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變頻器原理

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變頻器原理

  
   變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源,以實現電機的變速運行的設備,其中控制電路完成對主電路的控制,整流電路將交流電變換成直流電,直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波,逆變電路將直流電再逆成交流電。對於如向量控制變頻器這種需要大量運算的變頻器來說,有時還需要一個進行轉矩計算的CPU以及一些相應的電路。變頻調速是通過改變電機定子繞組供電的頻率來達到調速的目的。

  變頻技術是應交流電機無級調速的需要而誕生的。20世紀60年代以後,電力電子器件經歷了SCR(晶閘管)、GTO(門極可關斷晶閘管)、BJT(雙極型功率電晶體)、MOSFET(金屬氧化物場效應管)、SIT(靜電感應電晶體)、SITH(靜電感應晶閘管)、MGT(MOS控制電晶體)、MCT(MOS控制晶閘管)、IGBT(絕緣柵雙極型電晶體)、HVIGBT(耐高壓絕緣柵雙極型晶閘管)的發展過程,器件的更新促進了電力電子變換技術的不斷發展。20世紀70年代開始,脈寬調製變壓變頻(PWM-VVVF)調速研究引起了人們的高度重視。20世紀80年代,作為變頻技術核心的PWM模式優化問題吸引著人們的濃厚興趣,並得出諸多優化模式,其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20世紀80年代後半期開始,美、日、德、英等發達國家的VVVF變頻器已投入市場並獲得了廣泛應用。

  變頻器的分類方法有多種,按照主電路工作方式分類,可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器;按照開關方式分類,可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器;按照工作原理分類,可以分為V/f控制變頻器、轉差頻率控制變頻器和向量控制變頻器等;按照用途分類,可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。

  VVVF:改變電壓、改變頻率 CVCF:恆電壓、恆頻率。各國使用的交流供電電源,無論是用於家庭還是用於工廠,其電壓和頻率均為400V/50Hz或200V/60Hz(50Hz),等等。通常,把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。為了產生可變的電壓和頻率,該設備首先要把電源的交流電變換為直流電(DC)。用於電機控制的變頻器,既可以改變電壓,又可以改變頻率。

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