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西門子變頻器調(diào)速的基本工作原理分析
根據(jù)電機轉(zhuǎn)速的公式
n=n1(1-s)(1)
N1=60f/p(2)
式中:n-電機轉(zhuǎn)速;n1-電機的同步轉(zhuǎn)速;s-滑差;f-旋轉(zhuǎn)磁場頻率;P-電機極對數(shù)
可知改變電機轉(zhuǎn)速的方法有改變滑差s、改變旋轉(zhuǎn)磁場頻率f、改變電機極對數(shù)p三種。
西門子變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用把電壓、頻率固定不變的交流電變成電壓、頻率都可調(diào)的交流電源。是由由主電路和控制帶電路組成的。主電路是給異步電動機提供可控電源的電力轉(zhuǎn)換部分,變頻器的主電路分為兩類,其中電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器,直流回路的濾波部分是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器,其直流回路濾波部分是電感。它由三部分構(gòu)成,將工頻電源變換為直流功率的整流部分,吸收在轉(zhuǎn)變中產(chǎn)生的電壓脈動的平波回路部分,將直流功率變換為交流功率的逆變部分??刂齐娐肥墙o主電路提供控制信號的回路,它有決定頻率和電壓的運算電路,檢測主電路數(shù)值的電壓、電流檢測電路,檢測電動機速度的的速度檢測電路,將運算電路的控制信號放大的驅(qū)動電路,以及對逆變器和電動機進行保護的保護電路組成。
現(xiàn)在大多數(shù)的變頻器基本都采用交直交方式(VVVF變頻或矢量控制),將工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換為直流電源,再把直流電源轉(zhuǎn)換成近似于正弦波可控的交流電以供給電動機。以圖1為例簡單說明一下變頻器的工作原理。
三相交流電經(jīng)過VD1~VD6整流后,正極經(jīng)過RL,RL在這里是防止電流忽然變大。經(jīng)過RL電流趨于穩(wěn)定,晶閘管觸點會導(dǎo)通。之后直流電壓加在了濾波電容CF1、CF2上,這兩個電容的作用是讓直流電波形變得更加平滑。之所以是兩個電容是由于一個電容的耐壓有限,所以用兩個電容串聯(lián)起來使用。均壓電阻 R1、R2是讓CF1和CF2上的電壓一樣,兩個電容的容量不同的話,分壓就會不同,所以各并聯(lián)了一個均壓電阻。而中間的放電回路作用則是釋放掉感性負載啟動或停止時的反電勢,用來保護逆變管V1~V6和整流管VD1~VD6。直流母線電壓加到V1~V6六個IGBT上,基極由控制電路控制??刂齐娐房刂颇橙齻€管子的導(dǎo)通給電機繞組內(nèi)提供電流,產(chǎn)生磁場使電機運轉(zhuǎn)。