變頻器的輸出頻率調(diào)高,那么輸出電壓將如何提高?
發(fā)布時間:2019-12-09 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】變頻器調(diào)頻的過程中,芯片會自動調(diào)整輸出電壓,讓兩者保持一定的比例,變頻器控制的過程中,電壓/頻率的比值,需要保持一定值,否則電機(jī)可能會因為磁通飽和問題而發(fā)熱無力,無法長期工作。
變頻器頻率調(diào)高,電壓也對應(yīng)要調(diào)高
三相異步電機(jī)的調(diào)速,在大功率晶體管突破以前,一直都是非常不容易的事情。主要是它的扭矩取決于電機(jī)里邊的氣隙主磁通和轉(zhuǎn)子電流磁場的互相作用,雖然頻率和轉(zhuǎn)速是成正比例的,但是在基準(zhǔn)頻率以內(nèi)調(diào)速的時候,如果要降低轉(zhuǎn)速而調(diào)低頻率,這時候會出現(xiàn)氣隙主磁通太大,造成磁路嚴(yán)重飽和,引起電機(jī)發(fā)熱。所以在降低頻率的時候,需要把電壓也降低。而在加高頻率的時候,也需要加高電壓,總體上需要維持V/F值基本恒定。
交流電是正弦波,要調(diào)整電壓,對于電子元件而言,那是比較困難的。人類只善于通過線性的方法去處理一些復(fù)雜非線性的東西,有了IGBT等功率器件后,可以利用這類器件能夠快速開關(guān)的特性,把平穩(wěn)的電壓,切成很多個高頻可變的脈沖電壓。
根據(jù)微積分原理,任何一條曲線,都可以通過多條直線來銜接起來模擬和逼近它,只要包圍的面積一致就可以達(dá)到一樣的作用效果。所以先把正弦波交流電,通過整流橋,變成直流電壓,利用電容穩(wěn)壓濾波,這時候交流電已經(jīng)完全變成了直流電,也就是人們需要的一條直線了。
在這個直流電壓和電機(jī)之間,利用IGBT這樣能高速大功率通斷的器件,來讓電機(jī)線圈上,可以瞬間通過多個頻率和占空比可以變動的脈沖波形,這些脈沖波形,在空間包圍的面積上,可以達(dá)到和正弦波接近的效果,這樣的過程,可以達(dá)到改變頻率的同時而改變了電壓,讓電壓和頻率的比值V/F保持恒定某個值大小,從而控制了主磁通的恒定,讓異步電機(jī)能在恒轉(zhuǎn)矩模式下來調(diào)整速度,這個就是所謂的PWM斬波調(diào)速。
這種調(diào)速過程,電機(jī)的磁通保持恒定,電機(jī)的最大扭矩也是不變的,所以稱之為“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”模式,可以簡單理解為在額定頻率以下的調(diào)速,都是這樣一種模式。
電壓不能無節(jié)制提升
電機(jī)有額定電壓,額定頻率和額定轉(zhuǎn)速,還有額定電流,也就是它有一個上限要求范圍,如果你給它的電壓超過了額定電壓,它線圈的絕緣擊穿了,會直接燒掉的。
所以電機(jī)的電壓到了一定程度,就不能繼續(xù)往上調(diào)整了,但是頻率還可以往上調(diào)整一定空間,這時候頻率變大的了,電壓的值依然沒有改變,相當(dāng)于V/F值變小了,這時候電機(jī)里邊的主磁通是隨著轉(zhuǎn)速的增加而變小的,所以轉(zhuǎn)速越高,電機(jī)的扭矩越小,這種調(diào)速方式,是犧牲了扭矩來提高頻率和轉(zhuǎn)速的,美其名曰“恒功率調(diào)速”,一般在調(diào)速范圍比較寬的場合來補(bǔ)充使用,類似于汽車工作時候,變速箱的減速比比較小的場合。
這種調(diào)速方式,都是在額定頻率以上來實現(xiàn)的,是一種弱磁調(diào)速方式,也就是減弱了主磁通的來達(dá)到調(diào)速目的,因為帶載能力不行,需要綜合考慮現(xiàn)場的使用環(huán)境和條件。
