变频器原理及控制方式
变频器的工作原理和控制方式
变频器的工作原理和控制方式
摘要:
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。
关键词:
变频器、控制方式、工作原理
近年来,随着电力电子技术、微电子技术及大规模集成电路的发展,生产工艺的改进及功率半导体器件价格的降低,变频调速越来越被工业上所采用。如何选择性能好的变频其应用到工业控制中,是我们专业技术人员共同追求的目标。下面结合作者的实际经验谈谈变频器的工作原理和控制方式:
1变频器的工作原理
我们知道,交流电动机的同步转速表达式位:
n=60 f(1-s)/p (1)
式中n———异步电动机的转速;
f———异步电动机的频率;
s———电动机转差率;
p———电动机极对数。
由式(1)可知,转速n与频率f成正比,只要改变频率f即可改变电动机的转速,当频率f在0~50Hz的范围内变化时,电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。
2变频器控制方式
低压通用变频输出电压为380~650V,输出功率为0.75~400kW,工作频率为0~400Hz,它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代。
2.1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式
其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。另外,其机械特性终究没有直流电动机硬,动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意,且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。
变频器的工作原理与控制方式
变频器的工作原理与控制方式
变频器(Variable Frequency Drive,缩写为VFD),又称为交流调速器(AC Drive),是一种用于调节交流电机转速的电子装置。它通过改变输入电压的频率和幅值来控制电机的转速。变频器工作原理主要涉及开关技术、PWM调制技术、电机驱动理论等方面内容,下面将详细介绍。
一、变频器的工作原理
1.开关技术
变频器利用开关电子器件(如晶体管、IGBT等)来实现对输入电源的开关控制。通过不断开关电路,形成等效于几十千赫兹至几千千赫兹的高频方波,从而形成理想的正弦波输出。
2.PWM调制技术
PWM(Pulse Width Modulation)调制技术是指通过改变开关装置的导通时间和关断时间,以一定占空比形式控制开关管工作的方式。在变频器中,PWM技术可以实现加减压、变频和控制电机的转速。
3.电机驱动理论
变频器通过改变输入电压的频率和幅值来调节电机的转速。在工作过程中,通过改变开关器件导通时间和关断时间,将输入电压的频率调节到所需的频率范围,实现对电机转速的精准控制。
二、变频器的控制方式
1.V/f控制方式
V/f控制方式(Voltage/frequency ratio control)是一种常用的变频器控制方式。它通过传感器检测电机当前的转速,并根据转速信号和预设的转速曲线进行比较,计算所需输出频率,并根据预设的V/f比值进行控制,实现对电机速度的调节。
2.向量控制方式
向量控制方式(Vector Control)又称矢量控制方式,是一种高性能的变频器控制方式。它通过传感器检测电机当前的转速、转矩和位置等信息,并根据这些信息进行精确计算和控制,实现对电机速度、转矩和位置等的准确控制。
变频器的控制器工作原理
变频器的控制器工作原理
一、引言
变频器是一种用于控制电动机转速和输出功率的设备,广泛应用于工业自动化领域。而变频器的控制器则是变频器的核心部件,负责对电动机进行精确的控制和调节。本文将从变频器控制器的工作原理出发,详细介绍其工作原理和功能。
二、变频器控制器的组成
变频器控制器主要由CPU、存储器、输入/输出模块、通信模块和电源模块等多个部分组成。其中,CPU是控制器的核心,负责处理各种控制算法和逻辑运算;存储器用于存储程序和数据;输入/输出模块用于与外部设备进行数据交互;通信模块用于与上位设备进行通信;电源模块则提供电源供电。
三、变频器控制器的工作原理
1. 信号采集
变频器控制器首先通过输入/输出模块对外部信号进行采集。这些信号可以来自于传感器、按钮、开关等不同的输入设备,用于监测电动机的转速、温度、电流等参数。
2. 信号处理
采集到的信号经过控制器内部的信号处理模块进行处理。这个处理过程可以包括滤波、放大、补偿等操作,以确保输入信号的准确性
