变频器的主电路(一)
变频器基本电路图
变频器基本电路图目前,通用型变频器绝大多数是交—直—交型变频器,通常尤以电压器变频器为通用,其主回路图(见图1.1),它是变频器的核心电路,由整流回路(交—直交换),直流滤波电路(能耗电路)及逆变电路(直—交变换)组成,当然还包括有限流电路、制动电路、控制电路等组成部分。
1)整流电路如图1.2所示,通用变频器的整流电路是由三相桥式整流桥组成。
它的功能是将工频电源进行整流,经中间直流环节平波后为逆变电路和控制电路提供所需的直流电源。
三相交流电源一般需经过吸收电容和压敏电阻网络引入整流桥的输入端。
网络的作用,是吸收交流电网的高频谐波信号和浪涌过电压,从而避免由此而损坏变频器。
当电源电压为三相380V时,整流器件的最大反向电压一般为1200—1600V,最大整流电流为变频器额定电流的两倍。
2)滤波电路逆变器的负载属感性负载的异步电动机,无论异步电动机处于电动或发电状态,在直流滤波电路和异步电动机之间,总会有无功功率的交换,这种无功能量要靠直流中间电路的储能元件来缓冲。
同时,三相整流桥输出的电压和电流属直流脉冲电压和电流。
为了减小直流电压和电流的波动,直流滤波电路起到对整流电路的输出进行滤波的作用。
通用变频器直流滤波电路的大容量铝电解电容,通常是由若干个电容器串联和并联构成电容器组,以得到所需的耐压值和容量。
另外,因为电解电容器容量有较大的离散性,这将使它们随的电压不相等。
因此,电容器要各并联一个阻值等相的匀压电阻,消除离散性的影响,因而电容的寿命则会严重制约变频器的寿命。
3)逆变电路逆变电路的作用是在控制电路的作用下,将直流电路输出的直流电源转换成频率和电压都可以任意调节的交流电源。
逆变电路的输出就是变频器的输出,所以逆变电路是变频器的核心电路之一,起着非常重要的作用。
最常见的逆变电路结构形式是利用六个功率开关器件(GTR、IGBT、GTO等)组成的三相桥式逆变电路,有规律的控制逆变器中功率开关器件的导通与关断,可以得到任意频率的三相交流输出。
变频器基本原理图讲解
变频器基本原理图讲解
变频器是一种电力变换装置,可以将交流电源转换成可调频率和可调幅度的交流电信号。
它主要由整流电路、滤波电路、逆变电路和控制电路等组成。
下面我们来逐步分析变频器的基本原理图。
整流电路是变频器的第一个部分,它将交流电源转换成直流电。
整流电路一般由二极管桥或者可控硅等元件组成。
经过整流电路后,电流只能在一个方向上流动。
滤波电路是整流电路输出的直流电进行滤波处理的部分。
它主要由电容器和电感器组成,能使电流平滑、波动小。
滤波电路的作用是减小直流电中的脉动,使得直流电更加稳定。
逆变电路是变频器的核心部分,它将经过滤波处理后的直流电再次转换成交流电。
逆变电路一般由晶闸管、中间频率变压器等元件组成。
通过控制逆变电路的工作方式和频率,可以实现交流电频率的调整。
控制电路是变频器的控制部分,它根据输入的控制信号,实现对整个变频器的控制和调节。
控制电路一般由微处理器、模拟电路等组成。
通过调整控制电路的参数,可以实现对变频器输出信号的频率和幅度的调节。
总之,变频器的基本原理图可以简单概括为整流电路、滤波电路、逆变电路和控制电路等组成。
它能够将交流电源转换成可调频率和可调幅度的交流电信号,具有广泛的应用。
变频器主电路工作原理
变频器主电路工作原理一、概述变频器是一种用于控制交流电动机转速的电子装置,主要由主电路和控制电路组成。
主电路是变频器的核心部份,负责将输入的交流电源转换为可调频率和可调电压的交流电源,从而实现对机电转速的控制。
本文将详细介绍变频器主电路的工作原理。
二、主电路组成变频器主电路主要由整流器、滤波器、逆变器和输出滤波器四部份组成。
1. 整流器整流器的作用是将输入的交流电源转换为直流电源。
常见的整流器有单相整流桥和三相整流桥两种。
单相整流桥适合于单相交流电源,而三相整流桥适合于三相交流电源。
整流器通过将交流电源的正、负半周分别整流为正向和负向的直流电压,实现了对交流电源的整流。
2. 滤波器滤波器的作用是对整流后的直流电进行滤波,去除其中的脉动成份,使得输出的直流电更加平稳。
常见的滤波器有电容滤波器和电感滤波器。
电容滤波器通过连接电容器,将直流电中的脉动成份通过电容器的充放电过程滤除;电感滤波器则通过连接电感线圈,利用电感线圈的自感性质滤除脉动成份。
3. 逆变器逆变器的作用是将滤波后的直流电转换为可调频率和可调电压的交流电。
逆变器采用高频开关器件(如IGBT)进行开关控制,将直流电源通过PWM(脉宽调制)技术转换为可调频率的交流电源。
PWM技术通过控制开关器件的导通时间比例,实现对输出电压的调节。
4. 输出滤波器输出滤波器的作用是对逆变器输出的交流电进行滤波,去除其中的高频成份,使得输出电压更加平稳。
输出滤波器通常采用电感和电容组成的LC滤波电路,通过电感和电容的共同作用,将高频成份滤除。
三、工作原理变频器主电路的工作原理如下:1. 输入电源变频器主电路的输入电源为交流电源,可以是单相交流电源或者三相交流电源,根据实际需求进行选择。
2. 整流器当交流电源为单相时,使用单相整流桥进行整流;当交流电源为三相时,使用三相整流桥进行整流。
整流器将交流电源转换为直流电源,输出的直流电压大小取决于输入电源的电压。
3. 滤波器直流电经过滤波器进行滤波,去除其中的脉动成份,使得输出的直流电更加平稳。
简述变频器主电路组成及各部分功能
简述变频器主电路组成及各部分功能变频器是一种用于改变交流电电压和频率的电子器件,它能够将电源输入的恒定频率交流电转换为需要的输出频率。
变频器主电路由多个部分组成,每个部分都有其特定的功能。
1. 输入滤波电路:输入滤波电路主要用于将电网的交流电进行滤波,去除电网中的高次谐波和干扰信号,确保稳定的输入电源。
这样可以有效地减小电源对变频器的影响,保证变频器工作的稳定性和可靠性。
2. 整流电路:整流电路用于将输入电源中的交流电转换为直流电电压,供给其他部分使用。
根据不同的设计需求,整流电路可以采用全桥、半桥、单整流桥等不同的结构,以及各种整流器电路。
3. 逆变电路:逆变电路是变频器的核心部分,它将直流电转换为需要的交流电。
逆变电路一般采用可控硅或者晶闸管等器件,通过控制器的控制,实现对输出电压的调整。
逆变电路的设计决定了变频器输出电压的波形质量和稳定性。
