變頻器的逆變電路和電壓補(bǔ)償原理圖解分析

1、說明變頻器工作原理說明西門子變頻器的使用方法說明西門子變頻器的使用方法檢索控制方案的電路原理圖（）是是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。 變頻器具有變頻器具有、等基本功能，應(yīng)等基本功能，應(yīng)用了現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)，價(jià)格用了現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)，價(jià)格昂貴但性能良好，內(nèi)部結(jié)構(gòu)昂貴但性能良好，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜但使用簡(jiǎn)單。復(fù)雜但使用簡(jiǎn)單。 不只是用于啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，而是廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，各種各不只是用于啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，而是廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，各種各樣的功率、外形、體積、用途等都有。隨著技

2、術(shù)的發(fā)展，成本的降樣的功率、外形、體積、用途等都有。隨著技術(shù)的發(fā)展，成本的降低，變頻器一定還會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用低，變頻器一定還會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。 變頻器主要組成：變頻器主要組成： （交流變直流）（交流變直流）（直流變交流）（直流變交流），絕緣柵雙極，絕緣柵雙極型晶體管，是由型晶體管，是由BJT(雙極型三極管雙極型三極管)和和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件, 兼有兼有MOSFET的高輸入阻抗和的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。把把變換為變換為DCDC，然后再把然后再

3、把變換為變換為ACAC。 變頻器靠?jī)?nèi)部變頻器靠?jī)?nèi)部的開斷來調(diào)整輸出電源的的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓，要的電源電壓，BOP是基本操作面板，英文全稱Basic Operation panel。 BOP可以改變變頻器的各可以改變變頻器的各個(gè)參數(shù)。為了利用個(gè)參數(shù)。為了利用BOP設(shè)定參設(shè)定參數(shù)，必須首先拆下狀態(tài)顯示屏數(shù)，必須首先拆下狀態(tài)顯示屏(SDP)，并裝上（，并裝上（BOP）。）。BOP 具有具有7 段顯示的五位數(shù)字段顯示的五位數(shù)字，可以顯示參數(shù)的序號(hào)和數(shù)值，可以顯示參數(shù)的序號(hào)和數(shù)值，報(bào)報(bào) 警和故障信息，以及

4、設(shè)定值警和故障信息，以及設(shè)定值和實(shí)際值。參數(shù)的信息不能用和實(shí)際值。參數(shù)的信息不能用BOP 存儲(chǔ)。存儲(chǔ)。：:：關(guān)閉關(guān)閉：開啟開啟 io波形隨負(fù)載而異，若是感性負(fù)載，當(dāng)V1或V2通時(shí)，io和uo同方向，直流側(cè)向負(fù)載提供能量，VD1或VD2通時(shí)，io和uo反向，電感中貯能向直流側(cè)反饋，VD1、VD2使io連續(xù)，起反饋或續(xù)流作用。 uUN 為負(fù)載到電源中點(diǎn)N的電壓 uuv=uUN - uVN uuN=uUN - uNN uuv=uUN - uVN uuN=uUN - uNN uUN 為負(fù)載到電源中點(diǎn)N的電壓 Uf控制意義： 表示變頻器的輸出電壓和輸出頻率同步的成比例的變化。異步電動(dòng)表示變頻器的輸出電壓

5、和輸出頻率同步的成比例的變化。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是電動(dòng)機(jī)的磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過電流之間相互作用而產(chǎn)生的，如機(jī)的轉(zhuǎn)矩是電動(dòng)機(jī)的磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過電流之間相互作用而產(chǎn)生的，如果電壓一定而只降低頻率，那么電動(dòng)機(jī)的磁通就過大，磁回路飽和，激果電壓一定而只降低頻率，那么電動(dòng)機(jī)的磁通就過大，磁回路飽和，激磁電流上升，嚴(yán)重時(shí)將燒壞電動(dòng)機(jī)。因此，頻率與電壓要成比例的變化，磁電流上升，嚴(yán)重時(shí)將燒壞電動(dòng)機(jī)。因此，頻率與電壓要成比例的變化，即使電動(dòng)機(jī)的磁通一定。即使電動(dòng)機(jī)的磁通一定。V-F控制的原理：控制的原理： 是產(chǎn)生一個(gè)震蕩頻率的電路叫做壓控震蕩器，是一個(gè)壓敏電容，是產(chǎn)生一個(gè)震蕩頻率的電路叫做壓控震蕩器，是一個(gè)壓敏電容