和可靠性。
3. 控制算法
控制器内部的CPU根据预设的控制算法对信号进行处理和运算,得出控制电动机的结果。常见的控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法等,根据具体的控制需求选择合适的算法。
4. 输出控制信号
控制器通过输出模块将计算得到的控制信号传递给变频器,以控制电动机的转速和输出功率。输出模块通常通过PWM(脉宽调制)技术将控制信号转换为模拟信号,以实现对电动机的精确控制。
5. 状态监测和保护
控制器还负责对电动机的状态进行监测和保护。通过对电动机的各种参数进行实时监测,如电流、温度、转速等,控制器能够及时发现异常情况并采取相应的保护措施,如停机保护、过载保护等,以确保电动机的安全运行。
变频器工作原理
变频器工作原理
引言概述:
变频器是一种电力调节设备,广泛应用于工业控制领域。它能够将固定频率的电源输入转换为可调节频率的电源输出,从而实现对机电转速的精确控制。本文将详细介绍变频器的工作原理。
一、电源输入:
1.1 交流电源输入:变频器通常通过交流电源供电。交流电源的标准频率为
50Hz或者60Hz,变频器需要将其转换为可调节的频率。
1.2 电源滤波:变频器内部会对输入电源进行滤波处理,以降低电源中的噪声和干扰信号,确保输出电源的稳定性。
1.3 输入电压调节:变频器还可以对输入电压进行调节,以满足不同的工作需求。
二、直流母线:
2.1 整流器:交流电源经过整流器后,会转换为直流电压。整流器通常采用整流桥或者其他整流电路来完成这一转换。
2.2 滤波电容:直流电压经过滤波电容器后,可以去除电压中的纹波,使得直流电压更加稳定。
2.3 母线电压调节:变频器可以通过调节直流母线的电压,来控制输出电源的电压。
三、逆变器:
3.1 逆变器拓扑结构:逆变器是变频器的核心部份,它能够将直流电压转换为可调节频率的交流电压。常见的逆变器拓扑结构有单相桥式逆变器、三相桥式逆变器等。
3.2 调制方式:逆变器通常采用脉宽调制(PWM)技术,通过调节开关器件的开关频率和占空比,来控制输出交流电压的频率和幅值。
3.3 输出滤波:逆变器输出的交流电压会经过滤波电路进行滤波处理,以去除高频噪声和纹波,确保输出电压的稳定性。
四、控制逻辑:
4.1 控制信号生成:变频器内部会根据用户的设定,生成相应的控制信号。这些信号可以来自于外部输入,也可以由内部的控制算法生成。
变频器的工作原理和控制方式
变频器的工作原理和控制方式
近年来,随着电力电子技术、微电子技术及大规模集成电路的发展,生产工艺的改进及功率半导体器件价格的降低,变频调速越来越被工业上所采用。如何选择性能好的变频其应用到工业控制中,是我们专业技术人员共同追求的目标。下面结合作者的实际经验谈谈变频器的工作原理和控制方式:
1 变频器的工作原理
我们知道,交流电动机的同步转速表达式位:
n=60 f(1-s)/p (1)
式中n———异步电动机的转速;
f———异步电动机的频率;
s———电动机转差率;
p———电动机极对数。
由式(1)可知,转速n与频率f成正比,只要改变频率f即可改变电动机的转速,当频率f在0~50Hz的范围内变化时,电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。
2变频器控制方式
低压通用变频输出电压为380~650V,输出功率为0.75~400kW,工作频率为0~400Hz,它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代。
2.1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式
其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。另外,其机械特性终究没有直流电动机硬,动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意,且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。2.2电压空间矢量(SVPWM)控制方式
变频器工作原理
变频器工作原理
一、引言
变频器是一种电力电子器件,广泛应用于工业生产中的电机调速控制系统中。
本文将详细介绍变频器的工作原理。
二、工作原理
1. 交流电源输入
变频器通过交流电源供电,通常为三相交流电源。交流电源经过整流和滤波后,得到稳定的直流电源。
2. 逆变器
逆变器是变频器的核心部件,它将直流电源转换为可调频率和可调幅度的交流
