變頻器的分類和特點(diǎn)及技術(shù)參數(shù)全套

變頻器的分類和特點(diǎn)及技術(shù)參數(shù)1、變頻器的分類變頻器可按變流環(huán)節(jié)、直流電路儲(chǔ)能方式、輸出電壓調(diào)制方式、控制方式、輸入電源的相數(shù)和用途分類。1.1、按變流方式分類（1）交-交變頻器。交-交變頻器是把固定頻率的交流電直接轉(zhuǎn)換成頻率、電壓可調(diào)的交流電。變換效率高，但所用變流器件較多、成本高，連續(xù)可調(diào)的頻率范圍窄，通常為額定頻率的1/2以下，常用于大功率（500kw或1000kw以上）、低速（600r/min以下）的場合。如軋鋼機(jī)、球磨機(jī)、水泥回轉(zhuǎn)窯等。（2）交-直-交變頻器。交-直-交變頻器是先將固定頻率的交流電整流成直流電，再把直流電逆變成頻率、電壓可調(diào)的交流電。由于直流電逆變成交流電的環(huán)節(jié)較易控制，因此在頻率范圍及改變頻率后電動(dòng)機(jī)的特性等方面都有明顯的優(yōu)勢，是目前廣泛采用的變頻器結(jié)構(gòu)。?交—交變頻器與交—直—交變頻器兩種變頻器的結(jié)構(gòu)下圖所示。圖1主要特點(diǎn)2、按電路儲(chǔ)能方式分類（1）電壓型變頻器。變頻器電路中間環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件采用大電容緩沖負(fù)載的無功功率，如圖1-4所示。由于大電容的作用，直流電壓比較平穩(wěn)，直流電源內(nèi)阻較小，相當(dāng)于電壓源，故稱電壓型變頻器。常用于負(fù)載電壓變化較大的場合，可以驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行。缺點(diǎn)是不易實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)，必須制動(dòng)時(shí)，只能采用直流環(huán)節(jié)并聯(lián)電阻的能耗制動(dòng)或者采用可逆整流器，調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)比較慢。圖3（2）電流型變頻器。變頻器電路的中間直流環(huán)節(jié)采用大電感作為儲(chǔ)能環(huán)節(jié)緩沖無功功率，如圖1-5所示。由于電感的作用，直流電流較平穩(wěn)，電源內(nèi)阻抗高，相當(dāng)于電流源。其優(yōu)點(diǎn)是容易實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)，電動(dòng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，直流電壓可以迅速改變，故調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。因此電流變頻器適用于頻繁急加速或減速的大容量電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)。在大容量的風(fēng)機(jī)、泵類節(jié)能調(diào)速中也有應(yīng)用。圖43、按控制方式分類（1）U/f（恒壓頻比）控制變頻器。變頻器在改變頻率的同時(shí)改變輸出電壓，保持U/f恒定而得到所需的轉(zhuǎn)矩特性。U/f控制變頻器結(jié)構(gòu)簡單，無需速度傳感器，為速度開環(huán)控制，負(fù)載可以是通用標(biāo)準(zhǔn)異步電動(dòng)機(jī)，所以通用性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好。但速度開環(huán)控制方式不能達(dá)到較高的控制性能，而且在輸出頻率較低時(shí)必須進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，以改變低頻轉(zhuǎn)矩特性，故常用于速度精度要求不高或負(fù)載變動(dòng)較小的場合。（2）矢量控制變頻器。將異步電動(dòng)機(jī)的定子電流分解為產(chǎn)生磁場的電流分量和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量，并分別加以控制，從而達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。