電氣專業(yè)必備！20條變頻器知識你不能錯過
2024-12-23 17:28
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，變頻器作為控制交流電機(jī)的一種重要設(shè)備，其應(yīng)用范圍非常廣泛。想要理解這個設(shè)備的特性，了解其諸多功能，本文將為您詳細(xì)解讀20道關(guān)于變頻器的知識，讓您在電氣工程的道路上更進(jìn)一步。
1. 變頻器的定義及功能
變頻器，顧名思義，便是通過調(diào)節(jié)電源的頻率來控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。其基本構(gòu)造通常包含電力半導(dǎo)體元件、控制電路和各種保護(hù)設(shè)備。變頻器的主要功能包括軟起動、變頻調(diào)速、改善功率因數(shù)、提供過流、過壓和過載保護(hù)等。
變頻器的基本構(gòu)造
變頻器的基本結(jié)構(gòu)可分為三部分：整流部分、直流環(huán)節(jié)和逆變部分。整流部分將市電的工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡绷鳝h(huán)節(jié)穩(wěn)定直流電壓，逆變部分則將直流電重新轉(zhuǎn)變?yōu)榭烧{(diào)頻率、可調(diào)電壓的交流電。通過這種方式，變頻器實(shí)現(xiàn)了對電動機(jī)的高效控制。
2. pwm與pam的區(qū)別
在電氣控制中，常常會提到pwm和pam兩種調(diào)制方式。
定義和調(diào)制方式的總結(jié)
pwm（pulse width modulation，脈沖寬度調(diào)制）通過改變脈沖信號的寬度來調(diào)整輸出電量的大小。而pam（pulse amplitude modulation，脈沖幅值調(diào)制）則是通過改變脈沖信號的幅度來實(shí)現(xiàn)。
應(yīng)用場景的不同
pwm更適合用于電動機(jī)速度控制，因?yàn)樗梢员３州^高的效率并降低電機(jī)發(fā)熱；而pam多用于音頻信號處理及某些信號調(diào)制領(lǐng)域。
3. 變頻器電壓與頻率的比例關(guān)系
在變頻器中，電壓與頻率通常成比例關(guān)系變化。
電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的原理
電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是電流與磁通的相互作用。如果電動機(jī)的頻率下降，磁通降低，會導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩減小，這樣電動機(jī)的負(fù)載能力也隨之降低。
頻率變化導(dǎo)致的磁飽和現(xiàn)象
當(dāng)頻率降低，同時電壓也跟隨下降，這有助于防止電動機(jī)處于磁飽和狀態(tài)，避免由于過載引發(fā)電動機(jī)的故障。
4. v/f控制與轉(zhuǎn)矩變化
v/f控制是調(diào)節(jié)變頻器輸出電壓和頻率的一種方式。
隨頻率降低電壓如何調(diào)整
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在頻率降低的情況下，必須合理調(diào)整電壓，以保持電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩。
起動轉(zhuǎn)矩增強(qiáng)的方法
在實(shí)際應(yīng)用中，必要時可適當(dāng)提高低頻時的電壓，以確保電動機(jī)啟動時能夠達(dá)到要求的轉(zhuǎn)矩。
5. 輸出功率與最低頻率
變頻器在設(shè)定范圍內(nèi)有個最低工作頻率。
6hz以下的功率輸出情況
雖然在6hz以下變頻器仍可輸出功率，但在此頻率下，電動機(jī)會出現(xiàn)過熱等問題，因此建議設(shè)定在最低6hz以上。
6. 開環(huán)與閉環(huán)控制的定義
在控制模式上，變頻器主要分為開環(huán)和閉環(huán)兩種形式。
開環(huán)控制的應(yīng)用場景