电源。逆变器由多个功率开关器件(如IGBT)组成,通过控制这些开关器件的开
关状态,可以调节输出电压的频率和幅度。
3. 控制单元
控制单元是变频器的大脑,它负责接收用户输入的控制信号,并根据这些信号
来控制逆变器的输出。控制单元通常由一块微处理器芯片组成,它可以根据用户的需求来调整电机的转速。
4. 反馈回路
为了实现精确的电机转速控制,变频器通常配备了反馈回路。反馈回路通过传
感器(如编码器)来监测电机的转速,并将实际转速信息反馈给控制单元。控制单元根据反馈信息来调整逆变器的输出,使电机的实际转速与设定值保持一致。
5. 保护功能
变频器还具有多种保护功能,以保证电机和变频器的安全运行。例如,过电流保护可以防止电机过载;过温保护可以防止电机过热;短路保护可以防止电路短路等。
三、应用领域
变频器广泛应用于各个领域的电机调速控制系统中。以下是一些常见的应用领域:
1. 工业生产
变频器在工业生产中被广泛应用于各种设备的调速控制,如风机、水泵、压缩机等。通过调整电机的转速,可以实现对设备的精确控制,提高生产效率。
2. 交通运输
变频器在电动车辆和铁路交通中的应用越来越广泛。通过控制电机的转速,可以实现对车辆的平稳加速和减速,提高能源利用率。
变频器的工作原理
变频器的工作原理
变频器是一种电力调节装置,用于控制交流电机的转速和扭矩。它通过改变电机供电的频率和电压来实现对电机的精确控制。在本文中,我们将详细介绍变频器的工作原理。
1. 变频器的组成部分
变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
- 整流器:将交流电源转换为直流电源,通常使用整流桥电路实现。
- 滤波器:用于平滑整流器输出的直流电压,减少电压的波动。
- 逆变器:将直流电源转换为可调的交流电源,通过调节输出频率和电压来控制电机的转速和扭矩。
- 控制电路:根据输入的控制信号,控制逆变器输出的频率和电压。
2. 变频器的工作原理可以分为以下几个步骤:
- 步骤1:输入电源经过整流器转换为直流电源。
- 步骤2:直流电源经过滤波器平滑输出,消除电压的波动。
- 步骤3:控制电路接收输入的控制信号,并根据信号调节逆变器的输出频率和电压。
- 步骤4:逆变器将直流电源转换为可调的交流电源,输出给电机。
- 步骤5:电机根据变频器输出的频率和电压进行工作,实现精确的转速和扭矩控制。
3. 变频器的频率和电压控制
变频器通过调节逆变器的输出频率和电压来控制电机的转速和扭矩。通常,变
频器采用PWM(脉宽调制)技术来实现频率和电压的调节。
- 频率控制:通过改变逆变器输出的脉冲宽度和频率,可以改变电机的转速。
增加脉冲宽度和频率可以提高电机转速,减少脉冲宽度和频率可以降低电机转速。
- 电压控制:通过改变逆变器输出的电压幅值,可以改变电机的扭矩。增加电
压幅值可以提高电机扭矩,减少电压幅值可以降低电机扭矩。
4. 变频器的优势和应用领域
变频器的工作原理
变频器的工作原理
一、引言
变频器是一种电力调节设备,用于控制交流电动机的转速和扭矩。本文将详细介绍变频器的工作原理和基本组成部分。
二、工作原理
1. 变频器的基本原理
变频器通过改变输入电源的频率和电压,控制电机的转速和扭矩。它将固定频率的交流电转换为可调节频率的交流电,从而实现对电机的精确控制。
2. 变频器的核心部件
变频器的核心部件是功率电子器件和控制电路。功率电子器件包括整流器、逆变器和中间电路。控制电路负责采集和处理信号,控制功率电子器件的开关状态。
3. 变频器的工作流程
变频器的工作流程主要包括输入电源的整流、电压的逆变和输出电压的调节。具体步骤如下:
- 输入电源的整流:将交流电源通过整流器转换为直流电源。
- 电压的逆变:通过逆变器将直流电源转换为可调节频率和电压的交流电源。
- 输出电压的调节:根据控制信号调节逆变器输出的电压和频率,控制电机的转速和扭矩。
4. 变频器的控制方式
变频器可以通过不同的控制方式实现对电机的控制,常见的控制方式有:
- 开环控制:根据用户设定的频率和电压值,直接输出给逆变器。
- 闭环控制:通过传感器采集电机的转速信号,与设定值进行比较,根据误差
信号调整输出频率和电压,实现对电机的闭环控制。
三、基本组成部分
1. 整流器
整流器将交流电源转换为直流电源,常用的整流器有单相整流器和三相整流器。单相整流器适用于单相交流电源,三相整流器适用于三相交流电源。
2. 逆变器
逆变器将直流电源转换为可调节频率和电压的交流电源,常用的逆变器有
PWM逆变器和SPWM逆变器。PWM逆变器通过调节脉宽来控制输出电压的大小,SPWM逆变器通过调节输出电压的频率和幅值来控制输出电压的大小。
变频器的工作原理和方法
