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變頻器組成
逆變器,同整流器相反,逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率,以所確定的時(shí)間使6個(gè)開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型pwm逆變器為例示出開關(guān)時(shí)間和電壓波形。
控制電路是給異步電動(dòng)機(jī)供電(電壓、頻率可調(diào))的主電路提供控制信號(hào)的回路,它有頻率、電壓的“運(yùn)算電路”,主電路的“電壓、電流檢測(cè)電路”,電動(dòng)機(jī)的“速度檢測(cè)電路”,將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的“驅(qū)動(dòng)電路”,以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的“保護(hù)電路”組成。
(1)運(yùn)算電路:將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測(cè)電路的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算,決定逆變器的輸出電壓、頻率。
(2)電壓、電流檢測(cè)電路:與主回路電位隔離檢測(cè)電壓、電流等。
(3)驅(qū)動(dòng)電路:驅(qū)動(dòng)主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。
(4)速度檢測(cè)電路:以裝在異步電動(dòng)機(jī)軸機(jī)上的速度檢測(cè)器(tg、plg等)的信號(hào)為速度信號(hào),送入運(yùn)算回路,根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動(dòng)機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。
(5)保護(hù)電路:檢測(cè)主電路的電壓、電流等,當(dāng)發(fā)生過(guò)載或過(guò)電壓等異常時(shí),為了防止逆變器和異步電動(dòng)機(jī)損壞。
變頻器的發(fā)展方向
電力電子器件的基片已從Si(硅)變換為SiC(碳化硅),使電力電子新元件具有耐高壓、低功耗、耐高溫的優(yōu)點(diǎn);并制造出體積小、容量大的驅(qū)動(dòng)裝置;磁鐵電動(dòng)機(jī)也正在開發(fā)研制之中。隨著IT技術(shù)的迅速普及,變頻器相關(guān)技術(shù)發(fā)展迅速。智能化的變頻器使用時(shí)不必進(jìn)行很多參數(shù)設(shè)定,本身具備故障自診斷功能,具有高穩(wěn)定性、高可靠性及實(shí)用性。利用互聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)變頻器聯(lián)動(dòng),甚至是以工廠為單位的變頻器綜合管理控制系統(tǒng)。
現(xiàn)在以太陽(yáng)能和風(fēng)力為能源的燃料電池以其低廉的價(jià)格嶄露頭角,有后來(lái)居上之勢(shì)。這些發(fā)電設(shè)備的特點(diǎn)是容量小而分散,將來(lái)的變頻器就要適應(yīng)這樣的新能源,要低耗?,F(xiàn)在電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)以驚人的速度向前發(fā)展,變頻調(diào)速傳動(dòng)技術(shù)也隨之取得了日新月異的進(jìn)步,這種進(jìn)步集中體現(xiàn)在交流調(diào)速裝置的大容量化、變頻器的性能化和多功能化、結(jié)構(gòu)的小型化等方面。
變頻器的制造專門化,可以使變頻器在某一領(lǐng)域的性能更強(qiáng),如風(fēng)機(jī)、水泵用變頻器、電梯專用變頻器、起重機(jī)械專用變頻器、張力控制專用變頻器等。除此以外,變頻器有與電動(dòng)機(jī)一體化的趨勢(shì),使變頻器成為電動(dòng)機(jī)的一部分,可以使體積更小,控制更方便。
保護(hù)環(huán)境,制造“綠色”產(chǎn)品是人類的新理念。電力拖動(dòng)裝置應(yīng)著重考慮節(jié)能、變頻器能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的低公害,使變頻器在使用過(guò)程中的噪聲、電源諧波對(duì)電網(wǎng)的污染等問(wèn)題減少到很低程度。