而且電源的電壓也是有一定的限制的,比如三相380伏,全部整流后,加在直流母線上,大概是535伏,這樣即使斬波出來的脈沖電壓,最高的幅值也就是這個大小了,再往上是不可能的了,除非增加了一些變壓裝置,那樣體積和價格都會加很多倍,根本是無法實現(xiàn)和使用的。
單片機(jī)技術(shù)進(jìn)步也是關(guān)鍵
以往只有模擬電子電路,要實現(xiàn)一些量化控制,需要非常多的元件,一點小小的功能,根本就不能實現(xiàn)復(fù)雜一點的控制邏輯。
數(shù)字電路發(fā)展起來后,大規(guī)模集成電路在一個芯片里邊成為可能,單片機(jī)出來了,可以在一個很小的芯片里邊,容納了非常多的晶體管,而且最終出來了可以編程的軟件功能,這樣開發(fā)復(fù)雜的大功率功率管控制才有了條件。
V/F控制,雖然看起來只是讓兩個比值保持一定的恒定,但是如果使用模擬電路來實現(xiàn),幾乎是可能輕易實現(xiàn)的,但是對于單片機(jī)而言,它就是一個微信電腦主機(jī)了,能輕易計算和很多數(shù)據(jù)和流程,所以可以讓頻率在變化的同時,讓電壓也跟隨著變化。
變頻器的功能也不斷進(jìn)步,除了簡單處理V/F算法控制以外,PWM等功能都集成到單片機(jī)里邊了,調(diào)整計時器的參數(shù)和設(shè)置往往就可以達(dá)到目標(biāo)。而矢量控制出來后,現(xiàn)在的芯片還能實現(xiàn)矢量變換和計算,還可以在變頻器里邊開發(fā)出來了各種PLC控制功能,滿足不同的工藝控制要求和邏輯控制要求,這一些都得益于電子硬件技術(shù)和軟件技術(shù)的發(fā)展。
推薦閱讀:
特別推薦
- 兆易創(chuàng)新GD32F30x STL軟件測試庫獲得德國萊茵TüV IEC 61508功能安全認(rèn)證
- 芯科科技第三代無線開發(fā)平臺引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
- MSO 4B 示波器為工程師帶來更多臺式功率分析工具
- 艾為電子推出新一代高線性度GNSS低噪聲放大器——AW15745DNR
- 瑞薩發(fā)布四通道主站IC和傳感器信號調(diào)節(jié)器, 以推動不斷增長的IO-Link市場
- e絡(luò)盟現(xiàn)貨供應(yīng) Abracon 新推出的 AOTA 系列微型鑄型電感器
- 加賀富儀艾電子推出支持Wi-Fi 6和藍(lán)牙的無線局域網(wǎng)/藍(lán)牙組合模塊
技術(shù)文章更多>>
- 一文掌握UV LED在空凈消殺領(lǐng)域的主要應(yīng)用
- 聚焦汽車智能化與電動化︱AUTO TECH 2025 華南展11月,已全面啟動,邀您共精彩!
- 【“源”察秋毫系列】 Keithley在碳納米管森林涂層纖維復(fù)合材料的應(yīng)用
- 數(shù)字驅(qū)動工業(yè),智能賦能制造 AMTS & AHTE SOUTH CHINA 2024同期會議全公開!
- 團(tuán)體觀展招募!104CEF開啟組團(tuán)觀眾通道,解鎖更多禮遇
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
電阻觸控屏
電阻器
電阻作用
調(diào)速開關(guān)
調(diào)諧器
鼎智
動力電池
動力控制
獨(dú)石電容
端子機(jī)
斷路器
斷路器型號
多層PCB
多諧振蕩器
扼流線圈
耳機(jī)
二極管
二極管符號
發(fā)光二極管
防靜電產(chǎn)品
防雷
防水連接器
仿真工具
放大器
分立器件
分頻器
風(fēng)力渦輪機(jī)
風(fēng)能
風(fēng)扇
風(fēng)速風(fēng)向儀