变频器的工作原理和控制方式
摘要:
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。
关键词:
变频器、控制方式、工作原理
近年来,随着电力电子技术、微电子技术及大规模集成电路的发展,生产工艺的改进及功率半导体器件价格的降低,变频调速越来越被工业上所采用。如何选择性能好的变频其应用到工业控制中,是我们专业技术人员共同追求的目标。下面结合作者的实际经验谈谈变频器的工作原理和控制方式:
1变频器的工作原理
我们知道,交流电动机的同步转速表达式位:
n=60 f(1-s)/p (1)
式中n———异步电动机的转速;
f———异步电动机的频率;
s———电动机转差率;
p———电动机极对数。
由式(1)可知,转速n与频率f成正比,只要改变频率f即可改变电动机的转速,当频率f在0~50Hz的范围内变化时,电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。
2变频器控制方式
低压通用变频输出电压为380~650V,输出功率为0.75~400kW,工作频率为0~400Hz,它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代。
2.1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式
其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。另外,其机械特性终究没有直流电动机硬,动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意,且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。
变频器的原理与控制方式
1、变频器简介
变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向,而作为变频调速系统的核心—变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素,除了变频器本身制造工艺的“先天”条件外,对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的。本文从工业实际出发,综述了近年来各种变频器控制方式的特点,并展望了今后的发展方向。
1.1 变频器的基本结构
变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说,有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。
1.2 变频器的分类
变频器的分类方法有多种,按照主电路工作方式分类,可以分为电压型变频器和电流型变频器;按照开关方式分类,可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM 控制变频器;按照工作原理分类,可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等;按照用途分类,可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。
2、变频器中常用的控制方式
2.1 非智能控制方式
在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。
(1) V/f控制
V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性,基于在改变电源频率进行调速的同时,又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的,通用型变频器基本上都采用这种控制方式。V/f 控制变频器结构非常简单,但是这种变频器采用开环控制方式,不能达到较高的控制性能,而且,在低频时,必须进行转矩补偿,以改变低频转矩特性。
变频器的控制原理与应用
变频器的控制原理与应用
1. 引言
变频器(Variable Frequency Drive,VFD)是一种用于调整交流电源频率的设备,可以通过改变电机的转速来控制电机的运行速度。变频器的控制原理是通过改变电源频率来改变电机的供电频率,进而实现对电机转速的控制。变频器广泛应用于各种工业自动化领域,例如电机驱动系统、通风设备、水泵、风机等。
2. 变频器的工作原理
变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和PWM控制模块等组成。其工作原理基本如下:
