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变频节能原理

来源:  原创 作者:  admin 2018-07-15 16:38


实现变频调速的装置称为变频器。变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器(MCU/DSP)等部分组成。首先将单相或三相交流电源通过整流器并经电容滤波后,形成幅值基本固定的直流电压加在逆变器上,利用逆变器功率元件的通断控制,使逆变器输出端获得一定形状的矩形脉冲波形。在这里,通过改变矩形脉冲的宽度控制其电压幅值;通过改变调制周期控制其输出频率,从而在逆变器上同时进行输出电压和频率的控制,而满足变频调速对U/f协调控制的要求。PWM的优点是能消除或抑制低次谐波,使负载电机在近正弦波的交变电压下运行,转矩脉冲小,调速范围宽。

  采用PWM控制方式的电机转速受到上限转速的限制。如对压缩机来讲,一般不超过7000r/rain。而采用PAM控制方式的压缩机转速可提高1.5倍左右,这样大大提高了快速增速和减速能力。同时,由于PAM在调整电压时具有对电流波形的整形作用,因而可以获得比PWM更高的效率。此外,在抗干扰方面也有着PWM无法比拟的优越性,可抑制高次谐波的生成,减小对电网的污染。采用该控制方式的变频调速技术后,电机定子电流下降64%,电源频率降低30%,出胶压力降低57%。由电机理论可知,异步电机的转速可表示为:

n=60·f8(1—8)/p

fs为电机定子频率(也即是电网频率),P电机定子的绕组极对数,s为转差率。由上式可知,只要转差率不太大,可以近似认为转速n与fs成正比,这就意味着连续平滑的改变电源频率,就可以实现交流电动机大范围的连续平滑调速。例如一个额定转速3000转/分的电动机,由变频器供电,若启动频率设定为5HZ,那么变频器可以运行在5—50HZ之间的任一频率上,则电动机可以运行在30o——3000转/分之间的任一转速上·电动机由市电启动,启动平衡,力矩大又节能。

50HZ380V的市电经过整流滤波环节后成为直流电,再经过逆变环节变成了频率和幅度都可调的交流电。在变频器主回路中电能经过了交流——直流——交流的变换,所以这类变频器称作交——直——交类变频器。



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