變頻器 顧名思義 就是改變頻率的儀器
啥是頻率啊 很多電器上都標(biāo)有 50hz 的字樣 意思就是 50赫茲
50赫茲 又是個啥呀 就是交流電的電能量在1秒鐘內(nèi)往返相線和零線之間50次
單相正玄交流電 波形圖
上圖中左邊縱坐標(biāo)(向上那個箭頭)v+的是正向電壓 o 是零伏 v- 是負(fù)電壓,橫坐標(biāo)t 是時間。
從左邊零伏開始隨著時間的延續(xù)電壓從零伏開始升高,第一個向上的最高點是正的220伏,然后由最高點開始向下降壓,到與時間軸交叉點時電壓為零伏(這個過程也叫一個正半波),然后繼續(xù)下降到最低點這時的電壓是負(fù)的220伏,然后開始上升直到與時間軸相遇的第二個點這時電壓為零(這個過程也叫一個負(fù)半波),至此 電壓由零到正的220伏到零伏到負(fù)的220伏到零伏的過程就是1赫茲的產(chǎn)生過程,其實就是發(fā)電機的一個線圈切割一個磁體的兩極的過程所產(chǎn)生的。1秒鐘內(nèi)有50個這樣的正負(fù)半波就是50赫茲
下面這是三相交流發(fā)電機的演示圖比較直觀的展示了電壓周期變化的過程。
變頻器長啥樣? 百度圖片 大把的有
常用的變頻器外觀都有這幾個特點 有操作器 ,有數(shù)碼管,有的有電位器 ,接線的位置 主要是 三進(jìn)三出的 當(dāng)然也有單相220v輸入的(單相輸入的一般都是小功率的所以體積一般不大)
干嘛用的?
變頻器就是要能改變頻率。改變頻率就能改變電機轉(zhuǎn)速。
什么原理?
三相交流電 或是 單相交流電 通過整流橋 變成直流 ,直流通過逆變模塊igbt 輸出頻率不同的三相交流電。逆變模塊igbt受控于驅(qū)動板,驅(qū)動板受控于cup板。
交直交 是主回路,cpu和驅(qū)動板就相當(dāng)于繼電控制電路的二次側(cè)。
圖解過程
1 整流電路: vd1~vd6組成三相不可控整流橋,220v系列采用單相全波整流橋電路;380v系列采用橋式全波整流電路。
2 中間濾波電路:整流后的電壓為脈動電壓,必須加以濾波;濾波電容除濾波作用外,還在整流與逆變之間起去耦作用、消除干擾、提高功率因素,由于該大電容儲存能量,在斷電的短時間內(nèi)電容兩端存在高壓電,因而要在電容充分放電后才可進(jìn)行操作。
3 限流電路:由于儲能電容較大,接入電源時電容兩端電壓為零,因而在上電瞬間電容的充電電流很大,過大的電流會損壞整流橋二極管,為保護(hù)整流橋上電瞬間將充電電阻rs串入直流母線中以限制充電電流,當(dāng)電容充電到一定程度時由開關(guān)ks將rs短路。
4 逆變電路:逆變管v1~v6組成逆變橋?qū)⒅绷麟娔孀兂深l率、幅值都可調(diào)的交流電,是變頻器的核心部分。常用逆變模塊有:gtr、bjt、gto、igbt、igct等,一般都采用模塊化結(jié)構(gòu)有2單元、4單元、6單元
5 續(xù)流二極管d1~d6:其主要作用為:
(1)電機繞組為感性具有無功分量,vd1~vd7為無功電流返回到直流電源提供通道
(2)當(dāng)電機處于制動狀態(tài)時,再生電流通過vd1~vd7返回直流電路。
(3)v1~v6進(jìn)行逆變過程是同一橋臂兩個逆變管不停地交替導(dǎo)通和截止,在換相過程中也需要d1~d6提供通路。
6 緩沖電路
由于逆變管v1~v6每次由導(dǎo)通切換到截止?fàn)顟B(tài)的瞬間,c極和e極間的電壓將由近乎0v上升到直流電壓值ud,這過高的電壓增長率可能會損壞逆變管,吸收電容的作用便是降低v1~v6關(guān)斷時的電壓增長率。
7 制動單元
電機在減速時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速將可能超過此時的同步轉(zhuǎn)速(n=60f/p)而處于再生制動(發(fā)電)狀態(tài),拖動系統(tǒng)的動能將反饋到直流電路中使直流母線(濾波電容兩端)電壓ud不斷上升(即所說的泵升電壓),這樣變頻器將會產(chǎn)生過壓保護(hù),甚至可能損壞變頻器,因而需將反饋能量消耗掉,制動電阻就是用來消耗這部分能量的。制動單元由開關(guān)管與驅(qū)動電路構(gòu)成,其功能是用來控制流經(jīng)rb的放電電流ib。
在這里說明一下,逆變電路現(xiàn)在都模塊化了,舉例就是把 v1 d1 v4 d4 做成了一個整體。小功率的變頻器整個逆變部分就是一個整體模塊。
三相交流電電源 r s t 進(jìn)入整流橋 轉(zhuǎn)化成直流電 最下面一條橫線是負(fù)極也叫做負(fù)
極母線,最上面一條橫線是正極也叫做正極母線,大功率的變頻器母線是用鋁板或者銅
條做的,正極電能通過rs進(jìn)入儲能電容組c1 c2 然后 正極電能延著正極母線繼續(xù)往前
到了逆變模塊igbt
上面說的就是變頻器通電的過程,下面來說說變頻器的逆變電路工作過程。
先說說逆變模塊,v1收到驅(qū)動板過來的信號d1就導(dǎo)通,其余的都一樣。
v2有d2通 v3有d3通 v4有d4通 v5有d5通 v6有d6通
工作時順序是 1,2,3,4,5,6
v1有信號d1導(dǎo)通,正極母線上的電能通過d1流向輸出端子u ,通過電機線圈返回到輸出
端子w,v2有信號d2導(dǎo)通,輸出端子w的電能通過d2流向負(fù)極母線。
v3有信號d3導(dǎo)通,正極母線上的電能通過d3流向輸出端子v ,通過電機線圈返回到輸出
端子v,v4有信號d4導(dǎo)通,輸出端子v的電能通過d4流向負(fù)極母線。
v5有信號d5導(dǎo)通,正極母線上的電能通過d5流向輸出端子w ,通過電機線圈返回到輸出
端子w,v6有信號d6導(dǎo)通,輸出端子w的電能通過d6流向負(fù)極母線。
一個周期完成
v1和d1是u相的上橋臂,v4和d4是u相的下橋臂
v3和d3是v相的上橋臂,v6和d6是v相的下橋臂
v5和d5是w相的上橋臂,v2和d2是w相的下橋臂
注意!注意!注意!重要的事情要說三遍。v 1和v4不能同時有信號, v3和v6不能同時有信號, v5和v2不能同時有信號 ,u,v,w 各相的上下橋臂不能同時有信號導(dǎo)通,會短路放炮的,逆變模塊會爆炸。
我第一次學(xué)修變頻器時就放了兩三炮,一炮就一千多塊沒啦,即危險又燒錢啊。所以維修時要注意避免這種情況發(fā)生,方法后面講。
怎么安裝?
