变频机的节能特性及应用

　　1，变频器的组成，分类和功能特点

　　变频器是一种静止的频率变换器，可将配电网电源的50Hz恒定频率变成可调频率的交流电而作为电动机的电源装置，当前国内外使用非常普遍。变频器性能的好坏，很大程度上取决于其逆变部分所应用的电力半导体器件。变频器中使用的电力半导体器件经历了从晶闸管（VT）到可关断晶闸管（GTO）到电力晶体管（GTR）到绝缘栅极双极晶体管（IGBT），一直到目前性能最好的智能功率模块（IPM）。只有IGBT和IPM的出现，才使变频器性能有了质的飞跃。

　　1.1组成变流器的作用是把交流变成直流，逆变器的作用是根据控制回路的指令（PWM脉冲）把直流变成指定频率的交流。变频器中一般都是利用高性能单片机完成计算和控制功能的。

　　1.2分类

　　A.按变换频率的方法不同可分为交-直-交变频器和交-交变频器。交-直-交变频器首先将50Hz的交流经整流变换成直流，经过滤波，再将平滑的直流逆变成频率可调的交流；交-交变频器由三组反并联晶闸管可逆桥式变流器组成，采用电网自然换相原理，具有过载能力强，效率高，输出波形好等优点，但同时也存在输出频率低（最高频率小于1/2电网频率），电网功率因数低，旁频谐波影响等缺点。

　　B.按改变变频器输出电压（或电流）的方法不同可分为PAM型和PWM型。所谓PAM（PulseAmplitudeModulation），是一种改变电压源的电压或电流源的电流的幅值，进行输出控制的方式。在逆变器部分只控制频率，在变流器部分控制输出的电压或电流；PWM（PulseWidthModulation）方式是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各脉冲的等值电压为正弦波状，输出电压或电流波形平滑且低次的谐波少。图2示为PWM逆变器电压调节原理图。三角波形的调制波与正弦波形的信号波比较，取其逻辑（设信号波比三角波大时为正逻辑），就可以得到相应于信号波幅值的脉冲宽度调制电压输出波形，它与正弦波形等效。

　　C.按电压等级分类可分为低压型和高压型变频器。低压型变频器指单相为220V～240V，三相为220V或380V～460V，容量从0.2kW～280kW～500kW的一类变频器，一般称中小容量变频器。高压型变频器一般指高压大容量变频器，有两种结构形式，一种是采用升，降压变压器称之为"高-低-高"式的间接高压变频器；另一种采用高压大容量GTO晶闸管或晶闸管功率元件串联结构，无输入输出变压器，直接将高压电源整流为直流，再逆变输出高压，即"高-高"式变频器。

　　D.按不同的用途可分为地铁机车用变频器，电动车辆用变频器，轧机用变频器和风机，泵类用变频器等。目前，国外已将大功率门极关断（GTO）晶闸管成功地应用于无轨电车，轻轨车辆，地铁机车，干线电力机车和磁悬浮试验车辆的传动系统中。轧钢机是大容量，高过载和快速响应的生产机械，它采用矢量控制的交流变频调速传动机构不仅具有直流传动同样优越的调速性能，还有许多优于直流传动的特点。风机，泵类的用电占我国用电量的40%，为了节能，同时又要降低变频器价格，在世界各国都生产有节能型风机，泵类用变频器。

　　1.3功能特点

　　目前比较先进的变频器都有以下功能：A.速度与转矩特性。采用不同的控制方式，速度与转矩特性是不一样的，如采用V/f控制则调速范围较窄，在低速运行时转差率大，特性较软；而采用无速度传感器矢量控制，即使是驱动通用电机，也能保证在整个频率范围内实现精确的转矩控制，在1Hz时也有150%以上的高起动转矩。

　　B.快速响应功能。变频器采用了单片机控制，特别是采用了高速数字信号处理器（DSP），计算速度快，转速调整响应快，转矩响应速度约0.1秒。

　　C.AVR功能保证了高起动转矩的实现。

　　当线电压下降时，使用AVR（自动电压调整）功能可维持高起动转矩。

[1] [2] [3]  下一页

本文关键字：暂无联系方式变频器基础，变频技术 - 变频器基础