电压逆变器的构成

2017-10-21 07:10分类：电工基础知识阅读：

关于逆变为频率可调、电压可调的逆变器咱们称为变频器。
一、主电路
　　给异步电动机供应调压调频电源的电力改换有些，称为主电路。图1示出了典型的电压逆变器的比方。其主电路由三有些构成，将工频电源改换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器发作的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率改换为沟通功率的“逆变器”。别的，异步电动机需求制动时，有时要附加“制动回路”。

典型的电压型逆变器一例
　　1.整流器近期许多运用的是二极管的变流器，如图1所示，它把工频电源改换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，能够进行再生作业。
　　2.平波回路在整流器整流后的直流电压中，富含电源6倍频率的脉动电压，此外逆变器发作的脉动电流也使直流电压改动。为了按捺电压不坚决，选用电感和电容吸收脉动电压（电流）。设备容量小时，假定电源和主电路构成器材有余量，能够省去电感选用简略的平波回路。
　　3.逆变器同整流器相反，逆变器是将直流功率改换为所央求频率的沟通功率，以所断定的时刻使6个开关器材导通、关断就能够得到3相沟通输出。图2以电压型PWM逆变器为例示出开关时刻和电压波形。

　　电压型逆变器的输出电压
　　4.制动回路异步电动机在再生制动区域运用时（转差率为负），再生能量贮存于平波回路电容器中，使直流电压添加。一般说来，由机械体系（含电动机）惯量积储的能量比电容能贮存的能量大，需求活络制动时，可用可逆变流器向电源反响或设置制动回路（开关和电阻）把再生功率耗费掉，避免直流电路电压上升。
　　5.异步电动机的四象限作业依据负载品种，所需求的异步电动机旋转方向和转矩方向是纷歧样的，有必要依据负载构成恰当的主电路。
　　图3所示，为选用电压型逆变器传动的异步机四象限作业与主电路构成的联络。在Ⅰ、Ⅲ象限异步电动机的转矩方向与旋转方向一同，为电动状况。Ⅰ象限是正转的电动作业，Ⅲ象限是回转的电动作业。在Ⅱ、Ⅳ象限其转矩方向与旋转方向相反，为再生状况。Ⅱ象限为正转的再生作业，Ⅳ象限为回转的再生作业。只需求图a的电动作业时，则只需由电源向异步电动机供应功率，可运用不可逆变流器。像图b那样，关于减速时需求制动力的负载，功率就有必要从异步电动机向逆变器撒播，可附加制动回路以便能在Ⅱ、Ⅳ象限运用。别的，关于需求急加减速而且加减速再三的场合（例如电梯），或许关于制动为首要意图的场合，能够选用可逆变流器，完毕Ⅰ～Ⅳ的四象限作业。此刻，能量向电源反响而节能。

　　选用电压型逆变器的四象限作业
　　a)为不可逆变流器时 b)带制动回路时 c)为可逆变流器时
　　以上，以电压型逆变器为例阐了解主电路的构成。关于电流型逆变器，如前章所述，用不可逆整流器也能完毕四象限作业。
二、操控电路
　　给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路供应操控信号的回路，称为操控电路。如图4所示，操控电路由以下电路构成，频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流查看电路”，电动机的“速度查看电路”，将运算电路的操控信号进行拓宽的“驱动电路”，以及逆变器和电动机的“维护电路”。

变频器的构成
　　在图4点划线内，仅以操控电路A有些构成操控电路时，无速度查看电路，为开环操控。在操控电路B有些添加了速度查看电路，即添加了速度指令，能够对异步电动机的速度进行更准确的闭环操控。
　　(1)运算电路将外部的速度、转矩等指令同查看电路的电流、电压信号进行比照运算，抉择逆变器的输出电压、频率。
　　(2)电压、电流查看电路与主回路电位阻隔查看电压、电流等。
　　(3)驱动电路为驱动主电路器材的电路。它与操控电路阻隔使主电路器材导通、关断。
　　(4)速度查看电路以装在异步电动机轴机上的速度查看器(TG、PLG等)的信号为速度信号，送入运算回路，依据指令和运算可使电动机按指令速度作业。
　　(5)维护电路查看主电路的电压、电流等，当发作过载或过电压等反常时，为了避免逆变器和异步电动机损坏，使逆变器接连作业或按捺电压、电流值。
　　逆变器操控电路中的维护电路，可分为逆变器维护和异步电动机维护两种，表1为维护功用一览。
维护功用一览

　　1.逆变器维护
　　(1)瞬时过电流维护由于逆变器负载侧短路等，流过逆变器器材的电流到达反常值（逾越容许值）时，瞬时刻断逆变器作业，堵截电流。变流器的输出电流到达反常值，也相同接连逆变器作业。
　　(2)过载维护逆变器输出电流逾越额外值，且持续流转达规矩的时刻以上，为了避免逆变器器材、电线等损坏要接连作业。恰当的维护需求反时限特性，选用特继电器或许电子热维护（运用电子电路）。过负载是由于负载的GD2（惯性）过大或因负载过大使电动机堵转而发作。
　　(3)再生过电压维护选用逆变器使电动机活络减速时，由于再生功率直流电路电压将添加，有时逾越容许值。能够选用接连逆变器作业或接连活络减速的办法，避免过电压。
　　(4)瞬时停电维护关于数毫秒以内的瞬时停电，操控电路作业正常。但瞬时停电假定达数10ms以上时，一般不只操控电路误动作，主电路也不能供电，所以检出后使逆变器接连作业。
　　(5)接地过电流维护逆变器负载侧接地时，为了维护逆变器有时要有接地过电流维护功用。但为了保证人身安全，需求装设漏电断路器。
　　(6)冷却风机反常有冷却风机的设备，当风机反常时设备内温度将上升，因而选用风机热继电器或器材散热片温度传感器，检出反常后接连逆变器。在温度上升很小对作业无防碍的场合，能够省掉。