1.整流器(Rectifier):将输入的交流电源转换为直流电压。
2.滤波器(Filter):将整流后的直流电压进行滤波,去除电源的高频
噪声。
3.逆变器(Inverter):通过周期性开关控制,将直流电压转换为可变
频率、可变幅值的交流电压。
4.PWM控制模块(Pulse Width Modulation):根据控制信号,通过
改变逆变器的开关频率和占空比,来实现对输出交流电压的控制。
3. 变频器的应用
3.1 电机驱动系统
变频器在电机驱动系统中广泛应用。通过改变供电频率和电压,可以调节电机的转速和输出功率,实现对电机驱动的精确控制。在工业生产中,电机驱动系统通常需要根据不同生产需求调整工作速度,变频器能够实现平滑无级调速,提高生产效率和能源利用率。
3.2 通风设备
变频器在通风设备中的应用也很常见。通风设备如风机、风扇等通常需要根据环境要求和风量需求进行调节。采用变频器控制,可以根据不同的工作条件实时调整风机转速和风量,提高通风设备的能效,降低能耗。
3.3 水泵控制
变频器调速原理及调速方法
变频器调速原理及调速方法
随着科技的发展和工业的进步,电机的调速需求也越来越高。变频
器作为一种调速装置,被广泛应用于各个领域。本文将介绍变频器的
调速原理以及常用的调速方法。
一、变频器调速原理
变频器是一种能够将电源频率转换为可调的电机运行频率的装置。
其主要由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
1. 整流器与滤波器:变频器将交流电源转换为直流电源,通过整流
器和滤波器将输入的交流电平稳化。
2. 逆变器:逆变器的作用是将直流电压转换为可调的交流电压,用
于驱动电机。逆变器通过控制开关管的开关时间和方式,改变输出电
压的频率和幅值,实现电机的调速。
3. 控制电路:控制电路负责监测电机的运行状态和用户的操作指令,通过控制逆变器的工作方式,实现电机的调速。
二、常用的变频器调速方法
变频器调速方法多种多样,根据不同的需求和应用场景可以选择不
同的方法。
1. 扭矩控制调速:在某些场合需要保持恒定的扭矩输出,可以采用
扭矩控制调速方法。通过改变变频器的输出频率和电压,使得电机的
转矩在一定范围内保持恒定。
2. 电压/频率调速:这是最常用的一种调速方法。通过改变变频器的输出电压和频率,控制电机的转速。一般情况下,输出电压和频率成
正比,通过改变其数值可以实现电机的加速和减速控制。
3. 矢量控制调速:矢量控制调速是一种相对高级的调速方法,它通
过对电机的转子位置和速度进行测量和控制,实现对电机的精确调速
和定位控制。矢量控制调速精度较高,适用于对转速要求严格的场合。
4. 模糊控制调速:模糊控制调速是一种基于模糊逻辑的调速方法,
变频器器工作原理
变频器器工作原理
变频器是一种电力调节设备,可将输入电源(固定频率和电压)的电能转换为可变频率和电压的输出电能。它通过控制电力电子器件的开关状态,调整输入电源的电压、频率和相位来达到电能调节的目的。
变频器的工作原理是基于PWM调制技术和电力电子器件的开
关控制原理。其主要组成部分包括整流器、滤波器、逆变器、控制逻辑电路和传感器。
整流器将输入的交流电源转换为直流电源,通过滤波器去除电源的高频噪声和谐波。逆变器将直流电源转换为可变的交流输出,并通过控制逻辑电路调整输出电压、频率和相位。控制逻辑电路可通过反馈信号实时监测输出电压、电流等参数,根据需求调整开关电路的状态,从而控制输出电能的调节。
变频器的核心是电力电子器件,如可控硅、MOSFET、IGBT 等。这些器件能够通过开关控制,在短时间内将电源连接或断开,并通过调整开关频率和占空比,实现输出电压和频率的调节。由于开关状态的快速切换,变频器能够生成复杂的电压波形和频率变化。
总之,变频器通过将输入的电能转换为可变频率和电压的输出电能,实现对电力的调节控制。它在工业生产中广泛应用,可用于电机调速、电力供应和节能控制等领域。
简述变频器的工作原理和控制方式
简述变频器的工作原理和控制方式
1变频器的工作原理
我们知道,交流电动机的同步转速表达式位:
n=60 f(1-s)/p (1)
式中n———异步电动机的转速;
f———异步电动机的频率;
s———电动机转差率;
p———电动机极对数。
由式(1)可知,转速n与频率f成正比,只要改变频率f即可改变电动机的转速,当频率f在0~50Hz的范围内变化时,电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。
2变频器控制方式
低压通用变频输出电压为380~650V,输出功率为0.75~