4. 控制电路:控制电路是变频器的大脑,负责对整个系统进行控制和监测。
它通过对输入信号的处理和判定,输出控制信号,控制整个变频器的运行状态。
控制电路一般由微处理器、信号采集模块、驱动电路等组成,可以实现多种功能,如起动、停止、调速、保护等。
5. 输出滤波电路:输出滤波电路用于去除逆变电路输出中的高次谐波和噪声。
它可以保证变频器输出电压的纯度和稳定性,避免对外部设备产生不良影响。
输出滤波电路的设计和选择对于变频器整体性能和使用环境的适应性十分重要。
以上是变频器主电路的基本组成和各部分的功能简述。
当然,实际的变频器主电路还可能包括其他的辅助电路,如过流保护电路、过压保护电路、过载保护电路等。
不同型号和规格的变频器在主电路设计上可能存在差异,但原理大致相同。
了解和掌握变频器主电路的组成和每个部分的功能,对于变频器的应用和维护都具有重要意义。
变频器主电路工作原理
变频器主电路工作原理一、引言变频器是一种电力调节设备,广泛应用于电机驱动系统中,可以实现电机的调速和控制。
变频器主电路是变频器的核心部分,通过将输入的固定频率交流电转换为可调频率的交流电供电给电机,从而实现电机的调速和控制。
本文将详细介绍变频器主电路的工作原理。
二、变频器主电路的组成变频器主电路主要由整流器、滤波器、逆变器和输出滤波器组成。
1. 整流器:变频器主电路的输入是交流电,而电机需要直流电才能正常工作。
整流器的作用是将输入的交流电转换为直流电。
常见的整流器有单相整流器和三相整流器,根据输入电源的相数选择相应的整流器。
2. 滤波器:整流器输出的直流电中可能含有一些脉动成分,滤波器的作用是去除这些脉动成分,使直流电更加稳定。
滤波器通常由电容器和电感器组成。
3. 逆变器:逆变器是变频器主电路的核心部分,其作用是将直流电转换为可调频率的交流电。
逆变器采用高频开关技术,通过控制开关管的通断来实现输出电压的调节。
逆变器通常由功率开关器件(如IGBT)和驱动电路组成。
4. 输出滤波器:逆变器输出的交流电中可能含有一些高频成分,输出滤波器的作用是去除这些高频成分,使输出电压更加纯净。
输出滤波器通常由电感器和电容器组成。
三、变频器主电路的工作原理变频器主电路的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 整流:输入的交流电经过整流器转换为直流电。
单相整流器采用单相桥式整流电路,将单相交流电转换为直流电;三相整流器采用三相桥式整流电路,将三相交流电转换为直流电。
2. 滤波:直流电经过滤波器,去除脉动成分,使直流电更加稳定。
3. 逆变:稳定的直流电经过逆变器,通过控制开关管的通断来实现输出交流电的调节。
逆变器的控制电路根据需要控制开关管的导通和关断,从而控制输出电压的频率和幅值。
4. 输出滤波:逆变器输出的交流电经过输出滤波器,去除高频成分,使输出电压更加纯净。
四、变频器主电路的特点变频器主电路具有以下几个特点:1. 节能高效:变频器主电路通过将输入的固定频率交流电转换为可调频率的交流电供电给电机,可以根据实际需要调整电机的转速,从而实现节能和高效运行。
简述变频器主电路组成及各部分功能
简述变频器主电路组成及各部分功能变频器主电路是指将市电转变为水平调速电压和控制电压的电路系统,变频器的主电路结构基本可以分为市电保护、接触器、电动机保护及继电器、二极管市电滤波、市电调研及消谐、PWM及方向继电器组、低压电容滤波、重复IC单元、调节部件、温度保护电路、报警监控及IO口和智能控制器组成。
1、市电保护:它也称为主断路器,用于断开或接通变频器与电源的连接,用于设备接入和接出,在停止运转、检修、维护期间断开变频器,防止器件由于突发的低电压、瞬变的电流而损坏。
2、接触器与电动机保护回路:通过控制接触器的开/关将电压引至电动机,使接触器磨损少,控制方便和可靠。
电动机保护回路的设置能有效保证电动机不被限流、限压损坏。
3、二极管市电除湿:用二极管钙市电滤波过滤,使变频器更加稳定,减少电动机上导致的频率脉动,同时还可以延长控制器的使用寿命,提高系统的可靠性。
4、市电调研及消谐:市电调研及消谐的目的是通过调整电压或频率来调整变频器的运行状态,使变频器更加稳定,防止变频器由大电流冲击与频率脉动而损坏。
5、PWM及方向继电器组:它用于控制变频器的变频输出和调速,SoftwarePWM技术可实现更精确地控制,可延长电机的使用寿命,提高整个调速系统的效率。
6、低压电容滤波:可有效抑制变频器产生的脉动和波动,以减少电机的电磁干扰和声噪,延长电机的使用寿命,提高系统的可靠性。
7、重复ic单元:它由重复ic、变压器、功率放大器等组成,用于检测电机的速度和位置,可以实现低速。
变频器主电路工作原理
变频器主电路工作原理变频器是一种电力调节装置,用于将交流电源转换为可调频率和可调幅度的交流电源,用于驱动各种电动机。
变频器主电路是变频器的核心部分,它负责将输入的交流电源进行整流、滤波和逆变等处理,输出可调频率和可调幅度的交流电源。
变频器主电路通常由整流单元、滤波电路、逆变单元和控制电路等组成。
1. 整流单元整流单元的作用是将输入的交流电源转换为直流电源。
常见的整流方式有整流桥和整流变压器两种。
整流桥采用四个二极管组成的桥式整流电路,将交流电源的正、负半周分别整流为正向和反向的直流电压。
整流变压器则通过变压器的变比来实现整流。
2. 滤波电路滤波电路的作用是对整流后的直流电压进行滤波,使其尽可能接近纯直流电压。
常见的滤波电路有电容滤波和电感滤波两种。
电容滤波电路通过并联电容器来平滑直流电压,电感滤波电路则通过串联电感器来滤除直流电压中的脉动。
3. 逆变单元逆变单元的作用是将滤波后的直流电压转换为可调频率和可调幅度的交流电压。
逆变单元通常采用可控硅器件(如晶闸管)或者功率晶体管来实现。
通过控制逆变单元的触发角,可以控制输出交流电压的频率和幅度。
4. 控制电路控制电路是变频器主电路的控制中心,负责对整个系统进行控制和调节。
控制电路通常由微处理器、逻辑电路和驱动电路等组成。
微处理器负责接收和处理用户的输入信号,并根据设定的参数来控制整个变频器的工作。
逻辑电路负责实现各种保护功能,如过流保护、过压保护和过温保护等。
驱动电路则负责对逆变单元的触发进行控制。
变频器主电路的工作原理可以简单总结为:将交流电源经过整流、滤波和逆变等处理,转换为可调频率和可调幅度的交流电源。
