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西门子变频器的工作原理_91化工仪器网

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放大字体  缩小字体    发布日期:2019-09-02  来源:仪器信息网  作者:Mr liao  浏览次数:165
核心提示:变频器元件整流电路由VD1-VD6六个整流二极管组成不可控全波整流桥。对于380V的额定电源,一般二极管反向耐压值应选1200V,二极管的正向电流为电机额定电流的1.414-2倍。电容C1吸收电容,整流电路输出是脉动的直流电压,必须加以滤波。变压器一种常见的电气设备,可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压,也可以改变交流电的数值及变换阻抗或改变相位。压敏电阻有三个作用:一、过电压保护;二、耐雷击要求;三、安规测试需要.热敏电阻:过热保护霍尔元件安装在UVW的其中二相,用于检测输出电流值
变频器元件整流电路

由VD1-VD6六个整流二极管组成不可控全波整流桥。对于380V的额定电源,一般二极管反向耐压值应选1200V,二极管的正向电流为电机额定电流的1.414-2倍。

电容C1

吸收电容,整流电路输出是脉动的直流电压,必须加以滤波。

变压器

一种常见的电气设备,可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压,也可以改变交流电的数值及变换阻抗或改变相位。

压敏电阻

有三个作用:一、过电压保护;二、耐雷击要求;三、安规测试需要.

热敏电阻:过热保护

霍尔元件

安装在UVW的其中二相,用于检测输出电流值。选用时额定电流约为电机额定电流的2倍左右。

充电电阻

作用是防止开机上电瞬间电容对地短路,烧坏储能电容开机前电容二端的电压为 0V;所以在上电(开机)的瞬间电容对地为短路状态。如果不加充电电阻在整流桥与电解电容之间,则相当于380V电源直接对地短路,瞬间整流桥通过无穷大的电流导致整流桥炸掉。一般而言变频器的功率越大,充电电阻越小。充电电阻的选择范围一般为:10-300 。

储能电容

又叫电解电容,在充电电路中主要作用为储能和滤波。PN端的电压工作范围一般在 430VDC~700VDC 之间,而一般的高压电容都在 400VDC左右,为了满足耐压需要就必须是二个400VDC的电容串起来作800VDC。容量选择 60uf/A

均压电阻:防止由于储能电容电压的不均烧坏储能电容;因为二个电解电容不可能做成完全一致,这样每个电容上所承受的电压就可能不同,承受电压高的发热严重(电容里面有等效串联电阻)或超过耐压值而损坏。

C2电容

吸收电容,主要作用为吸收IGBT的过流与过压能量。

电源板

开关电源电路向操作面板、主控板、驱动电路、检测电路及风扇等提供低压电源,开关电源提供的低压电源有: 5V、 15V 、 24V向CPU其附属电路、控制电路、显示面板等提供电源。

驱动板

主要是将CPU生成的PWM脉冲经驱动电路产生符合要求的驱动信号激励IGBT输出电压。

控制板

也叫CPU板,相当人的大脑,处理各种信号以及控制程序等部分

元器件如图:

变频器基础原理控制方式

1: VVVF 是 Variable Voltage and Variable Frequency 的缩写,意为改变电压和改变频率,也就是人们所说的变压变频。

2: CVCF 是 Constant Voltage and Constant Frequency 的缩写,意为恒电压、恒频率,也就是人们所说的恒压恒频。

VVC的控制原理

在VVC中,控制电路用一个数学模型来计算电机负载变化时佳的电机励磁,并对负载加以补偿。

此外集成于ASIC电路上的同步60 PWM方法决定了逆变器半导体器件(IGBTS)的佳开关时间。

决定开关时间要遵循以下原则:

数值上大的一相在1/6个周期(60 )内保持它的正电位或负电位不变。

其它两相按比例变化,使输出线电压保持正弦并达到所需的幅值(如下图)

与正弦控制PWM不同,VVC是依据所需输出电压的数字量来工作的。这能保证变频器的输出达到电压的额定值,电机电流为正弦波,电机的运行与电机直接接市电时一样。

由于在变频器计算的输出电压时考虑了电机的常数(定子电阻和电感),所以可得到佳的电机励磁。

因为变频器连续的检测负载电流,变频器就能调节输出电压与负载相匹配,所以电机电压可适应电机的类型,跟随负载的变化。

VVC+的控制原理是将矢量调制的原理应用于固定电压源PWM逆变器,这一控制建立在一个改善了的电机模型上,该电机模型较好的对负载和转差进行了补偿。

因为有功和无功电流成分对于控制系统来说都是很重要的,控制电压矢量的角度可显著的改善0-12HZ范围内的动态性能,而在标准的PWM U/F驱动中0-10HZ范围一般都存在着问题。

利用SFAVM或60 AVM原理来计算逆变器的开关模式,可使气隙转矩的脉动很小(与使用同步PWM的变频器相比)。

用户可以选择自己喜爱的工作原理,或者由逆变器依据散热器的温度来自动选择控制原理。如果温度低于75 C采用SFAVM原理来控制,当温度高于75℃时就应用60 AVM原理。

以下给出这两个原理的概要

选择

逆变器大的开关频率

特点

SFAVM

大8kHz

1. 与同步60 PWM(VVC)相比,转矩纹波小

2. 无 换挡

3. 逆变器的开关损耗大

60 AVM

大14kHz

1. 逆变器的开关损耗减少(与SFAVM相比减少1/3)

2. 与同步60 PWM(VVC)相比转矩纹波小

3. 与SFAVM相比转矩纹波相对大些


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