變頻器及其控制

  交流變頻器是微計算機及現代電力電子技術高度發展的結果。微計算機是變頻器的核心,電力電子器件構成了變頻器的主電路。大家都知道,從發電廠送出的交流電的頻率是恒定不變的,在我國是50周每秒。交流電動機的同步轉速
  n1=60f1/p
式中: n1為同步轉速,單位為/min ; f1為定子頻率，單位為Hz ; p為電機的磁極對數。
  異步電動機轉速

 

 

式中, s為轉差率, s= (n1-n)/n1 ,一般小于3% ,均與送入電機的電流頻率,成正比例或接近于正比例。因此，改變頻率可以方便地改變電機的運行速度,也即變頻對于交流電機的調速是十分合適的。
  變頻器的工作原理與變頻器的工作方式有關。通用變頻器按工作方式分類如下:
  (1) U/f控制。U/f控制即電壓與頻率成比例變化控制,又稱恒壓頻比控制。由于通用變頻器的負載主要是電動機，出于電機磁場恒定的考慮,在變頻的同時都要伴隨著電壓的調節。U/f控制忽略了電機漏阻抗的作用,在低頻段的工作特性不理想。因此實際變頻器中常采用E/(恒電動勢頻比)控制。采用U/f控制方 式的變頻器通常被稱為普通功能變頻器。
  (2)轉差頻率控制。轉差頻率控制是在E/f控制基礎上增加轉差控制的一種控制方式。從電機的轉速角度看,這是一種以電機的實際運行速度加上該速度下電機的轉差頻率確定變頻器的輸出頻率的控制方式。更重要的是在E/f常數條件下,通過對轉差頻率的控制，可以實現對電機轉矩的控制。采用轉差頻率控制的變頻器通常屬于多功能型變頻器。
  (3)矢量控制。矢量控制是受調速性能優良的直流電機磁場電流及轉矩電流可分別控制的啟發而設計的一種控制方式。矢量控制將交流電機的定子電流采用矢量分解的方法,計算出定子電流的磁場分量及轉矩分量并分別控制，從而大大提高了變頻器對電機轉速及力矩控制的精度與性能。采用矢量控制的變頻器通常稱為高功能變頻器。
  通用變頻器按工作方式分類的主要I程意義在于各類變頻器對負載的適應性。普通功能型變頻器適用于泵類負載及要求不高的反抗性負載,而高功能變頻器適用于位能性負載。