通过控制电路对整个系统进行控制和调节,实现对电动机的精确控制。
变频器主电路的工作原理对于理解变频器的工作原理和应用具有重要意义。
变频器主电路工作原理
变频器主电路工作原理一、引言变频器是一种电力调节器件,用于改变交流电源的频率和电压,从而控制电动机的转速和扭矩。
本文将详细介绍变频器主电路的工作原理。
二、变频器主电路的组成1. 整流器:变频器主电路的第一部分是整流器,它将交流电源转换为直流电源。
整流器通常使用整流桥电路,包括四个二极管,将交流电源的正负半周分别转换为正向和反向的直流电压。
2. 滤波器:直流电源通过滤波器进行滤波,以去除直流电源中的脉动成分。
滤波器通常由电感和电容组成,电感用于滤除高频噪声,电容用于滤除低频噪声。
3. 逆变器:滤波后的直流电源通过逆变器转换为交流电源。
逆变器通常使用IGBT(绝缘栅双极型晶体管)作为开关元件,通过控制IGBT的导通和关断,可以实现输出交流电源的频率和电压的调节。
4. 控制电路:控制电路用于控制逆变器的开关元件,以实现对输出交流电源频率和电压的精确控制。
控制电路通常由微处理器、传感器和驱动电路组成,微处理器用于接收和处理控制信号,传感器用于监测电机的运行状态,驱动电路用于控制逆变器的开关元件。
三、变频器主电路的工作原理1. 启动过程:当变频器上电后,控制电路将发送启动信号给逆变器。
逆变器开始工作,将直流电源转换为交流电源,并输出给电机。
同时,控制电路会逐渐增加输出频率和电压,使电机逐渐加速。
2. 运行过程:在电机运行过程中,控制电路会不断监测电机的运行状态,并根据需要调整逆变器的输出频率和电压。
通过改变逆变器开关元件的导通和关断时间,可以改变输出交流电源的频率和电压,从而实现对电机转速和扭矩的控制。
3. 停止过程:当需要停止电机时,控制电路将发送停止信号给逆变器。
逆变器将逐渐降低输出频率和电压,直到电机停止运行。
四、变频器主电路的优势1. 节能:变频器可以根据负载需求调整电机的转速和扭矩,避免了电机在无负载或轻负载情况下的能量浪费。
2. 精确控制:通过控制逆变器的输出频率和电压,可以实现对电机转速和扭矩的精确控制,满足不同工况下的需求。
变频器内部电路
采用“交-直-交”结构的低压变频器,其内部主电路由整流和逆变两大部分组成,如图1所示。
从R、S、T端输入的三相交流电,经三相整流桥(由二极管D1~D6构成)整流成直流电,电压为UD。
电容器C1和C2是滤波电容器。
6个IGBT管(绝缘栅双极性晶体管)V1~V6构成三相逆变桥,把直流电逆变成频率和电压任意可调的三相交流电。
图1 变频器内部主电路537V,这样在接通电源的瞬间将有很大的充电冲击电流,有可能损坏整流二极管;另外,端电压为0的滤波电容器会使整流电压瞬间降低至0V,形成对电源网络的干扰。
为了解决上述问题,在整流桥和滤波电容器之间接入一个限流电阻R,可将滤波电容器的充电电流限制在一个允许范围内。
但是,如果限流电阻R 始终接在电路内,其电压降将影响变频器的输出电压,也会降低变频器的电能转换效率,因此,滤波电容器充电完毕后,由接触器KM将限流电阻R短接,使之退出运行。
三、主电路的对外连接端子各种变频器主电路的对外连接端子大致相同,如图2所示。
其中,R、S、T是变频器的电源端子,接至交流三相电源;U、V、W为变频器的输出端子,接至电动机;P+是整流桥输出的+端,出厂时P+端与P端之间用一块截面积足够大的铜片短接,当需要接入直流电抗器DL时,拆去铜片,将DL接在P+和P 之间;P、N是滤波后直流电路的+、-端子,可以连接制动单元和制动电阻;PE是接地端子。
图2 主电路对外连接端子四、变频系统的共用直流母线电动机在制动(发电)状态时,变频器从电动机吸收的能量都会保存在变频器直流环节的电解电容中,并导致变频器中的直流母线电压升高。
如果变频器配备制动单元和制动电阻(这两种元件属于选配件),变频器就可以通过短时间接通电阻,使再生电能以热方式消耗掉,称做能耗制动。
当然,采取再生能量回馈方案也可解决变频调速系统的再生能量问题,并可达到节约能源的目的。
而标准通用PWM变频器没有设计使再生能量反馈到三相电源的功能。
如果将多台变频器的直流环节通过共用直流母线互连,则一台或多台电动机产生的再生能量就可以被其他电动机以电动的方式消耗吸收。
变频器基本电路图
变频器基本电路图目前,通用型变频器绝大多数是交—直—交型变频器,通常尤以电压器变频器为通用,其主回路图(见图1.1),它是变频器的核心电路,由整流回路(交—直交换),直流滤波电路(能耗电路)及逆变电路(直—交变换)组成,当然还包括有限流电路、制动电路、控制电路等组成部分。
1)整流电路如图1.2所示,通用变频器的整流电路是由三相桥式整流桥组成。
它的功能是将工频电源进行整流,经中间直流环节平波后为逆变电路和控制电路提供所需的直流电源。
三相交流电源一般需经过吸收电容和压敏电阻网络引入整流桥的输入端。
网络的作用,是吸收交流电网的高频谐波信号和浪涌过电压,从而避免由此而损坏变频器。
当电源电压为三相380V时,整流器件的最大反向电压一般为1200—1600V,最大整流电流为变频器额定电流的两倍。
2)滤波电路逆变器的负载属感性负载的异步电动机,无论异步电动机处于电动或发电状态,在直流滤波电路和异步电动机之间,总会有无功功率的交换,这种无功能量要靠直流中间电路的储能元件来缓冲。
同时,三相整流桥输出的电压和电流属直流脉冲电压和电流。
为了减小直流电压和电流的波动,直流滤波电路起到对整流电路的输出进行滤波的作用。
通用变频器直流滤波电路的大容量铝电解电容,通常是由若干个电容器串联和并联构成电容器组,以得到所需的耐压值和容量。
另外,因为电解电容器容量有较大的离散性,这将使它们随的电压不相等。
因此,电容器要各并联一个阻值等相的匀压电阻,消除离散性的影响,因而电容的寿命则会严重制约变频器的寿命。
3)逆变电路逆变电路的作用是在控制电路的作用下,将直流电路输出的直流电源转换成频率和电压都可以任意调节的交流电源。
逆变电路的输出就是变频器的输出,所以逆变电路是变频器的核心电路之一,起着非常重要的作用。
最常见的逆变电路结构形式是利用六个功率开关器件(GTR、IGBT、GTO等)组成的三相桥式逆变电路,有规律的控制逆变器中功率开关器件的导通与关断,可以得到任意频率的三相交流输出。
变频器主电路工作原理
变频器主电路工作原理一、概述变频器是一种电力电子设备,用于控制交流电机的转速和扭矩。
