什麼是變頻技術,什麼是變頻技術?什麼是變頻器

2022-10-21 00:06:41 字數 5017 閱讀 6401

1樓:石油工業出版社

變領技術是將一種頻率電源轉換成另一種頻率電源的技術。在電源的轉換過程中.電能並不發生變化,只是頻率發生變化,目的是為了滿足人們生產、生活各種領域中對電源的不同需要,其中一項典型應用就是將工頻(50hz或60hz)的交流電源,轉換成頻率可變的交流電源提供給電動機,通過改變輸出電源的頻率來對電動機進行調速控制,從而實現節能效果。

1 變頻技術發展

隨著微電子技術、電力電子技術和自動控制技術的不斷髮展,變頻技術也得到了迅速的發展和廣泛的應用。變頻技術最初主要用於整流和交直流可調電源,現在已廣泛用在高壓直流輸電、不同頻率電源連線、靜止無功功率補償和吸收等,應用領域涵蓋交通運輸業、石油行業、家用電器、國防軍事等社會生產、生活的各個方面。在運輸業應用如高速鐵路、超導磁懸浮列車、電動汽車、機器人等,在石油行業應用如採油調速、超聲波驅油等,在家用電器方面應用如變頻空調、變頻洗衣機、變頻微被爐、變頻電冰箱等,在軍事方面應用如軍事通訊、導航、雷達等。

變頻技術的發展主要以電力電子器件的發展為基礎,主要經歷了以下幾代:

第1代電力電子器件以閘流體為代表(20世紀50年代)。2023年貝爾實驗室發明了閘流體,2023年通用電氣公司推出了商品化的產品。閘流體是一種電流控制型開關器件,可以實現小電流控制大功率變換,但開關頻率低,且導通後不能自關斷。

第2代電力電子器件以電力電晶體(gtr)和門極關斷閘流體(gto)為代表(20世紀60年代)。門極關斷閘流體是一種電流型自關斷型開關器件,較容易實現整流、斬波、逆變等變頻功能,其開關頻率在1~5khz之間。

第3代電力電子器件以絕緣柵雙極型電晶體(gbt)為代表(20世紀70年代)。絕緣柵雙極型電晶體是一種電壓控制型自關斷電力電子器件,其開關頻率很高,達到20~200khz,它的應用使電氣裝置的高頻化、高效化和小型化得以實現。

第4代電力電子器件以智慧化功率積體電路(pic)和智慧功率模組(ipm)等為代表(20世紀80年代、90年代)。它們實現了開關頻率的高速化、低導通電壓的高效化和功率器件的整合化,另外還可整合邏輯控制、保護、感測及測量等功能。

變頻技術的發展方向是高電壓大容量化、高頻化、元件模組化、小型化、智慧化和低成本化。

2 變頻技術型別

變頻技術可分為以下幾種型別:

(1)交—直變頻技術:又稱整流技術,它是利用整流電路將交流電源轉換成直流電源。

(2)直—直變頻技術:又稱斬波技術,它是利用斬波電路將直流電源轉換成直流脈衝電源,通過調節脈衝的頻率或寬度來改變直流脈衝電源有效值的大小。

(3)直—交變頻技術:又稱逆變技術,它是利用逆變電路將直流電源轉換成交流電源。

(4)交—交變頻技術:又稱移相技術.它是利用交—交變頻電路將一種頻率的交流電源轉換成另一種頻率的交流電源。

3 變頻器簡介

我國變頻器應用始於20世紀80年代末,由於變頻器具有良好節能效果等優越效能,使用量不斷增加,而且每年以20%的遞增量快速發展。變頻器至今並無確切的定義,但按其功能作用可理解為改變電動機電源頻率值及電壓值的自動化電氣裝置。變頻器由電力電子器件、電子元器件,微處理器(cpu)等組成。

變頻器就是一種典型的採用了變頻技術的電氣裝置。變頻器的主要功能是將工頻(50hz或60hz)的交流電源轉換成頻率可變的交流電源提供給電動機,通過改變輸出電源的頻率來對電動機進行調速控制。因為電子電工學告訴我們,電動機的轉速與其消耗的能量有一定對應關係。