四個螺絲一固定,電源線一接(三相的就r s t 單相的就 l n),輸出線u v w三條接上就可以運行了,就這么簡單。不信?把電源打開調(diào)好頻率,按下變頻器上綠色的run,你看電機轉(zhuǎn)不轉(zhuǎn)。新的變頻器和正常的電機它就會轉(zhuǎn)起來。
當(dāng)然啦這只是最簡單的安裝,雖然電機能轉(zhuǎn)起來,但是不一定符合應(yīng)用要求。
聊到這里有些不想在往下說了,因為要說的在說明書里都能找到。一帶而過吧
主電路在一樓已經(jīng)說過了,電源進(jìn)線三相的三條,單相的就兩條,輸出就三條 u v w ,主電路當(dāng)中有些附加的比如直流電抗器和制動電阻要根據(jù)實際情況一般不需要。
除非是 電源質(zhì)量不好高頻雜波干擾就要加直流電抗器,電機所帶的負(fù)載慣性較大就加制動電阻
主電路就這樣了。
控制電路
主要就兩個,一是設(shè)定頻率的方式(頻率命令通過什么給變頻器)。二是啟動命令用什么方式給變頻器。
設(shè)定頻率的方式;打個比方,一個4級的三相異步電動機工頻50hz時的轉(zhuǎn)速是1460轉(zhuǎn),現(xiàn)在想要讓它以930轉(zhuǎn)的速度運行,你得告訴變頻器現(xiàn)在跑25赫茲就行了,怎么告訴變頻器呢,調(diào)整運行頻率,怎么調(diào)呢,說明書上有,在哪呢,參數(shù)一覽表頻率設(shè)定方式。
變頻器的型號不同會有所不同,一般就下面這幾種。
通過操作器上的電位器調(diào)整,就是面板 上可以擰的那個;通過操作器上的向上向下的按鍵調(diào)整;通過端子排輸入信號來調(diào)整,信號又分為三鐘(開關(guān)量,模擬量,數(shù)字量)哎呀 說到這越扯越遠(yuǎn)了,通俗的簡單舉例吧。
開關(guān)量
通過兩個開關(guān)來設(shè)定,面板上的向上向下的加減就是這類。
模擬量
用電位器來調(diào)節(jié),面板上可以擰的那個就是電位器。
數(shù)字量
什么是數(shù)字量,以數(shù)值的方式告訴變頻器要設(shè)定多少,比如你可告訴變頻器給我調(diào)到45赫茲,變頻器就直接到了45赫茲了,沒有開關(guān)量和模擬量那樣從0到45的過程直接就45赫茲(這里說的是設(shè)定頻率,運行時還是會有0到45漸變的過程哦)。
你對著變頻器大聲叫給我調(diào)到45它是不會理你的,現(xiàn)在的變頻器還沒有聲控的,至少我沒見過。那怎么告訴它得呢,這就要用到通訊了,485是工業(yè)常用的通訊接口方式,只有接口還不行,打個比方吧,兩個人正在打電話,電話就相當(dāng)于485通訊接口把兩個人接通了可以講話了,但是接下來會出現(xiàn)一種狀況,我電話打過去對方是個廣東人說的是客家話咱聽不懂啊,我不會客家話呀,咋辦呢,這時就要引入一個標(biāo)準(zhǔn),普通話全國人民都能聽得懂,這樣就能全民順暢的溝通了。485的普通話是啥呢, modbus (發(fā)音:莫得爸死)死記硬背字母就行,好記得很,莫得爸死,沒得爸要死。確實沒這玩意工業(yè)通訊一下就死翹翹了。好了不瞎扯了,言歸正傳。說到這好像有些跑偏了,不扯這個了,感興趣是以后再聊這些。總之就是用485端口用modbus協(xié)議發(fā)送固定格式的數(shù)據(jù)給變頻器,變頻器就能執(zhí)行相應(yīng)的命令,比如說改變設(shè)定頻率。
啟動命令的方式,簡單說就和設(shè)定頻率的方式差不多,面板上的 run運行按鍵,端子排外接啟動開關(guān),485通訊發(fā)給變頻器啟動命令。