它通过改变输入电源的频率和电压来实现对电机的控制。
本文将详细介绍变频器主电路的工作原理。
二、变频器主电路组成1. 整流器:变频器主电路的第一部分是整流器,用于将交流电源转换为直流电源。
常见的整流器包括单相整流桥和三相整流桥。
2. 中间电路:中间电路是变频器主电路的核心部分,用于储存和平滑直流电压。
它通常由电容器和电感器组成。
3. 逆变器:逆变器将中间电路的直流电压转换为可变的交流电压。
逆变器通常采用高频开关器件,如IGBT(绝缘栅双极型晶体管)。
4. 控制电路:控制电路用于监测和控制变频器的输出电压和频率。
它包括微处理器、传感器和驱动电路等组件。
三、变频器主电路工作原理1. 整流过程:交流电源进入整流器,经过整流器的整流作用,将交流电源转换为直流电源。
整流器的工作原理是利用二极管的单向导电特性,使得正半周的电流通过,负半周的电流被截断。
2. 中间电路充电:直流电源通过整流器后,进入中间电路进行充电。
电容器和电感器起到平滑和储存电能的作用,使得中间电路的电压保持稳定。
3. 逆变过程:中间电路充电完成后,直流电压进入逆变器。
逆变器通过高频开关器件(如IGBT)将直流电压转换为可变的交流电压。
逆变器的工作原理是通过控制开关器件的导通和截断时间,改变输出电压的波形和频率。
4. 控制过程:控制电路监测逆变器的输出电压和频率,并根据需要进行调节。
控制电路通过微处理器、传感器和驱动电路等组件实现对变频器的精确控制。
四、变频器主电路工作特点1. 节能:变频器主电路通过调整输出电压和频率,实现对电机的精确控制,从而提高能效和节约能源。
2. 调速范围广:变频器主电路可以实现对电机的连续调速,调速范围广,适用于不同负载和工况的需求。
3. 响应速度快:变频器主电路的控制电路响应速度快,可以实时监测和调整输出电压和频率,满足对电机的快速响应要求。
变频器主电路图
变频器主电路图Prepared on 21 November 2021在分析变频器的故障时,有时如果知道变频器的电路原理,可以能更好地分析故障发生的原因。
主电路如图1所示:一、交-直变换部分1、VD1~VD6组成三相整流桥,将交流变换为直流。
如三相线电压为UL,则整流后的直流电压UD为:UD=2、滤波电容器CF作用:(1)滤除全波整流后的电压纹波;(2)当负载变化时,使直流电压保持平衡。
因为受电容量和耐压的限制,滤波电路通常由若干个电容器并联成一组,又由两个电容器组串联而成。
如图中的CF1和CF2。
由于两组电容特性不可能完全相同,在每组电容组上并联一个阻值相等的分压电阻RC1和RC2。
3、限流电阻RL和开关SLRL作用:变频器刚合上闸瞬间冲击电流比较大,其作用就是在合上闸后的一段时间内,电流流经RL,限制冲击电流,将电容CF的充电电流限制在一定范围内。
SL作用:当CF充电到一定电压,SL闭合,将RL短路。
一些变频器使用晶闸管代替(如虚线所示)。
4、电源指示HL作用:除作为变频器通电指示外,还作为变频器断电后,变频器是否有电的指示(灯灭后才能进行拆线等操作)。
二、能耗电路部分1、制动电阻RB 变频器在频率下降的过程中,将处于再生制动状态,回馈的电能将存贮在电容CF中,使直流电压不断上升,甚至达到十分危险的程度。
RB的作用就是将这部分回馈能量消耗掉。
一些变频器此电阻是外接的,都有外接端子(如DB+,DB-)。
2、制动单元VB 由GTR或IGBT及其驱动电路构成。
其作用是为放电电流IB 流经RB提供通路。
三、直-交变换部分1、逆变管V1~V6组成逆变桥,把VD1~VD6整流的直流电逆变为交流电。
这是变频器的核心部分。
常用的逆变管见:《》。
2、续流二极管VD7~VD12作用:(1)电机是感性负载,其电流中有无功分量,为无功电流返回直流电源提供“通道”;(2)频率下降,电机处于再生制动状态时,再生电流通过VD7~VD12整流后返回给直流电路;(3)V1~V6逆变过程中,同一桥臂的两个逆变管不停地处于导通和截止状态。
变频器主电路基本构成
变频器主电路基本构成变频器地主电路主要由整流电路、直流中间电路和逆变电路三部分以及有关地辅助电路组成.下面我们将分别介绍这三部分电路..整流电路整流电路地主要作用是对电网地交流电源进行整流后给逆变电路和控制电路提供所需要地直流电源.在电流型变频器中整流电路地作用相当于一个直流电流源,而在电压型变频器中整流电路地作用则相当于一个直流电压源.根据所用整流元器件地不同,整流电路也有多种形式.由于各种整流电路地基本工作方式和电路构成在许多参考书中都可以找到,在这里就不再赘述了..直流中间电路虽然利用整流电路可以从电网地交流电源得到直流电压或直流电流,但是这种电压或电流含有频率为电源频率六倍地电压或电流纹波.此外,变频器逆变电路也将凶为输出和载频等原因而产生纹波电压和电流,并反过来影响直流电压或电流地质量.因此,为了保证逆变电路和控制电源能够得到较高质景地直流电流或电压,必须对整流电路地输出进行平滑,以减少电压或电流地波动.这就是直流中间电路地作用.而正因为如此,直流中间电路也称为平滑电路.对电压型变频器来说,整流电路地输出为直流电压,直流中间电路则通过大容量地电容对输出电压进行平滑.而对电流型变频器来说,整流电路地输出为直流电流,直流中间电路则通过大容量电感对输出电流进行平滑.电压型变频器中用于直流中间电路地直流电容为大容量铝电解电容.为了得到所需地耐压值和容量,往往根据电压和变频器容量地要求将电容进行串联和并联使用.当整流电路为二极管整流电路时,由于在电源接通时电容中将流过较大地充电电流(浪涌电流),有烧坏二极管以及影响处于同一电源系统地其他装置正常工作地可能,必须采取相应措施..逆变电路逆变电路是变频器最主要地部分之一.它地主要作用是在控制电路地控制下将直流中间电路输出地直流电雎(电流)转换为具有所需频率地交流电压(电流).逆变电路地输出即为变频器地输出,它被用来实现对异步电动机地调速控制.电压型变频器在电压型变频器中,整流电路产生逆变电路所需要地直流电压,并通过直流中间电路地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地作用,而电压源输出地直流电压在逆变电路中被转换为具有所需频率地交流电压.在电压型变频器中,由于能量回馈给直流中间电路地电容,并使直流电压上升,还需要有专用地放电电路,以防止换流器件因电压过高而被破坏.