Новости

С появлением автоматических индукционных двигателей, работа инвертора существует в виде генераторов. Изменить скорость генератора и изменить его частоту выхода.До появления скоростных транзисторов, это был один из основных способов изменения скорости двигателя, но поскольку скорость генератора уменьшала частоту выхода, а не напряжение, изменение частоты было ограничено.

Давайте посмотрим на компоненты инвертора и посмотрим, как они работают вместе, чтобы изменить частоту и скорость двигателя.

01 Компонент инвертора - выпрямитель

Поскольку трудно изменить частоту синусовой волны переменного тока в режиме переменного тока, первой задачей инвертора является преобразование формы волны в постоянный ток.Первый компонент всех частотных преобразователей - это устройство, называемое выпрямителем или преобразователем, как показано ниже:

Схема выпрямления преобразует переменный ток в постоянный ток и работает примерно так же, как зарядное устройство для батареи или дуговой сварщик.Он использует диодный мост, чтобы ограничить синусную волну перемещения в одном направлении.Результат заключается в том, что полностью ректифицированная форма волны переменного тока интерпретируется цепью постоянного тока как локальная форма волны постоянного тока.Трёхфазный инвертор принимает три отдельных фазы ввода переменного тока и преобразует их в один выход постоянного тока.

Большинство трехфазных инверторов также могут принимать однофазный (230V или 460V) источник питания, но поскольку есть только две входные ветви,выпуск инвертора (HP) должен быть понижен, потому что вырабатываемый постоянный ток уменьшается пропорциональноС другой стороны, настоящий однофазный инвертор (однофазный инвертор, управляющий однофазным двигателем) использует однофазный вход и производит выход постоянного тока пропорционально входу.

Когда дело доходит до работы с переменной скоростью, трехфазные двигатели чаще используются, чем однофазные счетчики по двум причинам. Во-первых, они имеют более широкий диапазон мощности.с другой стороны, обычно требуют какого-то внешнего вмешательства, чтобы начать вращение.

02 Компоненты инверторов - магистраль постоянного тока

Второй компонент магистрали постоянного тока (показанной магистралью постоянного тока на рисунке) не виден во всех преобразователях, поскольку он не влияет непосредственно на операцию преобразования частоты.Он всегда присутствует в высококачественных устройствах общего назначенияАвтобус постоянного тока использует конденсаторы и индукторы для фильтрации напряжения переменного тока в преобразованном постоянном токе, а затем в секцию инвертора.Он также включает в себя фильтр, который блокирует гармоническое искажение и может быть возвращен обратно к источнику питания инвертораДля завершения этого процесса требуются более старые инверторы и отдельные фильтры линий.

03 Компоненты инверторов - Инверторы

Справа на иллюстрации - "внутри" инвертора (показано в инверторе).Инвертор использует три набора высокоскоростных коммутационных транзисторов (показаны в IGBT) для создания постоянного тока "импульс", который имитирует все три фазы синусовой волны переменного токаЭти импульсы определяют не только напряжение волны, но и ее частоту.Современные инверторы используют метод, называемый "модуляцией ширины импульса" (PWM), для регулирования напряжения и частоты.

Затем мы говорим о IGBT, что означает "изолированный биполярный транзистор", который является коммутаторным (или импульсным) компонентом инвертора.Транзисторы (вместо вакуумных труб) выполняют две функции в нашем электронном миреОн может действовать как усилитель, как усилитель, и увеличивать сигнал, или он может действовать как переключатель, просто включая и выключая сигнал.IGBT - это современная версия, которая предлагает более высокие скорости переключения (3000-16000 Гц) и снижение генерации тепла. Более высокая скорость переключения может улучшить точность моделирования переменной волны и уменьшить шум двигателя.так что преобразователь частоты имеет меньший отпечаток.

04 Форма волны PWM инвертора

На рисунке ниже показана форма волны, вырабатываемая инвертором с конвертером PWM по сравнению с истинной синусовой волной переменного тока.Выход инвертора состоит из серии прямоугольных импульсов с фиксированной высотой и регулируемой ширинойВ данном конкретном случае есть три набора импульсов - широкий набор в середине и узкий набор в начале и конце положительной и отрицательной частей цикла переменного тока.

Сумма площадей импульсов равна эффективному напряжению реальной переменной волны.Если вы должны были вырезать импульсы выше (или ниже) реальный формы волны переменного тока и заполнить пустое место под кривой с нимиИменно таким образом инвертор может управлять напряжением двигателя.