開環(huán)控制不依賴于反饋信號，適合于負(fù)載變化不大的場合。
閉環(huán)控制的優(yōu)勢及實(shí)現(xiàn)方式
閉環(huán)控制通過反饋電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速，能夠提高調(diào)速精度，適合高精度運(yùn)行場合。
7. 實(shí)際轉(zhuǎn)速與給定速度的偏差處理
當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速有偏差時，如何推敲？
精確調(diào)速需求的場合
在對轉(zhuǎn)速要求極高的情況下，使用具備pg反饋功能的變頻器能夠保持更好的精度。
8. pg反饋的影響力
pg（bbbbbbbb feedback）反饋增強(qiáng)了變頻器的控制精度。
精度的提升因素
pg反饋的精度依賴于信號傳感器和變頻器輸出頻率的分辨率。
9. 失速防止功能的機(jī)制
失速防止是一個重要的保護(hù)機(jī)制。
加速過程中的電流監(jiān)測
若加速時間過短導(dǎo)致電流過大，變頻器會自動減速以防止失速。
10. 加減速時間的分別設(shè)定
變頻器的加減速時間往往是可調(diào)的。
對短時間需求的應(yīng)用
在許多短周期生產(chǎn)應(yīng)用中，獨(dú)立調(diào)節(jié)加減速時間可以提高設(shè)備效率。
11. 變頻器的保護(hù)功能
保證設(shè)備安全運(yùn)行的各類保護(hù)功能。
保護(hù)功能的分類
保護(hù)功能主要分為自動修正和異常狀態(tài)封鎖，確保設(shè)備在異常情況下能夠自我保護(hù)。
12. 離合器連接下的保護(hù)函數(shù)
離合器的使用會影響變頻器的工作。
連接瞬間的電流變化
連接瞬時，電流驟升，容易導(dǎo)致變頻器過載跳閘。
13. 大型電機(jī)啟動問題的分析
大型電機(jī)的同時啟動對變頻器造成影響。
起動電流的影響
當(dāng)多個大型電機(jī)同時啟動時，大量起動電流可能出現(xiàn)電壓降，觸發(fā)欠壓保護(hù)，導(dǎo)致變頻器停機(jī)。
14. 直接起動的風(fēng)險
直接將電機(jī)連接到變頻器有風(fēng)險。
控制條件的闡述
如果起動電流過大，可能導(dǎo)致設(shè)備損壞。
15. 單相電機(jī)的適用性
變頻器對應(yīng)電機(jī)的接入要求。
單相電源的局限性
大多數(shù)變頻器不適合直接與單相電機(jī)運(yùn)行。
16. 改善功率因數(shù)的電容器問題
在電動機(jī)啟動過程中，使用功率因數(shù)改善電容器會導(dǎo)致故障。
啟動時的故障分析
電容器引發(fā)的充電電流會造成瞬間過電流，影響電機(jī)正常啟動。
17. 冷卻風(fēng)扇的作用及影響
變頻器內(nèi)部一般配有冷卻風(fēng)扇，幫助設(shè)備散熱。
風(fēng)扇故障的影響
風(fēng)扇失效可能導(dǎo)致設(shè)備過熱，影響其壽命。
18. 正弦濾波器的功能
正弦濾波器是變頻器的重要附件。
在較長電纜中運(yùn)行的適用性
正弦濾波器可以使變頻器在較長距離內(nèi)安全運(yùn)行。
19. 變頻器與變頻電源的區(qū)別
變頻器和變頻電源具有不同的應(yīng)用領(lǐng)域。
電路結(jié)構(gòu)的比較
變頻器主要用于調(diào)速，而變頻電源能提供穩(wěn)定的電力輸出。
20. 變頻器的干擾方式及處理措施
變頻器的使用中，干擾現(xiàn)象不可避免。
干擾的傳播方式
變頻器受干擾的主要形式有輻射和傳導(dǎo)干擾。
抗干擾措施的具體方法及注意事項(xiàng)
通過良好的信號布線、合理屏蔽以及適當(dāng)濾波等方法可有效減少干擾風(fēng)險。
感謝您對變頻器知識的關(guān)注，變頻器作為現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，其應(yīng)用深遠(yuǎn)且影響巨大。希望這20條知識能幫助您更好地理解和應(yīng)用變頻器，讓您在電氣工程的實(shí)踐中游刃有余。
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