电压型变频器主电路地结构因其使用地换流器件地不同而有多种形式.关于这些电路地结构,可参考有关资料.电流型变频器整流电路通过中间电路地电抗将电流平滑后输出.整流电路和直流中间电路起电流源地作用,而电流源输出地直流电流在逆变电路中被转换为具有所需频率地交流电流提供给电动机.在电流型变频器中,电动机定子电压地控制是通过检测电压后对电流进行控制地方式实现地.对于电流型变频器来说,在电动机进行制动地过程中可通过将直流中间电路地电压反向地方式使整流电路变为逆变电路,并将负载地能量回馈给电源,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.调制变频器(参见)控制是脉冲幅度调制( )地缩写,是一种在整流电路部分对输出电压(电流)地幅值进行控制,而在逆变电路部分对输出频率进行控制地控制方式.因为在控制地变频器中,逆变电路换流器件地开关频率即为变频器地输出频率,所以这是一种同步调制方式.由于逆变电路换流器件地开关频率(简称载波频率)较低,在使用控制方式地变频器进行调速驱动时具有电动机运转噪音小,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地缺点.调制变频器控制是脉冲宽度调制( )地缩写.交直交变频器要求具有两个基本特点:即输出电压地频率和幅度可变.在变频器中,逆变器起变频作用,整流器完成变压.如在逆变器环节中,将每个半周地矩形分成许多小脉冲,通过调整脉冲宽度地大小,也可起到调压地作用.这就是所谓地方式.为使异步电动机在进行调速运转时能够更加平滑,目前在变频器中多采用法(正弦波调制方式).所谓法指地是通过改变输出地脉冲宽度,使输出电压地平均值接近于正弦波.(参见)采用控制方式地变频器具有可减少高次谐波带来地各种不良影响,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地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地电动机运转噪音地缺点.为了克服这个缺点,在采用控制方式地新型变频器中都具有一个可改变变频器载波频率地功能,以便使用户根据实际需要改变变频器地载波频率,从而达到降低电动机运转噪音地目地.控制变频器控制是一种比较简单地控制方式.它地基本特点是对变频器输出地电压和频率同时进行控制,通过使电压和频率之比地值保持一定而得到所需地转矩特性.采用控制方式地变频器控制电路成本较低,多用于对精度要求不太高地通用变频器.转差频率控制变频器转差频率控制方式是对控制地一种改进.在采用这种控制方式地变频器中,电动机地实际速度由安装在电动机轴上地速度传感器和变频器控制电路得到,而变频器地输出频率则由电动机地实际转速与所需转差频率地和被自动设定,从而达到在进行调速控制地同时控制电动机输出转矩地目地.转差频率控制是利用了速度传感器地速度闭环控制,井可以在一定程度上对输出转矩进行控制,所以和控制方式相比,在负载发生较大变化时仍能达到较高地速度精度和具有较好地转矩特性.但由于采用这种控制方式时需要在电动机上安装速度传感器,并需要根据电动机地特性调节转差,通常多用于厂家指定地专用电动机,通用性较差. 矢量控制变频器矢量控制是年代西德等人首先提出来地对交流电动机地一种新地控制思想和控制技术,也是交流电动机地一种理想地调速方法.矢量控制地基本思想是:将异步电动机地定子电流分为产生磁场地电流分量(励磁电流)和与其相垂直地产生转矩地电流分量(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地幅值和相位,即控制定子电流矢量,因此这种控制方式被称为矢量控制方式.矢量控制方式使对异步电动机进行高性能地控制成为可能.采用矢量控制方式地交流调速系统不仅在调速范围上可与直流电动机相匹敌,而且可直接控制异步电动机产生地转矩.故已经在许多需要进行精密控制地领域得到了应用.由于在进行矢量控制时需要准确地掌握对象电动机地有关参数,这种控制方式过去主要用于厂家指定地变频器专用电动机地控制.但随着变频调速理论和技术地发展及现代控制理论在变频器中地成功应用,目前在新型矢量控制变频器中已经增加了自调整()功能.带有这种功能地变频器在驱动异步电机正常运转之前可自动地对电动机参数进行辨识并根据辨识结果调整控制算法中地有关参数,从而使得对普通地异步电动机进行有效地矢量控制成为可能.通用变频器通用变频器可用于对普通异步电动机进行调速控制.随着变频器技术地发展和市场需要地不断扩大,通用变频器正朝着两个方向发展:低成本地简易型通用变频器和高性能多功能地通用变频器.简易型通用变频器以节能为主要目地,削减了一些系统功能.主要应用于水泵、风扇、鼓风机等对于调速性能要求不高地场所,并具有体积小,价格低等方面地优势.高性能多功能通用变频器在设计时充分考虑了应用中可能出现地各种需要,并为满足这些需要在系统软件和硬件方面都做了相应地准备.使用时,用户可根据负载特性选择算法并对变频器地各种参数进行设定,也可根据系统地需要选择厂家所提供地各种选件来满足系统地特殊需要.高性能多功能变频器广泛应用于传送带、升降装置以及各种机床、电动车辆等对调速系统地性能和功能有较高要求地许多场合. 过去,通用型变频器基本上采用地是电路结构比较简单地控制方式,其转矩控制性能较差.但随着变频器技术地发展,目前一些厂家已经推出了采用矢量控制方式地高性能多功能通用变频器.这种高性能多功能通用变频器在性能上已经接近过去地高性能矢量控制变频器,但在价格方面却与过去采用控制方式地通用变频器基本持平.高性能专用变频器随着控制理论,交流调速理论和电力电子技术地发展,异步电动机地矢量控制方式得到了充分地重视和发展,采用矢量控制方式地高性能变频器和变频器专用电动机所组成地调速系统在性能上已经达到和超过了直流伺服系统.此外,由于异步电机还具有环境适应性强、维护简单等许多直流伺服电机所不具备地优点,在许多需要进行高速高精度控制地应用中这种高性能交流调速系统正在逐步替代直流伺服系统.与通用变频器相比,高性能专用变频器基本上都采用了矢量控制,而驱动对象通常是变频器厂家指定地专用电机,并且主要应用于对电动机地控制性能要求较高地系统.此外,高性能专用变频器往往是为了满足某些特定产业或区域地需要,使变频器具有最好地性能价格比而设计生产地.例如,在机床主轴驱动专用地高性能变频器中,为了便于和数控装置配合完成各种工作,变频器地主电路、回馈制动电路和各种接口电路等被做成一体,从而达到了缩小体积和降低成本地要求.此外,在超精密加工和高性能机械领域常常要用到高速电动机.为了满足这些高速电动机驱动地需要,出现了采用控制方式地高速电动机驱动用变频器.这类变频器地输出频率可达到,所以在驱动两极异步电动机时电动机地最高转速可达到.图所示为目前市场主流地交直交变频器地基本结构.。
