S350变频器的英文译名是VFD,这可能是现代科技由中文反向译为英文的为数不多实例之一。(但VFD也可解释为Vacuum fluorescent display,真空荧光管,故这种译法并不常用)。
变频器是应用变频技术与
微电子技术,通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制
交流电动机的电力传动元件。
变频器在中、韩等亚洲地区受日本厂商影响而曾被称作VVVF(Variable Voltage Variable Frequency Inverter)。
变频器工作原理
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。
控制电路是给异步电动机供电(电压、频率可调)的主电路提供控制信号的回路,它有频率、电压的“运算电路”,主电路的“电压、电流检测电路”,电动机的“速度检测电路”,将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”,以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。
(1)运算电路:将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算,决定逆变器的输出电压、频率。
(2)电压、电流检测电路:与主回路电位隔离检测电压、电流等。
(3)驱动电路:驱动主电路器件的电路。它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。
(4)速度检测电路:以装在
异步电动机轴机上的速度检测器(tg、plg等)的信号为速度信号,送入运算回路,根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。
(5)保护电路:检测主电路的电压、电流等,当发生过载或过电压等异常时,为了防止逆变器和异步电动机损坏,使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。
变频器的作用
变频器集成了高压
大功率晶体管技术和电子控制技术,得到广泛应用。变频器的作用是改变
交流电机供电的频率和幅值,因而改变其运动磁场的周期,达到平滑控制电动机转速的目的。变频器的出现,使得复杂的调速控制简单化,用
变频器+交流鼠笼式
感应电动机组合替代了大部分原先只能用
直流电机完成的工作,缩小了体积,降低了维修率,使传动技术发展到新阶段。
变频器的组成
变频器通常分为4部分:整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。
□ 整流单元将工作频率固定的交流电转换为直流电。
□ 高容量电容存储转换后的电能。
□ 逆变器由大功率开关晶体管阵列组成电子开关,将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。
□ 控制器按设定的程序工作,控制输出方波的幅度与脉宽,使叠加为近似正弦波的交流电,驱动
交流电动机。
变频器的历史
变频技术诞生背景是
交流电机无级调速的广泛需求。传统的直流调速技术因体积大故障率高而应用受限。
□ 20世纪60年代以后,
电力电子器件普遍应用了晶闸管及其升级产品。但其调速性能远远无法满足需要。
□ 20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速的研究得到突破,20世纪80年代以后微处理器技术的完善使得各种优化算法得以容易的实现。 □ 20世纪80年代中后期,美、日、德、英等发达国家的 VVVF变频器技术实用化,商品投入市场,得到了广泛应用。 最早的变频器可能是日本人买了英国专利研制的。不过美国和德国凭借电子元件生产和电子技术的优势,高端产品迅速抢占市场。在中国最早生产的变频器可能是大连电机厂组装的富士产品。目前在低压(380V)中小功率范围,中国生产的变频器质量据信也已经稳定。
矢量变频器
S350
变频器系列是新一代高端高性能矢量
变频器,可满足个性化行业要求,有如下特点:
■采用最新
高速电机控制专用芯片DSP,确保矢量控制快速响应 ■硬件电路模块化设计,确保电路稳定高效运行
■外观设计结合欧洲汽车设计理念,线条流畅,外形美观
■结构采用独立风道设计,风扇可自由拆卸,散热性好
■无PG矢量控制、有PG矢量控制、转矩控制、
V/F控制均可选择
■强大的输入输出多功能可编程端子,调速脉冲输入,两路模拟量输出
■独特的“挖土机”自适应控制特性,对运行期间
电机转矩上限自动限制,有效抑制过流频繁跳闸
■宽电压输入,输出电压自动稳压(AVR),瞬间掉电不停机,适应能力更强
■内置先进的 PID 算法 ,响应快、适应性强、调试简单 ; 16 段速控制,简易PLC 实现定时、定速、定向等多功能逻辑控制,多种灵活的控制方式以满足各种不同复杂工况要求
■内置国际标准的 MODBUS RTU ASCII 通讯协议,用户可通过PC/
PLC控制上位机等实现变频器485通讯组网集中控制