辑组提出更多宝贵的意见和建议!mym(2005.08.23)]1.电机的旋转速度为什

2、么能够自由地改变？*1:r/min电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，也可表示为rpm.例如：2极电机50Hz3000[r/min]4极电机50Hz1500[r/min]$电机的旋转速度同频率成比例本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业中所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机（以后简称为电机）的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值（为2的倍数，例如极数为2，4，6），所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度。另外，频率能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此，以控制频率为

3、目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。n=60f/pn:同步速度f:电源频率p:电机极对数$改变频率和电压是最优的电机控制方法如果仅改变频率而不改变电压，频率降低时会使电机出于过电压（过励磁），导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时，电压却不可以继续增加，最高只能是等于电机的额定电压。例如：为了使电机的旋转速度减半，把变频器的输出频率从50Hz改变到25Hz，这时变频器的输出电压就需要从400V改变到约200V2.当电机的旋转速度（频率）改变时，其输出转矩会怎样？*1:工频电源由电网提供的动力电源（商用电源）*2:起动电流当电机开始运转

4、时，变频器的输出电流------变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动------电机在工频电源供电时起动和加速冲击很大，而当使用变频器供电时，这些冲击就要弱一些。工频直接起动会产生一个大的起动起动电流。而当使用变频器时，变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的，所以电机起动电流和冲击要小些。通常，电机产生的转矩要随频率的减小（速度降低）而减小。减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。通过使用磁通矢量控制的变频器，将改善电机低速时转矩的不足，甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。3.-----当变频器调速到大于50Hz频率时，电机的输出转矩将降低-----通常的电机是按50

5、Hz电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速.(T=TeP=Pe)变频器输出频率大于50Hz频率时，电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。当电机以大于50Hz频率速度运行时，电机负载的大小必须要给予考虑，以防止电机输出转矩的不足。举例，电机在100Hz时产生的转矩大约要降低到50Hz时产生转矩的1/2。因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速.(P=Ue*Ie)4.变频器50Hz以上的应用情况大家知道，对一个特定的电机来说，其额定电压和额定电流是不变的.如变频器和电机额定值都是:15kW/380V/30A电机可以工作在50Hz以上，当转

6、速为50Hz时变频器的输出电压为380V电流为30A.这时如果增大输出频率到60Hz变频器的最大输出电压电流还只能380V/30A.很显然输出功率不变.所以我们称之为恒功率调速.这时的转矩情况怎样呢?因为P=wT(w:角速度T:转矩).因为P不变w增加了所以转矩会相应减小.我们还可以再换一个角度来看:电机的定子电压U=E+I*R(I为电流R为电子电阻E为感应电势)可以看出UI不变时E也不变.而E=k*f*X(k:常数f:频率X:磁通)所以当f由50--60Hz时X会相应减小对于电机来说T=K*I*X(K:常数I:电流X:磁通)因此转矩T会跟着磁通X减小而减小.同时小于50Hz时由于I*R很小所

7、以U/f=E/f不变时磁通(X)为常数.转矩T和电流成正比.这也就是为什么通常用变频器的过流能力来描述其过载(转矩)能力.并称为恒转矩调速(额定电流不变--最大转矩不变)结论:当变频器输出频率从50Hz以上增加时电机的输出转矩会减小.5.其他和输出转矩有关的因素发热和散热能力决定变频器的输出电流能力，从而影响变频器的输出转矩能力。载波频率:一般变频器所标的额定电流都是以最高载波频率最高环境温度下能