變頻器
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變頻器(Variable-frequency Drive,VFD)
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變頻器也稱為變頻驅動器或驅動控制器,可譯作Inverter,是利用電力半導體器件的通斷作用,將工頻電源變換成另一頻率電源的電能控制裝置。它是現代最先進的一種非同步電動機調速設備,可實現軟起動、軟停車、無級調速以及特殊要求的增、減速特性等。由於其節電效果顯著,已廣泛用於非同步電動機調速控制和軟起動。
變頻器的優點[1]
採用變頻器主要有以下好處:
(1)能對電動機實現無級調速控制。其輸出頻率在0~400Hz。頻率大小除由生產工藝對傳動電動機的調速要求決定外.還受電動機允許的最大頻率制約。
(2)能提高電動機效率實現節能。電動機採用變頻器調速,其效率可提高5%~10%,當用於風機、泵、擠壓機、攪拌機等變負載設備的拖動時,可節電20%-30%。變頻器用於節能場合,使用頻率為0.50Hz,頻率大小由設備類型、工況條件等決定。
(3)能實現電動機軟起動、軟制動以及平滑調速。用變頻器作軟起動器,能減小電動機起動電流,避免負載設備受到大的衝擊,特別適合於重載起動或滿載起動的機械設備。如大功率高壓風機、大型壓縮機、擠壓機的起動。另外,在一些生產工藝中,對傳動設備有軟制動及平滑調速的要求。
(4)能實現多臺電動機按比例速度運行或同步運行。
變頻器的分類[2]
- (1)按變換頻率的方法分類
①交一直一交變頻器交一直一交變頻器又稱間接變頻器,它是先將工頻交流電通過整流器變成直流電,再經過逆變器將直流電變換成頻率、電壓均可控制的交流電,因此又稱為中間直流環節的變頻裝置,或稱交一直一交變壓變頻裝置。
②交一交變頻器交一交變頻器又稱直接變頻器,它可將工頻交流電直接變換成頻率、電壓可控制的交流電。
- (2)按主電路工作方式分類
①電壓型變頻器在電壓型變頻器中,整流電路產生逆變所需的直流電壓,通過中間環節的電容進行濾波後輸出。
②電流型變頻器在電流型變頻器中,中間直流環節採用的是大電感濾波。
- (3)按輸出電壓調節方式分類
①PAM變頻器脈衝幅值調節方式(Pulse Amplitude Modulation)簡稱PAM方式,是一種以改變電壓源的電壓或電流源的電流的幅值進行輸出控制的方式。
②PWM變頻器脈衝寬度調製方式(Pulse Width Modulation)簡稱PWM方式。它在變頻器輸出波形的一個周期中產生多個脈衝,其等值電壓為正弦波。
- (4)按控制方式分類
①U/f恆定控制方式;
②轉差頻率控制方式;
③矢量控制方式。
- (5)按用途分類
①通用變頻器
通用變頻器可以分為低成本的簡易型通用變頻器和高性能多功能的通用變頻器兩種。
②高性能專用變頻器
高性能專用變頻器主要是採用矢量控制方式。
③高頻變頻器
在超精密機械加工中,常常用到高速電動機。為了滿足其驅動的需要,出現了高頻變頻器,其輸出頻率可達到3kHz。