通俗地講,就是電動機的轉速越快,其消耗的能量大幅度增加;反之,電動機的轉速越慢,其消耗的能量將大幅度減少。變頻器正是基於這個原理,通過變頻器中的微處理器實時調整控制電動機的轉速,達到節約能量的目的。

1)變頻器外形

如圖4-51所示,列出了幾種常見變頻器的實物外形。

圖4-51 幾種常見變頻器的實物外形

2)非同步電動機的調速方式

當三相非同步電動機定子繞組通入三相交流電後,定子繞組會產生旋轉磁場,旋轉磁場的轉速n0與交流電源的頻率f及電動機的磁極對數p有如下關係:

電動機轉子的旋轉速度n(即電動機的轉速)略低於旋轉磁場的旋轉速度n0(又稱同步轉速),兩者的轉速差稱為轉差s,電動機的轉速為:

由於轉差s很小,一般為0.01~0.05,為了計算方便,可近似認為電動機的轉速與定子的旋轉磁場轉速相同,即電動機轉速近似為:

從公式(4-3)可以看出,三相非同步電動機的轉速n與交流電源的頻率f和電動機的磁極對數p有關,當交流電源的頻率f發生改變時,電動機的轉速就會發生變化。通過改變電動機的磁極對數p來調節電動機轉速的方法稱為變極調速。通過改變交流電源的頻率來調節電動機轉速的方法稱為變頻調速,變頻器是通過改變交流電源頻率來調節電動機轉速。

4 變頻器的組成方框圖

變頻器的功能是將工頻(50hz或60hz)交流電源轉換成頻率可變的交流電源提供給電動機,通過改變交流電源的頻率來對電動機進行調速控制。變頻器的種類很多,主要可分為兩類:交—直—交型變頻器和交—交型變頻器。

1)交—直—交型變頻器

交—直—交型變頻器是先將工頻電源轉換成直流電源,再將直流電源轉換成頻率可變的交流電源,然後提供給電動機,通過調節輸出電源的頻率來對電動機轉速進行控制。交—直—交型變頻器組成方框圖如圖4-52所示。

下面對照圖4-52說明交—直—交型變頻器的工作原理。

圖4-52 交—直—交型變頻器組成方框圖

工頻交流電源經整流電路轉換成脈動的直流電,直流電再經中間電路進行濾波平滑,然後送到逆變電路,在控制電路的控制下,逆變電路將直流電轉換成頻率可變的交流電並送給電動機,驅動電動機運轉,改變逆變電路輸出的交流電頻率,電動機轉速就會發生相應的變化。

變頻器中的整流電路、中間電路和逆變電路是主體電路,用來完成交—直—交的轉換,它們工作在高電壓大電流狀態。控制電路是變頻器的控制中心,當它接收到輸入調節裝置或通訊介面送來的指令訊號後,會發出相應的控制訊號去控制主體電路,使主體電路按設定的要求工作,同時控制電路還會將有關的設定和機器狀態訊號送到顯示裝置,以顯示有關資訊,便於使用者操作或瞭解變頻器的工作情況。

變頻器的顯示裝置一般採用顯示屏和指示燈;輸入調節裝置主要包括按鈕、開關和旋鈕等;通訊介面用來與其他的裝置(如可程式設計序控制器plc)進行通訊,接收它們傳送過來的資訊,同時還將變頻器有關資訊反饋給這些裝置。除此之外,變頻器還有一些其他介面,可以通過這些介面擴充套件變頻器的一些功能,如外接制動電阻、外接頻率表等。

2)交—交型變頻器

交—交型變頻器是直接將工頻電源轉換成頻率可變的交流電源並提供給電動機,通過調節輸出電源的頻率來對電動機轉速進行控制。交—交型變頻器組成方框圖如圖4-53所示,從圖中可以看出,交—交型變頻器與交—直—交型變頻器的主體電路不同,它採用交—交變頻電路直接將工頻電源轉換成頻率可調的交流電源的方式進行變頻調速。