Сумма ширины импульса и пустой ширины между ними определяет частоту формы волны, видимой двигателем (отсюда PWM или модуляция ширины импульса).нет пробелов), частота будет правильной, но напряжение будет намного больше, чем истинная синусная волна переменного тока.преобразователь частоты изменит высоту и ширину импульса и ширину пустоты между ними.

Некоторые люди могут задаться вопросом, как этот "фальшивый" переменный ток (на самом деле постоянный ток) управляет индукционным двигателем переменного тока.Вам нужен переменный ток, чтобы "чувствовать" ток в роторе двигателя и его соответствующее магнитное поле? Затем, AC естественным образом вызовет индукцию, потому что он постоянно меняет направление, с другой стороны, DC не будет действовать нормально, как только схема активируется.

Однако, если постоянный ток включен и выключен, то постоянный ток может вызывать ток.Целью этих точек является "импульс" от батареи к катушке (трансформатор)Это вызывает электрический заряд в катушке, который затем увеличивает напряжение до уровня, который позволяет свечи зажигать.Широкие импульсы постоянного тока на рисунке выше на самом деле состоят из сотен отдельных импульсов, и это включение и выключение движения выхода инвертора позволяет этому происходить через индукцию постоянного тока.

05 Эффективное напряжение

Один из факторов, который делает переменное напряжение сложным, заключается в том, что оно постоянно меняет напряжение, от нуля до некоторого максимального положительного напряжения, затем обратно до нуля, затем до некоторого максимального отрицательного напряжения,и снова возвращаемся к нулю.. Как определить фактическое напряжение, применяемое к цепи? На иллюстрации ниже представлена синусная волна 60 Гц, 120 В. Однако обратите внимание, что ее пиковольт составляет 170 В. Если ее фактическое напряжение составляет 170 В,Как мы можем назвать это 120-вольтовой волной?

В одном цикле он начинается с 0 В, поднимается до 170 В, а затем опять падает до 0. Он продолжается до -170 и затем снова поднимается до 0.Площадь исходного зеленого прямоугольника с верхней границей при 120В равна сумме площадей положительной и отрицательной частей кривой120 В - это среднее?

Ну, если бы вы сделали среднее значение напряжения в каждой точке цикла, результат был бы около 108 В, так что это не может быть ответом.Это связано с тем, что мы называем "эффективным напряжением. "

Если вы измеряете тепло, вырабатываемое постоянным током, протекающим через резистор, вы обнаружите, что оно больше тепла, вырабатываемого эквивалентным переменным током.Это связано с тем, что AC не поддерживает постоянное значение на протяжении всего циклаЕсли проводить в лаборатории, в контролируемых условиях, выясняется, что конкретный постоянный ток производит 100-градусное повышение тепла, его эквивалент AC будет производить 70.7 градусов повышения или 70Таким образом, эффективное значение переменного тока составляет 70,7% от постоянного тока.Также можно увидеть, что эффективное значение напряжения переменного тока равно кореню квадратной суммы напряжений в квадрате первой половины кривой.

Если пиковольтное напряжение равняется 1 и должны быть измерены отдельные напряжения от 0 до 180 градусов, эффективное напряжение будет пиковольтное напряжение 0-707,0.707 раз пиковольт 170 на рисунке равен 120ВЭто эффективное напряжение также известно как корневое среднее квадратное или напряжение RMS. Поэтому пиковольтное напряжение всегда составляет 1,414 от эффективного напряжения.230V переменного тока имеет пиковольт 325V в то время как 460 имеет пиковольт 650V.

В дополнение к изменениям частоты, даже если напряжение не зависит от рабочей скорости двигателя переменного тока, инвертор также должен изменять напряжение.

Диаграмма показывает две синусовые волны 460В переменного тока. Красный - кривая 60Гц, синий - 50Гц. Оба имеют пиковольт 650В, однако 50Гц намного шире.Вы можете легко увидеть, что область в первой половине кривой 50 Гц (0-10 мс) больше, чем первая половина кривой 60 Гц (0-8Кроме того, поскольку площадь под кривой пропорциональна эффективному напряжению, эффективное напряжение выше.увеличение эффективного напряжения становится более драматичным.

Если позволить двигателям 460 В работать на этих более высоких напряжениях, их срок службы может быть значительно сокращен.Инвертор должен постоянно менять "пиковое" напряжение относительно частоты, чтобы поддерживать постоянное эффективное напряжение.Чем ниже рабочая частота, тем ниже пиковольт и наоборот.

Теперь вы должны хорошо понимать, как работает инвертор и как управлять скоростью двигателя.Большинство приводов позволяют пользователю вручную устанавливать скорость двигателя с помощью переключателя или клавиатуры, или автоматизировать процесс с помощью датчиков (давление, поток, температура, уровень и т.д.).