变频器主电路工作原理
变频器主电路工作原理标题:变频器主电路工作原理引言概述:变频器是一种用于调节交流电动机转速的设备,通过改变机电输入的频率和电压来实现调速。
变频器主电路是变频器的核心部份,其工作原理对于了解变频器的运行机制至关重要。
一、电源输入1.1 变频器接收来自电网的三相交流电源。
1.2 电源通过整流器将交流电转换为直流电。
1.3 直流电通过滤波电路去除波动和噪音,保证电源稳定。
二、逆变器2.1 逆变器将直流电转换为可变频率的交流电。
2.2 逆变器采用晶闸管、IGBT等元件进行电压和频率的调节。
2.3 逆变器通过PWM技术控制输出波形,实现对机电转速的精确调节。
三、控制电路3.1 控制电路接收用户设定的转速信号。
3.2 控制电路根据设定值调节逆变器输出频率和电压。
3.3 控制电路监测机电运行状态,保证机电安全稳定运行。
四、保护电路4.1 保护电路监测电流、电压和温度等参数,保护机电和变频器不受损坏。
4.2 保护电路在浮现故障时自动切断电源,避免事故发生。
4.3 保护电路通过显示屏或者报警器提示用户故障信息,便于维修和排除故障。
五、反馈回路5.1 反馈回路监测机电转速和输出功率。
5.2 反馈回路将实际运行情况反馈给控制电路,实现闭环控制。
5.3 反馈回路可以根据实际负载情况调整输出频率和电压,提高系统效率和稳定性。
结论:变频器主电路是变频器的核心部份,通过电源输入、逆变器、控制电路、保护电路和反馈回路的协同作用,实现对机电转速的精确调节和保护。
深入理解变频器主电路的工作原理,有助于提高设备的运行效率和可靠性。
变频器主电路基本构成
变频器主电路基本构成变频器的主电路主要由整流电路、直流中间电路和逆变电路三部分以及有关的帮助电路组成。
下面我们将分别介绍这三部分电路。
1.整流电路整流电路的主要作用是对电网的沟通电源进行整流后给逆变电路和掌握电路供应所需要的直流电源。
在电流型变频器中整流电路的作用相当于一个直流电流源,而在电压型变频器中整流电路的作用则相当于一个直流电压源。
依据所用整流元器件的不同,整流电路也有多种形式。
由于各种整流电路的基本工作方式和电路构成在很多参考书中都可以找到,在这里就不再赘述了。
2.直流中间电路虽然利用整流电路可以从电网的沟通电源得到直流电压或直流电流,但是这种电压或电流含有频率为电源频率六倍的电压或电流纹波。
此外,变频器逆变电路也将凶为输出和载频等缘由而产生纹波电压和电流,并反过来影响直流电压或电流的质量。
因此,为了保证逆变电路和掌握电源能够得到较高质景的直流电流或电压,必需对整流电路的输出进行平滑,以削减电压或电流的波动。
这就是直流中间电路的作用。
而正由于如此,直流中间电路也称为平滑电路。
对电压型变频器来说,整流电路的输出为直流电压,直流中间电路则通过大容量的电容对输出电压进行平滑。
而对电流型变频器来说,整流电路的输出为直流电流,直流中间电路则通过大容量电感对输出电流进行平滑。
电压型变频器中用于直流中间电路的直流电容为大容量铝电解电容。
为了得到所需的耐压值和容量,往往依据电压和变频器容量的要求将电容进行串联和并联使用。
当整流电路为二极管整流电路时,由于在电源接通时电容中将流过较大的充电电流(浪涌电流),有烧坏二极管以及影响处于同一电源系统的其他装置正常工作的可能,必需实行相应措施。
3.逆变电路逆变电路是变频器最主要的部分之一。
它的主要作用是在掌握电路的掌握下将直流中间电路输出的直流电雎(电流)转换为具有所需频率的沟通电压(电流)。
逆变电路的输出即为变频器的输出,它被用来实现对异步电动机的调速掌握。
电压型变频器在电压型变频器中,整流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。
变频器主回路的组成部分
1、整流电路整流电路实际上就是一块整流模块。
它的作用是把三相(或单相)50Hz、380V (220V)的交流电源,通过整流模块的桥式整流成脉动直流电。
整流电路(整流模块)的故障:①整流模块中的整流二极管一个或多个损坏而开路,导致主回路PN电压值下降或无电压值。
②整流模块中的整流二极管一个或多个损坏而短路,导致变频器输入电源短路,供电电源跳闸,变频器无法接上电源。
2、限流电路限流电路是限流电阻和继电器触点(或可控硅)相并联的电路。
变频器开机瞬间会有一个很大的充电电流,为了保护整流模块,充电电路中串联限流电阻以限制充电电流值。
随着充电时间的增长,它的充电电流减少。
减少到一定数值,继电器动作触点闭和,短接限流电阻。
正常运行时,主回路电流流经继电器触点。
限流电路故障:①继电器触点氧化,接触不良。
导致变频器工作时,主回路电流,部分或全部流经限流电阻,限流电阻被烧毁。
②继电器触点烧毁,不能恢复常开态。
导致开机时,限流电阻不起作用,过大的充电电流损坏整流模块。
③继电器线包损坏不能工作,导致变频器工作时,主回路电流全部流经限流电阻,限流电阻被烧毁。
④限流电阻烧毁,①、②原因所致,再就是限流电阻老化损坏。
变频器接通电源,主回路无直流电压输出。
因此,也就无低压直流供电。
操作盘无显示,高压指示灯不亮。
一些变频器限流电路中,不用继电器,而用可控硅等开关器件。
可控硅等开关器件损坏后开路、短路和可控硅无触发信号三种情况,其故障类似继电器。
3、滤波电路滤波电路是将整流电路输出的脉动直流电压,成为波动较小的直流电压。
通常变频器为电压型。
由滤波电解电容对整流电路的输出进行平滑。
对于380V电源的变频器,是两个电解电容串联后再并联。
匀压电阻Rp、Rn是为了使直流电压平分加到每个电容上。
滤波电路故障①滤波电容老化。
其容量低于额定值的85%,致使变频器运行时,输出电压低于正常值。
②滤波电容损坏成开路,导致变频器运行时输出电压低于正常值。
小孙学变频(1_6讲全本)
*小学变频*一.变频器的主电路(一)燕宾小是公司的电气工程师,多年来从事电子设备的维修工作。
