內(nèi)容：

1. 現(xiàn)代變頻器
2. 變頻器的分類
3. 典型變頻器的設(shè)計
4. 變頻器的經(jīng)濟效益
5. 如何連接變頻器？
6. 變頻器的工作原理
7. 變頻器的功率
8. 保護功能
9. 變頻器的安裝和安裝

電直流驅(qū)動器在電機速度控制系統(tǒng)的組織方面非常簡單，但電動機本身是系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，因為它非常昂貴，同時不是特別可靠。此外，由于火花刷過多，這些電機的應(yīng)用范圍受到限制，因此增加了集電器的電侵蝕和磨損，這通常不允許在多塵條件和有爆炸危險的環(huán)境中使用直流電機。

逆變器的替代方案意味著驅(qū)動器是將交流感應(yīng)電機與變頻器結(jié)合使用。異步電機因其非常簡單的設(shè)計和可靠性而被廣泛使用，它們具有與直流電機相同的功率，同時更小更輕。它們的主要缺點是直流電機的傳統(tǒng)方法的電機速度控制系統(tǒng)組織的復雜性。

開發(fā)第一個變頻器的理論基礎(chǔ)，已經(jīng)可以解決速度控制問題，是在 20 世紀 30 年代奠定的。缺乏微處理器和晶體管不允許將理論付諸實踐，但隨著日本、美國和歐洲晶體管電路和控制微處理器的出現(xiàn)，大約同時開發(fā)了變頻器的變體。

現(xiàn)代變頻器

電氣設(shè)備市場以應(yīng)用廣泛的變頻器為代表。這些器件可以是低功耗設(shè)備，也可以是高壓裝置?，F(xiàn)代設(shè)備在帶有感應(yīng)和同步電機的系統(tǒng)中提供連續(xù)的過程控制。

頻率控制設(shè)備在幾乎所有工業(yè)和運輸部門都有廣泛的應(yīng)用。世界上生產(chǎn)的全電力的主要份額用于運行電動機，控制其運行的功能委托給變頻器。

現(xiàn)代變頻器在以下系統(tǒng)和設(shè)備中用作控制：

• 輸送機機構(gòu);
• 起重設(shè)備（起重機、電梯）;
• 泵和水處理系統(tǒng);
• 工業(yè)機器;
• 球迷。

根據(jù)預定義的標準正確選擇設(shè)備將確保驅(qū)動器的連續(xù)穩(wěn)定運行并降低能源成本。

變頻器的分類

一種變頻驅(qū)動器解釋說，它在輸入端轉(zhuǎn)換一個頻率的交流電壓，在根據(jù)一定規(guī)律變化的可變電壓中，但在輸出端已經(jīng)有一個不同的頻率稱為變頻器。它們有兩種類型：

1. 直接。
2. 雙分支。

直接型是可逆晶閘管轉(zhuǎn)換器。它的主要優(yōu)點是它直接連接到電源，無需任何額外的設(shè)備。

雙鏈路 - 它是晶體管或晶閘管轉(zhuǎn)換器。但它們與直接轉(zhuǎn)換器的主要區(qū)別在于，為了變頻器的正確和安全運行，需要直流電壓鏈路。因此，需要整流器將它們連接到一般工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。通常，它們是作為完整的單元制造的（逆變器和整流器一起交付并由一個控制系統(tǒng)工作）。

典型變頻器的設(shè)計

變頻器的主要任務(wù)是改變電流的參數(shù)，這是通過晶體管整流電流并將其轉(zhuǎn)換為所需的預設(shè)值來完成的。典型的變頻器由三部分組成：

• 直流鏈路。它由整流器和濾波裝置組成。直流母線接收輸入信號并將其重定向到逆變器。
• 脈沖逆變器。三相電源逆變器通常有六個開關(guān)晶體管，并將電流轉(zhuǎn)換為指定的頻率和幅度，然后將其饋送到定子。逆變器可以由晶閘管電路組成。
• 微處理器控制系統(tǒng)。控制逆變器的轉(zhuǎn)換和保護系統(tǒng)。

清晰的正弦輸出信號是IGBT晶體管作為逆變器鍵的結(jié)果，其工作開關(guān)頻率高于過時的晶閘管。

變頻器的經(jīng)濟效益

在沒有變頻器的情況下啟動電機時，其啟動電流超過額定電流數(shù)倍，這會導致快速磨損和設(shè)備的使用壽命。修理大功率的進口電機可能要花很多錢，并且在大多數(shù)情況下要完全更換變頻電機。安裝變頻器在經(jīng)濟上是有利的。

