6ES5375-8LA11合格

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西門子MM4系列變頻器分類與結構

廈門點碩自動化設備有限公司

   變頻器

變頻調(diào)速是通過改變異步電動機供電電源的頻率f來實現(xiàn)無級調(diào)速的，電動機采用變頻調(diào)速以后，電動機轉(zhuǎn)軸直接與負載連接，電動機由變頻器供電。

變頻調(diào)速的關鍵設備就是變頻器，變頻器是一種將交流電源整流成直流后再逆變成頻率、電壓可變的變流電源的裝置，主要由功率模塊、超大規(guī)模單片機等構成。

變頻器能夠根據(jù)轉(zhuǎn)速反饋信號調(diào)節(jié)電動機供電電源的頻率，從而實現(xiàn)相當寬頻率范圍內(nèi)的無級調(diào)速。

在變頻器控制中，經(jīng)常采用的一種方法是電壓/頻率協(xié)調(diào)控制（即V/f控制），并分為基頻（額定頻率）以下和基頻以上兩種情況。

基頻以下調(diào)速

為了充分利用電動機鐵心，發(fā)揮電動機產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的能力，在基頻以下采用恒磁通控制方式，要保持Φm不變，當頻率f1從額定值fin向下調(diào)節(jié)時，同時降低Eg，即采用電動勢頻率比為恒值的控制方式。

然而，繞組中的感應電動勢是難以直接控制的，當電動勢值較高時，可以忽略定子電阻和漏磁感抗壓降，而認為定子相電壓Us≈Eg，則低頻時，Us和Eg都較小，定子電阻和漏磁感抗壓降所占的分量相對較大，可以人為地抬高定子相電壓Us，以便補償定子壓降，稱作低頻補償或轉(zhuǎn)矩提升。

基頻以上調(diào)速

在基頻以上調(diào)速時，頻率從fin向上升高，但定子電壓Us卻不可能超過額定電壓UsN，只能保持Us=UsN不變，這將使磁通與頻率成反比地下降，使得異步電動機工作在弱磁狀態(tài)。

把異步電動機基頻以下和基頻以上兩種情況的控制特性畫在一起，即是其變頻調(diào)速的控制特性。如果電動機在不同轉(zhuǎn)速時所帶的負載都能使電流達到額定值，即都能在允許溫升下長期運行，則轉(zhuǎn)矩基本上隨磁通變化而變化。

按照電力拖動原理，在基頻以下，磁通恒定，轉(zhuǎn)矩也恒定，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”性質(zhì)，而在基頻以上，轉(zhuǎn)速升高時磁通恒減小，轉(zhuǎn)矩也隨著降低，基本上屬于“恒功率調(diào)速”。

交—直—交變頻器的基本構成

交—直—交變頻器的基本構成包括整流電路、中間直流環(huán)節(jié)、制動電路、逆變電路等的主電路和控制電路

1、整流電路

一般的三相變頻器的整流電路由三相全波整流橋組成，主要作用是對外部交流電源供應的工頻電流進行整流，為逆變電路和控制電路提供所需要的直流電源。

2、逆變電路

逆變電路主要作用是通過逆變器中主開關器件有規(guī)律地通與斷，輸出可改變電壓和頻率的交流電。

3、中間直流環(huán)節(jié)

逆變器的負載主要是異步電動機，屬于感性負載。無論電動機處于電動或發(fā)電制動狀態(tài)，其功率因數(shù)總不會為1，因此在中間直流環(huán)節(jié)與電動機之間總會有無功功率的交換，這種無功能量要依靠中間直流環(huán)節(jié)的電容器或電抗器等儲能元件來緩沖。

中間儲能元件采用大容量的電容，并聯(lián)在直流環(huán)節(jié)上，電容兩端的電壓不能突變，因此直流環(huán)節(jié)的電壓比較穩(wěn)定，相當于恒壓源。

中間儲能元件改為一個大的串聯(lián)電感，直流部分就相當于一個恒流源。根據(jù)中間電路儲能元件的不同，變頻器可分為電壓源型和電流源型。

4、控制電路

控制電路常由運算電路、檢測電路、控制信號的輸入輸出電路和驅(qū)動電路等組成。主要任務是接受各種信號，進行基本運算，輸出計算結果，完成對逆變電路的開關控制，對整流器的電壓控制（可控型）以及完成各種保護功能等。

控制方法可以采用模擬控制或數(shù)字控制，采用盡可能簡單的硬件電路，主要靠軟件來完成各種功能。由于軟件的靈活性，數(shù)字控制方式?？梢酝瓿赡M控制方式難以完成的功能。