近几年来,各种设备里应用的变频器越来越多,小被安排来专门从事变频器的调试和维护。
这一天,小从仓库里领出了一台变频器,打算配用到鼓风机上。
按照规定,先通电测试一下。
谁知一通电,就发现冒烟,立刻切断了电源。
把盖打开后,发现有一个电阻很烫。
小想,在开盖情况下再通电观察一次。
这一回,电阻倒是不冒烟了,但不一会儿,变频器便因“欠压”而跳闸了。
用万用表一量,那个电阻已经烧断了。
经人介绍,小找到了一位退休老高工老师。
“你们那台变频器在仓库里存放了多长时间?”听完了小的情况介绍后,老师问。
“大约一年多一点。
”“我知道了。
”老师胸有成竹地说。
“在分析电阻冒烟的原因之前,先要弄清楚变频器里整流滤波电路的特点。
”“老师,我不大明白,变频器的中间为什么要加进一个直流电路呢?”“好吧,那我们就先从交-直-交变频器的基本结构讲起。
”老师拿了一纸,不紧不慢地画出了交-直-交变频器的框图,如图1-1所示,然后说:“你瞧,电网的电压和频率是固定的。
在我国,低压电网的电压和频率统一为380V、50Hz ,是不能变的。
要想得到电压和频率都能调节的电源,必须自己‘变出来’,才便于控制。
所谓‘变出来’,当然不可能象变魔术图1-1交-直-交变频器框图那样凭空产生出来,而只能从另一种能源变过来。
这‘另一种能源’,便是直流电。
因此,交-直-交变频器的工作可分为两个基本过程:(1)交-直变换过程就是先把不可调的电网的三相(或单相)交流电经整流桥整流成直流电。
(2)直-交变换过程就是反过来又把直流电“逆变”成电压和频率都任意可调的三相交流电。
你方才说的那台变频器的问题,我的判断是出在‘交-直变换’里。
我们就来讨论这部分电路吧”。
1.交-直变换电路“所谓交-直变换电路就是是整流和滤波。
在低压电路里,哪种滤波方式效果最好?”老又问。
“应该是π形滤波。
”小答。
“可是,变频器里却不能用π形滤波。
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小孙学变频——第一讲变频器的主电路小孙是蓝天公司的电气工程师,多年来从事电子设备的维修工作。
近几年来,各种设备里应用的变频器越来越多,小孙被安排来专门从事变频器的调试和维护。
这一天,小孙从仓库里领出了一台变频器,打算配用到鼓风机上。
按照规定,先通电测试一下。
谁知一通电,就发现冒烟,立刻切断了电源。
把盖打开后,发现有一个电阻很烫。
小孙想,在开盖情况下再通电观察一次。
这一回,电阻倒是不冒烟了,但不一会儿,变频器便因“欠压”而跳闸了。
用万用表一量,那个电阻已经烧断了。
经人介绍,小孙找到了一位退休老高工张老师。
“你们那台变频器在仓库里存放了多长时间?”听完了小孙的情况介绍后,张老师问。
“大约一年多一点。
”“我知道了。
”张老师胸有成竹地说。
“在分析电阻冒烟的原因之前,先要弄清楚变频器里整流滤波电路的特点。
”“老师,我不大明白,变频器的中间为什么要加进一个直流电路呢?”“好吧,那我们就先从交-直-交变频器的基本结构讲起。
”张老师拿了一张纸,不紧不慢地画出了交-直-交变频器的框图,如图1-1所示,然后说:“你瞧,电网的电压和频率是固定的。
在我国,低压电网的电压和频率统一为380v、50hz,是不能变的。
要想得到电压和频率都能调节的电源,必须自己‘变出来’,才便于控制。
所谓‘变出来’,当然不可能象变魔术那样凭空产生出来,而只能从另一种能源变过来。
这‘另一种能源’,便是直流电。
因此,交-直-交变频器的工作可分为两个基本过程:(1)交-直变换过程就是先把不可调的电网的三相(或单相)交流电经整流桥整流成直流电。
(2)直-交变换过程就是反过来又把直流电“逆变”成电压和频率都任意可调的三相交流电。
你方才说的那台变频器的问题,我的判断是出在‘交-直变换’里。
我们就来讨论这部分电路吧。
图1-1 交-直-交变频器框图1 交-直变换电路“所谓交-直变换电路就是是整流和滤波。
在低压电路里,哪种滤波方式效果最好?”老张又问。
“应该是π形滤波。
”小孙答。
“可是,变频器里却不能用π形滤波。
”图1-2 整流和滤波电路(a)低压整流滤波电路(b)变频器整流滤波电路1.1 变频器不用π形滤波“为什么呢?”小孙真还没有想到过这样的问题,不觉来了精神。
“其实,你只要比较一下这两种整流滤波电路的区别就明白了。
”张老师说着,随手就画出了两个整流滤波电路,如图1-2。
然后说:“瞧,π形滤波在电路里要串联一个电感l或电阻r的。
不管串联什么,它总要产生一个电压降δu,使后面的电压ud2比前面的电压ud1小一点。
这在低压电路里是没有关系的,如果觉得ud 2太小了,你可以在设计变压器时适当提高一点副方电压就可以了。
”“啊,我知道了。
”小孙如梦初醒:“变频器前面没有变压器,不可能提高电压。
可是,稍微有一点电压降不行吗?”“不行!”张老师斩钉截铁地说。
“因为变频器要求后面逆变出来的三相交流电,在50hz时的电压能够和前面的电源电压一般大。
要是直流电压减小了的话,逆变出来的三相交流电压,在5 0hz时就达不到380v了。
那人家就会说,你这个变频器不行,电压不够。
所以,变频器里只能用电容器滤波。
”“好像是用两组电容器串联起来的,为什么呢?”小孙来了兴趣,努力思索着要主动地问一些问题。
“那是生产水平的问题。
迄今为止,全世界生产的电解电容器的最高耐压,只有500v,而380v 全波整流后的峰值电压是537v。
按照国家规定,电源电压的允许上限误差是+10%,即418v,全波整流后的峰值电压是591v。
此外,变频器在运行过程中允许的最高直流电压可达(700~800)v,而在逆变的过渡过程中,瞬间的直流电压甚至可能高达1000v呢。
所以,只能用两组电容器串联来解决。
”张老师回答说。
“还有,我曾打开变频器看过。
每个电容器旁边,都并联一个电阻,好像叫均压电阻。
可它们的电阻值很大,约为几十kω,而瓦数却不大,好像只有10w左右,它们能起到均压作用吗?”小孙显露出一副疑惑的神情。
1.2均压电阻的学问图1-3 滤波电容的均压电路“那就让我们来看看吧。
”张老师随手又画了一个图,如图1-3。
接着说:“图中,电容器c1的充电回路由c1和r c2构成;c2的充电回路由c2和r c1构成。
