我們使用的電源分為交流電源和直流電源,一般的直流電源大多是由交流電源通過變壓器變壓,整流濾波后得到的。交流電源在人們使用電源中占總使用電源的95%左右。
無論是用于家庭還是用于工廠,單相交流電源和三相交流電源,其電壓和頻率均按各國的規(guī)定有一定的標準,如中國大陸,直接用戶單相交流電壓為220V,三相交流電線電壓為380V,頻率為50Hz,其它國家的電源電壓和頻率可能與中國的電壓和頻率不同,如有單相100V/60Hz,三相200V/60Hz等等。
標準的電壓和頻率的交流供電電源叫工頻交流電。通常,把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。
為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率,該設(shè)備首先要把電源的交流電變換為直流電(DC),這個過程叫整流。一般逆變器是把直流電源逆變?yōu)橐欢l率和一定電壓的逆變電源。對于逆變電源頻率和電壓可調(diào)的逆變器我們稱為變頻器。變頻器輸出的波形是模擬正弦波,主要是用在三相異步電動機調(diào)速用,又叫變頻調(diào)速器。對于主要用在儀器儀表的檢測設(shè)備中的波形要求較高的可變頻率逆變器,要對波形進行整理,可以輸出標準的正弦波,叫變頻電源。一般變頻電源是變頻器價格的15--20倍。變頻器也可用于家電產(chǎn)品。使用變頻器的家電產(chǎn)品中,不僅有電機(例如空調(diào)等),還有熒光燈等產(chǎn)品。
變頻器主要采用交—直—交方式(VVVF變頻或矢量控制變頻),先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源,然后再將直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。
1:VVVF是Variable Voltage and Variable Frequency的縮寫,意為改變電壓和改變頻率,也就是人們所說的變壓變頻。
在VVC中,控制電路用一個數(shù)學(xué)模型來計算電機負載變化時最佳的電機勵磁,并對負載加以補償。此外集成于ASIC電路上的同步60°PWM方法決定了逆變器半導(dǎo)體器件(IGBTS)的最佳開關(guān)時間。決定開關(guān)時間要遵循以下原則:
數(shù)值上最大的一相在1/6個周期(60°)內(nèi)保持它的正電位或負電位不變。其它兩相按比例變化,使輸出線電壓保持正弦并達到所需的幅值。
與正弦控制PWM不同,VVC是依據(jù)所需輸出電壓的數(shù)字量來工作的。這能保證變頻器的輸出達到電壓的額定值,電機電流為正弦波,電機的運行與電機直接接市電時一樣。
由于在變頻器計算最佳的輸出電壓時考慮了電機的常數(shù)(定子電阻和電感),所以可得到最佳的電機勵磁。
因為變頻器連續(xù)的檢測負載電流,變頻器就能調(diào)節(jié)輸出電壓與負載相匹配,所以電機電壓可適應(yīng)電機的類型,跟隨負載的變化。
2:CVCF是Constant Voltage and Constant Frequency的縮寫,意為恒電壓、恒頻率,也就是人們所說的恒壓恒頻。
矢量調(diào)制的原理應(yīng)用于固定電壓源PWM逆變器。這一控制建立在一個改善了的電機模型上,該電機模型較好的對負載和轉(zhuǎn)差進行了補償。因為有功和無功電流成分對于控制系統(tǒng)來說都是很重要的,控制電壓矢量的角度可顯著的改善0-12HZ范圍內(nèi)的動態(tài)性能,而在標準的PWM U/F驅(qū)動中0-10HZ范圍一般都存在著問題。
利用SFAVM或60°AVM原理來計算逆變器的開關(guān)模式,可使氣隙轉(zhuǎn)矩的脈動很?。ㄅc使用同步PWM的變頻器相比)。用戶可以選擇自己最喜愛的工作原理,或者由逆變器依據(jù)散熱器的溫度來自動選擇控制原理。如果溫度低于75°C采用SFAVM原理來控制,當溫度高于75℃時就應(yīng)用60°AVM原理。
以上就是關(guān)于變頻器控制方式及其原理的簡單介紹。