派克PARKER變頻器工作原理詳細(xì)解說

PARKER變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、再次整流（直流變交流）、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測單元微處理單元等組成的。

　　
　　1.電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為什么能夠自由地改變？
　　
　　1：r/min電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度單位：每分鐘旋轉(zhuǎn)次數(shù)，也可表示為rpm.
　　
　　例如：2極電機(jī)50Hz3000[r/min]4極電機(jī)50Hz1500[r/min]
　　
　　結(jié)論：電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度同頻率成比例本文中所指的電機(jī)為感應(yīng)式交流電機(jī)，在工業(yè)中所使用的大部分電機(jī)均為此類型電機(jī)。
　　
　　PARKER感應(yīng)式交流電機(jī)（以后簡稱為電機(jī)）的旋轉(zhuǎn)速度近似地確決于電機(jī)的極數(shù)和頻率。由電機(jī)的工作原理決定電機(jī)的極數(shù)是固定不變的。由于該極數(shù)值不是一個(gè)連續(xù)的數(shù)值（為2的倍數(shù)，例如極數(shù)為2，4，6），所以一般不適和通過改變該值來調(diào)整電機(jī)的速度。另外，頻率能夠在電機(jī)的外面調(diào)節(jié)后再供給電機(jī)，這樣電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度就可以被自由的控制。因此，以控制頻率為目的的變頻器，是做為電機(jī)調(diào)速設(shè)備的優(yōu)選設(shè)備。n=60f/pn：同步速度f：電源頻率p：電機(jī)極對數(shù)
　　
　　結(jié)論：改變頻率和電壓是*的電機(jī)控制方法
　　
　　如果僅改變頻率而不改變電壓，頻率降低時(shí)會(huì)使電機(jī)出于過電壓（過勵(lì)磁），導(dǎo)致電機(jī)可能被燒壞。因此變頻器在改變頻率的同時(shí)必須要同時(shí)改變電壓。輸出頻率在額定頻率以上時(shí)，電壓卻不可以繼續(xù)增加，zui高只能是等于電機(jī)的額定電壓。例如：為了使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度減半，把變頻器的輸出頻率從50Hz改變25Hz，這時(shí)變頻器的輸出電壓就需要從400V改變到約200V
　　
　　2.當(dāng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度（頻率）改變時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)怎樣？
　　
　　1：工頻電源
　　
　?。河呻娋W(wǎng)提供的動(dòng)力電源（商用電源）
　　
　　2：起動(dòng)電流：當(dāng)電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，變頻器的輸出電流
　　
　　PARKER變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和zui大轉(zhuǎn)矩要小于直接用工頻電源驅(qū)動(dòng)電機(jī)在工頻電源供電時(shí)起動(dòng)和加速?zèng)_擊很大，而當(dāng)使用變頻器供電時(shí)，這些沖擊就要弱一些。工頻直接起動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大的起動(dòng)起動(dòng)電流。而當(dāng)使用變頻器時(shí)，變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機(jī)上的，所以電機(jī)起動(dòng)電流和沖擊要小些。通常，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要隨頻率的減?。ㄋ俣冉档停┒鴾p小。減小的實(shí)際數(shù)據(jù)在有的變頻器手冊中會(huì)給出說明。通過使用磁通矢量控制的變頻器，將改善電機(jī)低速時(shí)轉(zhuǎn)矩的不足，甚至在低速區(qū)電機(jī)也可輸出足夠的轉(zhuǎn)矩。
　　
　　3.當(dāng)PARKER變頻器調(diào)速到大于50Hz頻率時(shí)，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩將降低變頻器維修培訓(xùn)班通常的電機(jī)是按50Hz電壓設(shè)計(jì)制造的，其額定轉(zhuǎn)矩也是在這個(gè)電壓范圍內(nèi)給出的。因此在額定頻率之下的調(diào)速稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速.（T=Te，P<=Pe）變頻器輸出頻率大于50Hz頻率時(shí)，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要以和頻率成反比的線性關(guān)系下降。當(dāng)電機(jī)以大于50Hz頻率速度運(yùn)行時(shí)，電機(jī)負(fù)載的大小必須要給予考慮，以防止電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的不足。
　　
　　舉例，電機(jī)在100Hz時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大約要降低到50Hz時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的1/2。因此在額定頻率之上的調(diào)速稱為功率調(diào)速.（P=Ue*Ie）
　　
　　4.PARKER變頻器50Hz以上的應(yīng)用情況大家知道，對一個(gè)特定的電機(jī)來說，其額定電壓和額定電流是不變的。如變頻器和電機(jī)額定值都是：15kW/380V/30A，電機(jī)可以工作在50Hz以上。當(dāng)轉(zhuǎn)速為50Hz時(shí)，變頻器的輸出電壓為380V，電流為30A，這時(shí)如果增大輸出頻率到60Hz，變頻器的zui大輸出電壓電流還只能為380V/30A，很顯然輸出功率不變，所以我們稱之為恒功率調(diào)速，這時(shí)的轉(zhuǎn)矩情況怎樣呢?