r c1和r c2的电阻值是相等的:r c1=r c2如果两个电容器组的电容量有差异,假设:c1<c2则两个电容器组上的电压分配必不相等:u c1>u c2而两个电容器的充电电流分别是:很明显:i r1>i r2这样,电容器c2上要多充一些电,u c2就得到了提高。
结果是u c1和u c2趋向于均衡:u c1≈u c2当然,要绝对均衡是不可能的。
至于瓦数么,你自己算一算看。
”小孙立即拿起笔来,刚要下笔,却又难住了,问:“电压值按多大算呢?”“每个电容器上的平均电压可以按300v算。
”“电阻么,好象是30 kω,这就好算了。
”只见小孙在纸上算了起来:“哟,还绰绰有余呢。
”小孙说,“我以前总喜欢估计一个大概数据,很少具体计算。
看起来,以后还是要算一算的好。
还有一个问题,那个冒烟的电阻是在整流桥和滤波电容之间的,这在低压整流电路里是没有的。
它起什么作用呢?”1.3限流电阻的作用图1-4 整流电路的合闸“就整流和滤波的基本过程而言,低压和高压是相同的。
”张老师又画了个整流滤波电路,如图1-4,接着说:“问题的关键,是合上电源前,电容器上是没有电荷的,电压为0v,而电容器两端的电压又是不能突变的。
就是说,在合闸瞬间,整流桥两端(p、n之间)相当于短路。
因此,在合上电源时,就出现了两个问题:第一个问题,是有很大的冲击电流,如图中的曲线①,这有可能损坏整流管。
第二个问题,是进线处的电压将瞬间下降到0v,如图中之曲线②所示。
图1-5 高、低压整流电路的区别(a)低压整流电路(b)高压整流电路(c)限流电路这两个特点,高、低压整流电路完全一样。
”张老师又画了起来,如图1-5。
接着说:“瞧,低压整流电路是要通过变压器来降压的。
变压器的绕组是一个大电感,它犹如一个屏障,能对合闸时的冲击电流起到限制作用,如图(a)中的曲线①。
而变频器的整流电路中,就没有这样的屏障,冲击电流就要严重得多,如图(b)中之曲线①所示。
至于进线侧的电压波形,其实,在低压整流电路中,变压器的副方电压,也同样要瞬间降到0v 的,如图(a)中之曲线②。
但反映到变压器的原方,这样的瞬间降压,就被缓冲了,如图(a)中之曲线③,对同一网络中的其他设备不构成干扰。
变频器整流电路中没有这样的缓冲,它进线电压就是电网电压。
所以,在合闸瞬间,电网电压要降到0v,这将影响同一网络中其他设备的正常工作,通常称之为干扰。
所以,在整流桥和滤波电容之间,就需要接入一个限流电阻rl。
至于它的原理,你该是明白的吧?”“我来试试看吧,”小孙鼓足了勇气,说:“接入了限流电阻后,非但减小了通电时的冲击电流。
并且,瞬间的电压降,也都降到限流电阻上了,电源侧的电压波形也解决了,真是一举两得啊。
等到电容器上的电压上升到一定程度时,再把限流电阻短路掉,对吧?可是……”张老师正想夸赞小孙几句,没想到他又来了个“可是”,于是他耐心地等着小孙的下文。
“我曾经查看过几台变频器,发现短路器件(晶闸管或接触器)的大小是随变频器的容量而变的,但限流电阻的阻值和容量却差别不大,这是怎么回事呢?”“说得好,也问得好。
”张老师高兴地夸赞了小孙几句。
图1-6 限流电路里的电流“我们通过具体例子来说明。
”张老师一边说,一边画出了图1-6。
然后说:“我们分开来说吧。
先看限流电阻rl。
严格地说,容量大的变频器里,整流管的允许电流也较大。
滤波电容的容量也要大一些,限流电阻的阻值应该小一些,而容量(瓦数)应该大一些。
但是,让我们举一个例子来看一下。
假设所选用限流电阻的阻值rl=50ω,那么,即使电源电压等于振幅值ulm=1.4 1×380=537v,最大的冲击电流是多大呢?”“只有10a多一点。
”小孙说。
“还有,假设滤波电容的电容量是5000μf,充电时间有多长呢?”小孙很快算了起来:t=r l c=50×5000=250000μs=250ms=0.25s“只有0.25s。
”小孙抬起头来,说。
“那是充电时间常数,充电时间应该是它的3倍到5倍。
”张老师更正说。
“就是说,充电时间大约是0.75s到1.25s之间,笼统一点说,是1s左右吧。
这样的充电电流,和这样的充电时间,对于大多数规格的变频器来说,都是可以接受的吧?所以,生产厂家为了减少另部件的种类,采取了多种规格的变频器选用同一规格限流电阻的做法。
至于电阻的容量(瓦数),因为rl中通电流的时间很短,只有1s,真正达到10a的时间更短。
所以,一般说来,容量只要不小于20w就可以了。
再看旁路接触器km。
还是用具体例子来说明吧。
假设电动机容量是7.5kw,15.4a。
配用变频器的容量是13kva,18a。
一般说来,直流回路的容量和变频器的输入容量应该是相等的,当电源电压是380v时,直流电压的平均值是513v,那么,直流电流应该有多大呢?”张老师看着小孙,问。
小孙会意,马上在纸上算了起来:“那就只有选标称值为30a的接触器了。
”小孙不假思索说。
“要动动脑筋么。
你想,这里用接触器的几个触点呀?”“啊,”小孙拍着自己的脑袋说,“接触器的三个触点是可以并联起来用的,那就只要10a的接触器就可以了。
”张老师微笑着点了点头,又补充说:“不过,要是用晶闸管的话,还是要用30a的。
”张老师略顿了顿,接着又问:“那么,要是电动机容量是75kw,139.7a。
配用变频器的容量是114kva,1 50a。
该配用多大的接触器呢?”这回小孙心里有底了,他很快地算了起来:“应该选额定电流为80a的接触器。
”小孙肯定地说。
“所以,你刚才提的问题不就解决了嘛。
”张老师笑嘻嘻地说。
“可是,限流电阻为什么会冒烟,并且烧断呢?”小孙问。
“就我所接触到的情况而言,烧断限流电阻的原因可能有三种。
”张老师说。
图1-7 限流电阻的充电电流(a)rl=80ω、cf=1000μf (b)rl=40ω、cf=1000μf(c)rl=40ω、cf=2000μf“第一种可能,是限流电阻的容量选小了。
因为在限流电阻中通入的电流是按指数规律衰减的,且持续时间很短,如图1-7所示。
所以,其容量可以选得小一些。
为了降低元器件成本,有的变频器生产厂家在决定限流电阻的容量时,常常取较小值。
但实际上,流经限流电阻的电流ir 是和限流电阻的阻值rl以及滤波电容器的电容量cf有关的。
比较图(a)和图(b)知,rl大:则电流的初始值较小,但电流的持续时间长。
比较图(b)和图(c)知:cf大,电流的持续时间将延长。
所以,严格地说,rl的容量大小也应该根据具体情况适当调整。
但如前所说,用户对滤波电容器的充电过程并无严格的要求。