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對于數(shù)控變頻器,即使頻率指令是模擬信號,輸出頻率也是步進給定的。電流型逆變器的中間直流環(huán)節(jié)采用大電感進行儲能和濾波。直流電流波形比較平坦,使得施加到負載上的電流值穩(wěn)定,基本不受負載影響。其特性與電流源相似。因此稱為電流型逆變器。為了產生可變的電壓和頻率,該設備首先將來自電源的交流電轉換為直流電(DC),這個過程稱為整流。
從圖中可以看出,變頻器由主電路(包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)和逆變器)和控制回路組成。電流型逆變器由于其電流可控性較好,可以限制逆變裝置換相失敗或負載短路等引起的過流,保護可靠性較高,因此常用于負載電流變化較大的場合。對于調速精度要求較高,即使負載變化也要求接近給定速度運行的場合,可采用帶PG反饋功能的變頻器(選配)。
改變頻率的同時也改變幅度稱為脈沖幅度調制,縮寫為PAM,如圖1-3a所示。但60Hz以下的逆變器效率約為94%96%,可以據(jù)此計算損耗。但內置再生制動(FR-K)變頻器,如果還考慮制動時的損耗,功耗會變大,因此必須注意操作面板的設計。 AC-AC變頻器的結構如下圖所示。交流輸出的正半周電流由正組整流器提供,負半周電流由負組整流器提供。
一般電機采用安裝在軸上的外部風扇或轉子端環(huán)上的葉片進行冷卻。如果速度降低,冷卻效果就會降低,因此無法承受與高速運行相同的熱量。必須降低低速時的負載扭矩,或采用大容量變頻器與電機組合,或采用專用電機。電機啟動時,會流過與容量相對應的啟動電流,電機定子側的變壓器會產生壓降。當電機容量較大時,電壓降也會產生較大的影響。與同一變壓器連接的逆變器會導致欠壓或瞬時停機。因此,有時會因保護功能(IPE)動作而導致動作停止。
使用逆變器的家電產品中,不僅有電機(如空調等),還有熒光燈等產品。電壓型逆變器的中間直流環(huán)節(jié)采用輔助電容來儲能和穩(wěn)定電壓。多用于需要負載電壓變化較大的場合。逆變器雖然是靜態(tài)設備,但也有濾波電容、冷卻風扇等消耗部件。如果定期維護,預計使用壽命可達10年以上。將直流電(DC)轉換為交流電(AC)的設備的科學術語是逆變器。
應用于工業(yè)自動化領域的變頻器(采用變壓、變頻VVVF控制等)以及IT、電源領域的不間斷電源(即UPS,采用恒壓、恒頻CVCF控制)。在開環(huán)情況下,即使變頻器輸出給定頻率,當電機帶載運行時,電機轉速也會在額定轉差范圍(1%~5%)內波動。對于主要用于儀器儀表、測試設備、波形要求較高的變頻逆變器,需要對波形進行排序,能夠輸出標準正弦波,稱為變頻電源。
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