采用矢量控制的變頻器，不僅在調(diào)速范圍上與直流電動(dòng)機(jī)相媲美，而且在控制異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩性能方面，達(dá)到了直流電動(dòng)機(jī)控制轉(zhuǎn)矩的水平。矢量控制變頻器具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，低頻轉(zhuǎn)矩大，控制靈活等優(yōu)點(diǎn)。?矢量控制變頻器可應(yīng)用于要求高速響應(yīng)的工作機(jī)械。如工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)速度至少需要100rad/s，矢量控制變頻器驅(qū)動(dòng)速度響應(yīng)最高可達(dá)1000rad/s，保證機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)快速、精確地工作。?矢量控制變頻器可應(yīng)用于高精度的電力拖動(dòng)驅(qū)動(dòng)，如鋼板和線材卷取機(jī)的張力控制；四象限運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，如高速電梯的拖動(dòng)；工作于惡劣工作環(huán)境的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，如造紙機(jī)、印染機(jī)需要在高溫、高濕并有腐蝕性氣體的環(huán)境中工作，異步電動(dòng)機(jī)比直流電動(dòng)機(jī)更為適應(yīng)。圖54、按輸入電源的相數(shù)分類（1）三進(jìn)三出變頻器?變頻器的輸入側(cè)和輸出側(cè)都是三相交流電，絕大多數(shù)變頻器都屬此類。（2）單進(jìn)三出變頻器?變頻器的輸入側(cè)為單相交流電，輸出側(cè)是三相交流電，俗稱“單相變頻器”。該類變頻器通常容量較小，適合在單相電源情況下使用，如家用電器里的變頻器均屬此類。5、按用途分類（1）通用變頻器?通用變頻器一般為電壓型變頻器，具有不選擇負(fù)載的通用性，應(yīng)用范圍廣，適用于多種機(jī)械及控制場合。一般情況下與標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)結(jié)合使用，可獲得很好的傳動(dòng)性能。（2）專用變頻器?專用變頻器的特點(diǎn)是其行業(yè)專用性，它針對(duì)不同的行業(yè)特點(diǎn)集成了可編程控制器以及很多硬件外設(shè)，可以在不增加外部板件的基礎(chǔ)上直接應(yīng)用于行業(yè)中。比如，恒壓供水專用變頻器就能處理供水中變頻與工頻切換、一拖多控制等。6、變頻器的技術(shù)指標(biāo)6.1、輸入側(cè)的技術(shù)參數(shù)（1）輸入電壓UIN。即輸入變頻器的電源電壓。在我國，低壓變頻器的輸入電壓通常為380V（三相）和220V（單相）。此外，變頻器還對(duì)輸入電壓的允許波動(dòng)范圍作出規(guī)定，如±10%、-15%~+10%等。（2）相數(shù)。如單相、三相。（3）頻率fIN。即輸入變頻器電源的頻率（常稱工頻）。我國為50Hz，頻率的允許波動(dòng)范圍通常規(guī)定±5%。6.2、輸出側(cè)的技術(shù)參數(shù)（1）額定輸出電壓UN。因?yàn)樽冾l器的輸出電壓要隨頻率而變，所以，UN定義為輸出的最高電壓，通常它總是和輸入電壓UIN相等。（2）額定輸出電流IN。變頻器允許長時(shí)間輸出的最大電流。（3）額定容量SN。變頻器額定電壓和額定電流的乘積：（4）適用電動(dòng)機(jī)及其容量PN。在連續(xù)不變負(fù)載中，允許配用的最大電動(dòng)機(jī)容量。應(yīng)該注意，這個(gè)容量一般是以4極普通交流異步電動(dòng)機(jī)為對(duì)象，而6極以上的電動(dòng)機(jī)和變極電動(dòng)機(jī)等特殊電動(dòng)機(jī)的額定電流大于4極普通交流異步電動(dòng)機(jī)的額定電流，因此在驅(qū)動(dòng)4極以上電動(dòng)機(jī)及特殊電動(dòng)機(jī)時(shí)就不能單依據(jù)此項(xiàng)指標(biāo)選擇變頻器，同時(shí)還要考慮變頻器的額定電流是否滿足電動(dòng)機(jī)的額定電流。另外，在生產(chǎn)機(jī)械中，電動(dòng)機(jī)的容量主要是根據(jù)發(fā)熱狀況來選定的。在變動(dòng)性負(fù)載、斷續(xù)性負(fù)載及短時(shí)負(fù)載中，只要溫升不超過允許值，