一文教你讀懂變頻器原理，趕快學(xué)起來(lái)

什么是變頻器？

變頻器是通過(guò)應(yīng)用電力電子技術(shù)，改變電機(jī)工作電源頻率，以控制電機(jī)不同轉(zhuǎn)速的電力控制設(shè)備。變頻器主要有整流電路、緩沖電路、濾波電路、逆變電路等組成（附圖1）。

附圖1

整流電路：主要由整流橋組成；將交流電（市電）經(jīng)過(guò)全橋整流后成直流電。對(duì)于三相380V的交流電，經(jīng)整流后，直流電壓理論值為380X1.414≈537V；而單相220V的交流電，經(jīng)整流后，直流電壓理論值為220X1.414≈310V。

緩沖電路：抑制在上電瞬間的沖擊電流。由電解電容的工作原理可知，變頻器在上電瞬間，電容的兩端電壓不會(huì)突變，而電容兩端的電流會(huì)突變，此時(shí)電容兩端相當(dāng)于短路。若沒(méi)有緩沖電路（充電電阻），整流橋會(huì)因?yàn)殡娏鬟^(guò)大而損壞。緩沖電路起到了保護(hù)整流橋的作用。

濾波電路：一般電解電容的耐壓值為400V；而三相380V的交流電，經(jīng)整流后，直流電壓理論值約為537V。因此濾波電容器，只能由兩級(jí)電解電容串聯(lián)而成。由于電解電容的容量不可能絕對(duì)相同，串聯(lián)之后兩級(jí)電解電容上的電壓分配是不均衡的，會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)電解電容的使用壽命不一樣。為了解決電壓不均衡的問(wèn)題，需在兩個(gè)電解電容兩端分別并聯(lián)阻值相同的均壓電阻。

逆變電路：將直流電（直流母線(xiàn)）轉(zhuǎn)換成交流電的電力電子電路。在逆變橋里的多個(gè)IGBT組成。每個(gè)IGBT里都集成一個(gè)續(xù)流二極管，其作用是為電機(jī)的定子繞組反饋能量（電機(jī)發(fā)電）提供回路。當(dāng)電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)，其電能可通過(guò)續(xù)流二極管流向直流回路，電解電容充電。

變頻器有哪些功能特點(diǎn)？

1. 軟啟動(dòng)功能

用市電直接啟動(dòng)電機(jī)，其啟動(dòng)電電流為電機(jī)額定電流的5-7倍。這種電機(jī)直啟情況下，會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓下降，影響其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行。

采用變頻器軟啟動(dòng)，其啟動(dòng)電流一般為額定電流的1.2-1.5倍，有效地降低了啟動(dòng)沖擊電流，減少變壓器的占有量（附圖2）。

附圖2

2. 變頻調(diào)速

傳統(tǒng)的電機(jī)調(diào)速為變極調(diào)速；根據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)同轉(zhuǎn)速：

可通過(guò)改變電機(jī)定子繞組的磁極對(duì)數(shù),就能改變它的同步轉(zhuǎn)速,從而改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。通過(guò)繞組的不同組合連接方式,一般可得到兩極、三極、四極速度。調(diào)速范圍較窄，一般為雙速（附圖3）。

附圖3

變頻調(diào)速是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：

通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率f達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。其調(diào)速方式便利，可根據(jù)不同的工藝，給予電機(jī)不同的轉(zhuǎn)速（附圖4）。

附圖4

3. 節(jié)能效果

在各種風(fēng)機(jī)、水泵、油泵中，空氣或液體產(chǎn)生的阻力大致與電機(jī)轉(zhuǎn)速的2次方成正比，所需的功率與電機(jī)速度的3次方成正比。

當(dāng)所需風(fēng)量、流量減少時(shí)，利用變頻器調(diào)速的方式來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量和流量，可以大幅度地節(jié)約電能。附圖5為泵類(lèi)負(fù)載節(jié)電理論依據(jù)。

相關(guān)鏈接：一文詳解變頻器控制電機(jī)漏電故障原因和維修方法（值得收藏）

            一文讀懂變頻器IGBT爆炸原因及案例分析