变频器及其控制

  交流变频器是微计算机及现代电力电子技术高度发展的结果。微计算机是变频器的核心,电力电子器件构成了变频器的主电路。大家都知道,从发电厂送出的交流电的频率是恒定不变的,在我国是50周每秒。交流电动机的同步转速
  n1=60f1/p
式中: n1为同步转速,单位为/min ; f1为定子频率，单位为Hz ; p为电机的磁极对数。
  异步电动机转速

 

 

式中, s为转差率, s= (n1-n)/n1 ,一般小于3% ,均与送入电机的电流频率,成正比例或接近于正比例。因此，改变频率可以方便地改变电机的运行速度,也即变频对于交流电机的调速是十分合适的。
  变频器的工作原理与变频器的工作方式有关。通用变频器按工作方式分类如下:
  (1) U/f控制。U/f控制即电压与频率成比例变化控制,又称恒压频比控制。由于通用变频器的负载主要是电动机，出于电机磁场恒定的考虑,在变频的同时都要伴随着电压的调节。U/f控制忽略了电机漏阻抗的作用,在低频段的工作特性不理想。因此实际变频器中常采用E/(恒电动势频比)控制。采用U/f控制方 式的变频器通常被称为普通功能变频器。
  (2)转差频率控制。转差频率控制是在E/f控制基础上增加转差控制的一种控制方式。从电机的转速角度看,这是一种以电机的实际运行速度加上该速度下电机的转差频率确定变频器的输出频率的控制方式。更重要的是在E/f常数条件下,通过对转差频率的控制，可以实现对电机转矩的控制。采用转差频率控制的变频器通常属于多功能型变频器。
  (3)矢量控制。矢量控制是受调速性能优良的直流电机磁场电流及转矩电流可分别控制的启发而设计的一种控制方式。矢量控制将交流电机的定子电流采用矢量分解的方法,计算出定子电流的磁场分量及转矩分量并分别控制，从而大大提高了变频器对电机转速及力矩控制的精度与性能。采用矢量控制的变频器通常称为高功能变频器。
  通用变频器按工作方式分类的主要I程意义在于各类变频器对负载的适应性。普通功能型变频器适用于泵类负载及要求不高的反抗性负载,而高功能变频器适用于位能性负载。