圖4-53 交—交型變頻器組成方框圖

交—交變頻電路一般只能將輸入交流電頻率調低輸出,而工頻電源頻率本來就低,所以交—交型變頻器的調速範圍很窄,另外這種變頻器要採用大量的閘流體等電力電子器件,導致裝置體積大、成本高,故交—交型變頻器的應用遠沒有交—直—交型變頻器廣泛,因此大家要重點學習瞭解交—直—交型變頻器。

2樓:中國農業出版社

變頻洗衣機是指洗衣機通過電腦控制系統自動感知衣物的平衡度,來精確確定脫水時電機的最佳轉速,使洗衣機的變頻電動機在較低的轉速,較小的電流下啟動,實現脫水過程軟啟動,軟停機,既可省電,又降低啟動時的震動和噪聲;高速轉動時,可以快速達到設定轉數。

變頻洗衣機在軟啟動,軟停機過程中,比一般洗衣機節能30%左右,降低脫水噪聲約10db左右。

什麼是變頻技術?什麼是變頻器

3樓:匿名使用者

變頻技術是改變供電頻率的技術。

市場上**的電能(供電局賣的電)都是交流電。大小和方向隨時間作有規律變化的電壓和電流稱為交流電。我國的交流電供電頻率是50赫茲。

交流電動機的轉速 以及 各種電器消耗的電能, 都和供電頻率直接有關;

變頻技術就是通過改變給電器供電的頻率,來控制電動機的轉速或電器消耗的電能,達到靈活控制電器和降低電能消耗的目的;

改變給電器供電頻率的裝置,稱作變頻器。它的功能是將直流電(很多時候需要先將外部提供的交流電轉化為直流電),根據需要,轉化為不同頻率的交流電供電器使用。

4樓:吉祥物

變頻技術是一種把直流電逆變成不同頻率的交流電的轉換技術。它可把交流電變成直流電後再逆變成不同頻率的交流電,或是把直流電變成交流電後再把交流電變成直流電。總之這一切都只有頻率的變化,而沒有電能的變化。

變頻器是利用電力器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。

變頻器是幹什麼的?

5樓:蔥風滿城

變頻器是用來改變交流電機供電的頻率和幅值,因而改變其運動磁場的週期,達到平滑控制電動機轉速的目的。

變頻器的出現,使得複雜的調速控制簡單化,用變頻器加交流鼠籠式感應電動機組合替代了大部分原先只能用直流電機完成的工作,縮小了體積,降低了維修率,使傳動技術發展到新階段。

拓展資料:變頻器

變頻器(variable-frequency drive,vfd)是應用變頻技術與微電子技術,通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制裝置。變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成。

變頻器靠內部igbt的開斷來調整輸出電源的電壓和頻率,根據電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓,進而達到節能、調速的目的,另外,變頻器還有很多的保護功能,如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業自動化程度的不斷提高,變頻器也得到了非常廣泛的應用。

在變頻器出現之前,要調整電動機轉速的應用需透過直流電動機才能完成,不然就是要透過利用內建耦合機的vs電動機,在運轉中用耦合機使電動機的實際轉速下降,變頻器簡化了上述的工作,縮小了裝置體積,大幅度降低了維修率。不過變頻器的電源線及電動機線上面有高頻切換的訊號,會造成電磁干擾,而變頻器輸入側的功率因素一般不佳,會產生電源端的諧波。

變頻器的應用範圍很廣,從小型家電到大型的礦場研磨機及壓縮機。全球約1/3的能量是消耗在驅動定速離心泵、風扇及壓縮機的電動機上,而變頻器的市場滲透率仍不算高。能源效率的顯著提升是使用變頻器的主要原因之一。

變頻器技術和電力電子有密切關係,包括半導體切換元件、變頻器拓撲、控制及模擬技術、以及控制硬體及韌體的進步等。

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