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变频器基础知识

发表时间:2020-06-04 11:48

1、什么是变频器?

     

  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。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。


  变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪60年代以后,电力电子器件经历了SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制晶闸管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)的发展过程,器件的更新促进了电力电子变换技术的不断发展。20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20世纪80年代后半期开始,美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并获得了广泛应用。


  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。


  VVVF:改变电压、改变频率(Variable Voltage and Variable Frequency)的缩写。


  CVCF:恒电压、恒频率(Constant Voltage and Constant Frequency)的缩写。


  各国使用的交流供电电源,无论是用于家庭还是用于工厂,其电压和频率均为400V/50Hz或200V/60Hz(50Hz),等等。

       

  通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC)。

       

  把直流电(DC)变换为交流电(AC)的装置,其科学术语为“inverter”(逆变器)。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”,故该产品本身就被命名为“inverter”,即:变频器


  变频器也可用于家电等领域。

       

  用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。


  3、 部分常用术语中英文对照


  变频器:inverter (日本常用),AC Drive (欧美常用),Frequency Converter (欧州常用)


  变流器 converters


  整流 rectifying-rectification   


  整流器 rectifier


  逆变 inverting-inversion   


  逆变器 inverter


  转矩脉动 torque pulsation


  脉宽调制 (PWM) pulse width modulation


  谐波 harmonic


  矢量控制(VC) vector control


  直接转矩控制(DTC) direct torque control


  四象限运行 Four quadrant operation


  再生(制动) Regeneration


  直流制动 d.c braking


  漏电流 leak current


  滤波器 filter


  电抗器 reactor


  电位器 potentiometer


  编码器encoder, PLG (pulse generator)


  定子 stator


  转子 rotor


  4、变频器和软启动器


  变频器:变频变压。主要作用是调速,节能和软起动。


  软启动器:仅改变电压。主要作用是降低起动电流和冲击。


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