還有其他幾個優(yōu)點，下面將列出：

• 省電（高達 70%）
• 更長的機械和電氣部件的使用壽命
• 降低維修成本
• 減少不必要的設(shè)備的安裝

如何連接變頻器？

連接變頻器并不困難，每個設(shè)備都帶有安裝和編程指南。任何具有電氣設(shè)備工作經(jīng)驗的專家都可以毫無困難地做到這一點。通常，變頻器直接安裝在斷路器之后，用于保護變頻器，以及在維修或更換變頻器時斷電。

變頻器的工作原理

逆變器功能基于交流電機軸上的轉(zhuǎn)速和扭矩對電源電壓頻率的依賴性。頻率控制器改變提供給電動機的電壓頻率，從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子速度和扭矩。

變頻可以通過多種方式完成。與電源直接電氣連接的變頻電路是晶閘管控制的整流器?？刂茊卧a(chǎn)生交替打開半導體器件的信號，這些半導體器件向電機繞組提供給定頻率的電壓。

這種方案的特點是效率高，在低轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下提供電機的穩(wěn)定運行，在制動電機時將產(chǎn)生的電力轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)中。然而，諸如無法向上改變頻率，恒定分量在輸出電壓中的存在以及次諧波等缺點，導致繞組過熱和電磁干擾的出現(xiàn)，限制了直接耦合變頻器的適用范圍。

大多數(shù)現(xiàn)代變頻器都基于雙轉(zhuǎn)換方案。該技術(shù)解決方案具有以下優(yōu)點：

• 向上和向下更改頻率的能力。
• 純正弦輸出電壓。
• 沒有高次諧波。
• 對電機的電源電壓進行平穩(wěn)、高精度的頻率控制。

這種變頻器由三個塊組成：

1. 二極管或晶閘管整流器，帶電容、電感或組合濾波器。該裝置整流電源電壓并使其平滑。
2. 反相單元。該元件將直流電壓轉(zhuǎn)換回交流電壓。輸出端的電感元件濾除直流分量以及高頻逆變器噪聲，這些噪聲的存在會對電動機的運行產(chǎn)生負面影響。
3. 基于微處理器的控制電路。其主要功能是設(shè)置輸出電壓和電流的頻率。逆變器輸出端的電流頻率由來自控制電路的控制脈沖的寬度或持續(xù)時間（緯度或頻率脈沖調(diào)制）決定。處理器還與遠程控制點通信，自動控制與其連接的機器的機械和電氣變頻器特性，并執(zhí)行其他功能。

因此，在頻率控制中，電源電壓首先轉(zhuǎn)換為直流電壓，然后反相為所需頻率的交流電壓。

變頻器的功率

功率是電力驅(qū)動最重要的參數(shù)之一。選擇變頻器時，首先要確定其負載能力。根據(jù)電機的可用額定功率，選擇變頻器，設(shè)計用于相同的功率。

并且只要軸上的負載不會動態(tài)變化，電流不會顯著超過標稱設(shè)定值，對于該電機和變頻器，這種選擇將是正確的。因此，考慮到FC的過載能力，從FC中選擇電機消耗的電流最大值會更正確。

通常，過載能力以額定電流的百分比以及激活直接保護之前該過載的最大允許時間給出。因此，要做出正確的選擇，您需要了解機器過載的性質(zhì)，特別是：過載的水平、持續(xù)時間以及發(fā)生的頻率。

保護功能

除控制功能外，電子變頻器通常還被賦予保護功能。通常，基本集是：

• 啟動、連續(xù)運行、關(guān)機和短路期間的電流限制;
• 過壓和欠壓保護;
• 電機溫度控制;
• 散熱片過熱保護;
• IGBT輸出保護。

變頻器的安裝和安裝

重要的一點是選擇變頻器的建議位置，從而選擇其運行條件：

• 啟動時、連續(xù)運行期間、靜止和短路時的電流限制，
• 工作溫度范圍，
• 濕度
• 高度
• 振動
• 保護等級 （IP）。

在某些情況下，緊湊性是選擇階段的決定性因素。要安裝的驅(qū)動器的尺寸是多少以及如何安裝？PD電源部分的散熱器是否可以移到后面，以便在較小的機柜中提供足夠的通風？

在選擇變頻器時，有關(guān)環(huán)境條件的信息是規(guī)范中不可或缺的一部分，在安裝過程中不遵守這些信息可能會導致故障。在安裝過程中會出現(xiàn)許多問題，但這些是首先遇到的一些問題。

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