6、，當(dāng)受到一個(gè)變化的電壓時(shí)候它的容量會(huì)變化，變化的電容引起震當(dāng)受到一個(gè)變化的電壓時(shí)候它的容量會(huì)變化，變化的電容引起震蕩頻率的變化，產(chǎn)生變頻。把這個(gè)受控的頻率用于控制輸出電壓蕩頻率的變化，產(chǎn)生變頻。把這個(gè)受控的頻率用于控制輸出電壓的頻率，使得受控的電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化。的頻率，使得受控的電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化。 磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速方程為no= ，轉(zhuǎn)差率為S=S=1- n=（1-s）*no= e=- 60fpno-nnono-nnonon60f(1-s) pdtd 由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，=- Nd dt假設(shè) =m * sin（t） e=- jm Ncos（t） e =- j(2/根號(hào)根號(hào)2)fNcos（t）寫成相量形式

7、，=-j4.44fN =-j4.44fN移項(xiàng)得=U/(4.44K * f*N)電機(jī)的磁路設(shè)計(jì)都是按照一定的磁通量設(shè)計(jì)的，即電機(jī)的磁路設(shè)計(jì)都是按照一定的磁通量設(shè)計(jì)的，即T=N*I*cos 把所有公式總結(jié)起來，把所有公式總結(jié)起來，另外，電機(jī)的磁路設(shè)計(jì)都是按照一定的磁通量設(shè)計(jì)的，即另外，電機(jī)的磁路設(shè)計(jì)都是按照一定的磁通量設(shè)計(jì)的，即T=K*I*cos (T為電機(jī)轉(zhuǎn)矩，為電機(jī)轉(zhuǎn)矩，cos為功率因數(shù)為功率因數(shù)) n=60f(1-s)/p T=K*I*cos =U/(4.44K * f*N)由公式所知，由公式所知，若若f，T，嚴(yán)重時(shí)電機(jī)停止，嚴(yán)重時(shí)電機(jī)停止，若若f，磁通過大時(shí)，磁回路飽和，激磁電流上升，導(dǎo)致

8、鐵，磁通過大時(shí)，磁回路飽和，激磁電流上升，導(dǎo)致鐵損急劇增加，功率因數(shù)下降，產(chǎn)生很大的尖峰電流，嚴(yán)重時(shí)將燒損急劇增加，功率因數(shù)下降，產(chǎn)生很大的尖峰電流，嚴(yán)重時(shí)將燒壞電動(dòng)機(jī)。壞電動(dòng)機(jī)。 必須保證必須保證為恒定，必須保證為恒定，必須保證u/f為一個(gè)常量。為一個(gè)常量。U/ f=4.44K * N *(常數(shù)常數(shù)) 基頻以下基頻以下變頻調(diào)速的機(jī)械特性曲線變頻調(diào)速的機(jī)械特性曲線noNnoanobnocTn fNfa fb fcfNfafbfcT=3nU sRr2f(sRS+Rr) +s (2f) (Ls+Lr) 機(jī)械特性方程：機(jī)械特性方程：f=pnO電機(jī)在基頻下一般采用電機(jī)在基頻下一般采用恒轉(zhuǎn)矩控制。恒轉(zhuǎn)矩

9、控制。當(dāng)當(dāng)f (頻率頻率) 時(shí)，時(shí)，n(轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速) , I(電流電流) 不變，不變，U(電電壓壓) ，P (輸出功率輸出功率) ，U/f不變，不變，T (轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩)不變。不變。 圖像上，當(dāng)圖像上，當(dāng)f (頻率頻率) 時(shí)，時(shí)，圖像向下平移，圖像向下平移，f (頻率頻率)越低，越低， Tm (最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩)越越小。當(dāng)太小時(shí)，限制電小。當(dāng)太小時(shí)，限制電機(jī)帶載能力。適當(dāng)提高機(jī)帶載能力。適當(dāng)提高電壓電壓(定子降壓補(bǔ)償定子降壓補(bǔ)償)，可以增強(qiáng)帶載能力?？梢栽鰪?qiáng)帶載能力。補(bǔ)償定子降壓補(bǔ)償定子降壓后后補(bǔ)償定子降壓補(bǔ)償定子降壓前前Tn基頻以上基頻以上變頻調(diào)速的機(jī)械特性曲線變頻調(diào)速的機(jī)械特性曲線noNnoanobnocfbfcfafN fNfa fb fc當(dāng)在基頻以上進(jìn)行變頻調(diào)速時(shí)，當(dāng)在基頻以上進(jìn)行變頻調(diào)速時(shí)，當(dāng)當(dāng)n，Tm(最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩)，機(jī)械特，機(jī)械特性曲線上移，基本形狀不變。性曲線上移，基本形狀不變。而當(dāng)而當(dāng)f (頻率頻率) ,由于由于U不變，不變， (氣隙磁通氣隙磁通) (=U/(4.44K * f*N) )，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩減小，但同時(shí)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩減小，但同時(shí)n (轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速) ，可以認(rèn)為輸出功率，可以認(rèn)為輸出功率不變，所以，不變，所以，基頻以