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      四川博爾自控自動化控制工程有限公司(貴州鮑爾設備自動化控制工程有限公司)

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      技術天地

      變頻器的工作原理

      時間:2017-06-19 10:28:14


      變頻器基礎原理知識
      1.變頻器基礎
      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。
      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。
            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定有一定的標準,如我國大陸規定,直接用戶單相交流電為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于我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”。
      為了產生可變的電壓和頻率,該設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。
      把直流電(DC)變換為交流電(AC)的裝置,其科學術語為“inverter”(逆變器)。
      一般逆變器是把直流電源逆變為一定的固定頻率和一定電壓的逆變電源。對于逆變為頻率可調、電壓可調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速用,又叫變頻調速器。
      對于主要用在儀器儀表的檢測設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。
      由于變頻器設備中產生變化的電壓或頻率的主要裝置叫“inverter”,故該產品本身就被命名為“inverter”,即:變頻器。
      變頻器也可用于家電產品。使用變頻器的家電產品中,不僅有電機(例如空調等),還有熒光燈等產品。
      用于電機控制的變頻器,既可以改變電壓,又可以改變頻率。但用于熒光燈的變頻器主要用于調節電源供電的頻率。
      汽車上使用的由電池(直流電)產生交流電的設備也以“inverter”的名稱進行出售。
      變頻器的工作原理被廣泛應用于各個領域。例如計算機電源的供電,在該項應用中,變頻器用于抑制反向電壓、頻率的波動及電源的瞬間斷電。
      2. 電機的旋轉速度為什么能夠自由地改變?
      n = 60f/p(1-s)  n: 電機的轉速 f: 電源頻率 p: 電機磁極對數 s:電機的轉差率
      電機的轉速 = 60(秒)*頻率(Hz)/電機的磁極對數 - 電機的轉差率
      電機旋轉速度單位:每分鐘旋轉次數,rpm/min也可表示為rpm 
      電機的旋轉速度同頻率成比例 同步電機的轉差矩為0,同步電機的轉速 = 60(秒)*頻率(Hz)/電機的磁極對數
      異步的轉速比同步電機的轉速低。
      例如:4極三相步電機 60Hz時 低于 1,800 [r/min]  4極三相異步電機 50Hz時低于 1,500 [r/min]
      本文中所指的電機為感應式交流電機,在工業領域所使用的大部分電機均為此類型電機。
      感應式交流電機(以后簡稱為電機)的旋轉速度近似地確決于電機的極對數和頻率。
      由電機的工作原理決定電機的磁極對數是固定不變的。由于電機的磁極對數1個磁極對數等于2極,電機的極數不是一個連續的數值(為2的倍數,例如極數為2,4,6),所以不適和改變該值來調整電機的速度。
      另外,頻率是電機供電電源的電信號,所以該值能夠在電機的外面調節后再供給電機,這樣電機的旋轉速度就可以被自由的控制。
      因此,以控制頻率為目的的變頻器,是做為電機調速設備的優選設備。 