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变频器在工业生产和生活中的应用

变频器节电设备是工业节能的重要设备。通常,把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。在诸多的电机调速技术中,交流电机的变频调速因为其具有精度高、转矩大、功能强、高可靠、高功率等优点成为电气传动的主要方式。

目前,变频器已广泛应用于轻、重工业的生产以及人们的日常生活中。在钢铁、有色金属、石油、化工、化纤、纺织、机械、电子、建材、煤炭、医药、造纸、注塑、卷烟、电梯(包括扶梯)、行车(包括港吊)、城市供水(包括污水处理)、中央空调及家用电器等行业普遍应用。

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(一) 变频器的构成

变频器主要是由主电路、控制电路组成。

主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分,变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波是电感。 它由三部分构成,将工频电源变换为直流功率的整流器,吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的平波回路,以及将直流功率变换为交流功率的逆变器

1)整流器:最近大量使用的是二极管的变流器,它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器,由于其功率方向可逆,可以进行再生运转。

2)平波回路:在整流器整流后的直流电压中,含有电源6倍频率的脉动电压,此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动,采用电感和电容吸收脉动电压(电流)。装置容量小时,如果电源和主电路构成器件有余量,可以省去电感采用简单的平波回路。

3)逆变器:同整流器相反,逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率,以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。以电压型PWM逆变器为例示出开关时间和电压波形。

(二)变频器的分类

变频器的分类方法有多种

按照主电路工作方式分类:以分为电压型变频器和电流型变频器;

按照开关方式分类:分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器;

按照工作原理分类:分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等;

按照用途分类,可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。

通常变频器的结构为交--交,也就是将单相或三相交流电压整流成为直流电压(AC-DC),

然后再将直流“逆变”成为所需频率的三相交流电压(AD-AC);

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