　　
　　因?yàn)镻=wT（w：角速度，T：轉(zhuǎn)矩），因?yàn)镻不變，w增加了，所以轉(zhuǎn)矩會(huì)相應(yīng)減小。我們還可以再換一個(gè)角度來看：電機(jī)的定子電壓U=E+I*R（I為電流，R為電子電阻，E為感應(yīng)電勢）可以看出，U，I不變時(shí)，E也不變。而E=k*f*X，（k：常數(shù)，f：頻率，X：磁通），所以當(dāng)f由50-->60Hz時(shí)，X會(huì)相應(yīng)減小對于電機(jī)來說，T=K*I*X，（K：常數(shù)，I：電流，X：磁通），因此轉(zhuǎn)矩T會(huì)跟著磁通X減小而減小。同時(shí)，小于
　　
　　50Hz時(shí)，由于I*R很小，所以U/f=E/f不變時(shí)，磁通（X）為常數(shù).轉(zhuǎn)矩T和電流成正比.這也就是為什么通常用PARKER變頻器的過流能力來描述其過載（轉(zhuǎn)矩）能力.并稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速（額定電流不變-->zui大轉(zhuǎn)矩不變）
　　
　　結(jié)論：當(dāng)變頻器輸出頻率從50Hz以上增加時(shí)，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)減小.
　　
　　5.其他和輸出轉(zhuǎn)矩有關(guān)的因素發(fā)熱和散熱能力決定變頻器的輸出電流能力，從而影響變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩能力。
　　
　　載波頻率：
　　
　　一般變頻器所標(biāo)的額定電流都是以zui高載波頻率，zui高環(huán)境溫度下能保證持續(xù)輸出的數(shù)值.降低載波頻率，電機(jī)的電流不會(huì)受到影響。但元器件的發(fā)熱會(huì)減小。環(huán)境溫度：就象不會(huì)因?yàn)闄z測到周圍溫度比較低時(shí)就增大變頻器保護(hù)電流值.
　　
　　海拔高度：海拔高度增加，對散熱和絕緣性能都有影響.一般1000m以下可以不考慮.以上每1000米降容5%就可以了。
　　
　　6.矢量控制是怎樣改善電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩能力的
　　
　　1：轉(zhuǎn)矩提升此功能增加變頻器的輸出電壓（主要是低頻時(shí)），以補(bǔ)償定子電阻上電壓降引起的輸出轉(zhuǎn)矩
　　
　　損失，從而改善電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。
　　
　　2：改善電機(jī)低速輸出轉(zhuǎn)矩不足的技術(shù)
　　
　　使用"矢量控制"，可以使電機(jī)在低速，如（無速度傳感器時(shí)）1Hz（對4極電機(jī)，其轉(zhuǎn)速大約為30r/min）時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩可以達(dá)到電機(jī)在50Hz供電輸出的轉(zhuǎn)矩（zui大約為額定轉(zhuǎn)矩的150％）。
　　
　　對于常規(guī)的V/F控制，電機(jī)的電壓降隨著電機(jī)速度的降低而相對增加，這就導(dǎo)致由于勵(lì)磁不足，而使電機(jī)不能獲得足夠的旋轉(zhuǎn)力。為了補(bǔ)償這個(gè)不足，變頻器中需要通過提高電壓，來補(bǔ)償電機(jī)速度降低而引起的電壓降。變頻器的這個(gè)功能叫做"轉(zhuǎn)矩提升"（*1）。/劉浪
　　
　　轉(zhuǎn)矩提升功能是提高變頻器的輸出電壓。然而即使提高很多輸出電壓，電機(jī)轉(zhuǎn)矩并不能和其電流相對應(yīng)的提高。因?yàn)殡姍C(jī)電流包含電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩分量和其它分量（如勵(lì)磁分量）。"矢量控制"把電機(jī)的電流值進(jìn)行分配，從而確定產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電機(jī)電流分量和其它電流分量（如勵(lì)磁分量）的數(shù)值。"矢量控制"可以通過對電機(jī)端的電壓降的響應(yīng)，進(jìn)行優(yōu)化補(bǔ)償，在不增加電流的情況下，允許電機(jī)產(chǎn)出大的轉(zhuǎn)矩。此功能對改善電機(jī)低速時(shí)溫升也有效。
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