400kW,工作频率为0~400Hz,它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代。
2.1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式
其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。另外,其机械特性终究没有直流电动机硬,动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人
意,且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。
2.2电压空间矢量(SVPWM)控制方式
它是以三相波形整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次生成三相调制波形,以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。经实践使用后又有所改进,即引入频率补偿,能消除速度控制的误差;通过反馈估算磁链幅值,消除低速时定子电阻的影响;将输出电压、电流闭环,以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多,且没有引入转矩的调节,所以系统性能没有得到根本改善。
变频器原理及操作方法
1
输入电源
电源提供电能给变频器系统。
2
控制电路
控制算法监测输入信号和反馈,计算控制信号以调节输出。
3
功率模块
将电源能量转换为可控的输出电压和频率。
变频器的操作方法
变频器的操作方法需要注意以下几点: 1. 设定所需的电机转速和转矩。 2. 设置变频器的输出频率和电压。 3. 校准变频器的运行参数。 4. 监控变频器的运行状态和输出。
常见的故障及排除方法
变频器可能会遇到以下故障:
1 过电流保护触发
检查电源线路和负载是否正常,降低负载或增加散热。
2 过热保护触发
检查冷却系统和风扇是否正常运行。
3 频率滑差
调整控制参数和反馈传感器以提高控制精度。
应用领域和发展趋势
变频器广泛应用于以下领域:
工业生产
用于控制各种工业设备和机械的速度和转矩。
2 逆变器
逆变器将直流电压和频率转换为可调节的交流电压和频率,以控制电动机的运行。
常见的变频器类型
根据应用需求和电机类型的不同,有几种常见的变频器类型:
矢量变百度文库器
使用传感器反馈来实现精确的速度和转矩控制。
感应变频器
通过估算电机参数来控制速度和转矩。
直流变频器
适用于直流电机控制,具有高精度和可靠性。
变频器的组成部分
一个典型的变频器由以下几个部分组成: 1. 整流器:将交流电源转换为直流电源。 2. 逆变器:将直流电压和频率转换为可调的交流电压和频率。 3. 控制电路:负责监测和调节变频器的各项参数。 4. 故障保护:用于监测和保护变频器及相关设备的正常运行。
变频器控制原理
变频器控制原理
变频器控制原理是一种通过改变电源频率来控制电机转速的电力调节器。它由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
整流器将交流电源转换为直流电源,滤波器用于过滤直流电源中的脉动电流,确保逆变器能够获得稳定的直流电源。逆变器将直流电源转换为可调频率的交流电源,供给电机。
控制电路通过读取输入信号,并经过处理后产生控制信号,控制逆变器的输出频率。常见的控制方式有开环控制和闭环控制。
开环控制是一种基于输入信号直接设置输出频率的控制方式。用户可以通过调节输入信号的幅值来改变输出频率。这种控制方式简单,但对外部负载的变化不敏感。
闭环控制是一种通过反馈控制来调节输出频率的控制方式。它会通过传感器监测电机转速,并将实际转速与设定转速进行比较,从而计算出误差信号。控制电路会根据误差信号来调整逆变器的输出频率,使实际转速逐渐接近设定转速。闭环控制具有较高的精度和稳定性,适用于对转速要求较高的场合。
变频器控制原理的核心是逆变器,它将直流电源转换为交流电源,并通过控制输出频率来调节电机转速。控制电路可以根据需要选择开环控制或闭环控制方式,以实现对电机的精确控制。变频器广泛应用于各种需要调节电机转速的场合,如机械加工、电力工业等。
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机电江苏大区变频器基础培训变频器原理及控制方式
张根军
2011.11
内容大纲
7.V/F 控制模式下的参数调试
6.变频器的接线
5.变频器的控制模式
4.变频器原理
3.电机转速转矩图
2.异步电机与同步电机的特性
1.
异步电机的基本参数
异步电机的基本参数
•额定功率•额定电流•额定电压•额定转速•极数
•引出端子基本接法•频率范围
异步电机与同步电机
异步电机同步电机
电机铭牌
IM与SPM/IPM的差异
同步马达是一种交流马达,转子旋转速度与所提供交流电的频率相同。
交流马达的原理是由交流电在马达的定子处产生旋转磁场,因此使马达转子旋转。
在同步电动机的转子有电磁铁或永久磁铁,使用永久磁铁的称为永磁同步马达。
同步马达的定子所产生的磁场吸引转子磁场的异极,由于定子所产生的磁场是以若干速度旋转,因此转子会随着定子磁场的旋转速度,以相同的速度旋转。
同步马达的特点是转速固定,不受电源电压的影响。只要马达的负载低于其最大转矩,转速也不会受负载的影响。
SPM
(Surface Permanent Magnet)
IPM
(Interior Permanent Magnet)
电机速度,电流与转矩图
额定转矩与功率与转速的关系式
电机的额定转矩并不是电机当前输出的转矩,它是电机在额定转速下能连续长期工作的转矩。
电机产生的转矩不是恒定的,当负载很小时,即使电机的容量很大,电机产生的转矩一样很小,并且正比于负载大小。电机产生的转矩随负载转矩的变化而变化,电机的速度同样也是随负载的波动而波动。
电机特性曲线
市电控制与变频控制的对比
市电直接控制:起动转矩也大,起动电流大,对电网有冲击,且电机无法调速。
由变频器控制控制:从低频率起动,使电机的起动电流小,同时,起动转矩也相应减小,电机可无极调速。
(1) 起动电流Is = 600 to 700 [%]
(2) 起动转矩Ts = 150 to 250 [%]
(3) 最大转矩Tm = 200 to 300 [%]
(4) 额定负载下的滑差S = 3 to 5 [%]
市电直接控制
06-12电流限制06-12电流限制
06-12电流限制
06-12电流限制外部模拟端子03-0~02
d7 正向扭力限制
d10 正/负向扭力限制
d9 回生扭力限制外部模拟端子03-0~02
d8 反向扭力限制
d10 正/负向扭力限制
d9 回生扭力限制外部模拟端子03-0~02d7 正向扭力限制d10 正/负向扭力限制
外部模拟端子03-0~02d8 反向扭力限制d10 正/负向扭力限制第1象限
第4象限第3象限第2象限正转电动扭力限制
07-32反转回生扭力限制07-3507-34反转电动扭力限制07-33
正转回生扭力限制
正转电动机模式
反转发电机模式反转电动机模式正转发电机模式
正转反转速度
速度
正向转矩负向转矩电机的四象限运行
电机的四象限运行
异步电动机的调速方法l调压调速——控制加于电动机定子绕组的电压;l串级调速——控制附加在转子回路的电势;
l变频调速——控制定子的供电电压与频率;
l异步电动机矢量变换控制系统;
l无换向器电机调速系统;
l电磁转差离合器调速系统等。
异步电机变频器调速n=(1-s)(60f/p)
n---转子转速(r/min)
s---转差率(%)
f---供电电源频率(Hz)
p---电机极对数
异步电动机的工作原理
由上式可知,异步电动机的调速方法分为三种:l 改变转差率S ——调节定子电压、转子电阻、转子电压、定转子供电频率等。
l 改变极对数
l 改变频率)1(60s p
f n −=
什么是变频器?
•变频器是利用电力半导体器件(IGBT)的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。(把电压和频率固定不变的交流电整流成直流电,然后再PWM脉宽调制成电压或频率可变的交流电输出给电机的装置)
变频器的分类
变频调速系统的分类
1.交-直-交变频调速——带直流环节的间接变频调速
2.交-交变频调速——不带直流环节的直接变频调速
(a)
(b)
图1-1 两种类型的变频器
(a) 交-交变频器;(b) 交—直-交变频器
变频器基本原理
•交—交变频器没有明显的中间滤波环节,电网交流电被直接变成可调频调压的交流电,又称为直接变频器。而交—直—交变频器先把电网交流电转换为直流电,经过中间滤波环节之后,再经过逆变才转换为变频变压的交流电,故称为间接变频器。从图1-1(a)、(b)的对比中可以看出,交—直—交变频器有一个明显的中间滤波环节,按照这个中间滤波环节是电容性或是电感性可以将交—直—交变频器划分为电压(源)型或电流(源)型交—直—交变频器。
•目前通用变频器产品最常用的是交—直—交电压型电路形式,其结构如图1-2所示。该电路首先用二极管整流器接入电网,将交流电变成直流电,整流之后采用电容滤波,获得平直的直流电压,再由逆变器将直流能量逆变成可以调频调压的新交流电。
硬件架构