變頻器維修

變頻器控制方式

低壓通用變頻輸出電壓為380～650V，輸出功率為0.75～400kW，工作頻率為0～400Hz，它的主電路都采用交—直—交電路。其控制方式經(jīng)歷了以下四代。

1U/f=C的正弦脈寬調(diào)制(SPWM)控制方式

其特點是控制電路結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，機械特性硬度也較好，能夠滿足一般傳動的平滑調(diào)速要求，已在產(chǎn)業(yè)的各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是，這種控制方式在低頻時，由于輸出電壓較低，轉(zhuǎn)矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，使輸出轉(zhuǎn)矩減小。另外，其機械特性終究沒有直流電動機硬，動態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意，且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會隨負載的變化而變化，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、電機轉(zhuǎn)矩利用率不高，低速時因定子電阻和逆變器死區(qū)效應(yīng)的存在而性能下降，穩(wěn)定性變差等。因此人們又研究出矢量控制變頻調(diào)速。

矩陣式交—交控制方式

VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點是輸入功率因數(shù)低，諧波電流大，直流電路需要大的儲能電容，再生能量又不能反饋回電網(wǎng)，即不能進行四象限運行。為此，矩陣式交—交變頻應(yīng)運而生。由于矩陣式交—交變頻省去了中間直流環(huán)節(jié)，從而省去了體積大、價格貴的電解電容。它能實現(xiàn)功率因數(shù)為l，輸入電流為正弦且能四象限運行，系統(tǒng)的功率密度大。該技術(shù)目前雖尚未成熟，但仍吸引著眾多的學(xué)者深入研究。其實質(zhì)不是間接的控制電流、磁鏈等量，而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控制量來實現(xiàn)的。具體方法是：

控制定子磁鏈引入定子磁鏈觀測器，實現(xiàn)無速度傳感器方式；

自動識別(ID)依靠的電機數(shù)學(xué)模型，對電機參數(shù)自動識別；

算出實際值對應(yīng)定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算出實際的轉(zhuǎn)矩、定子磁鏈、轉(zhuǎn)子速度進行實時控制；

實現(xiàn)Band—Band控制按磁鏈和轉(zhuǎn)矩的Band—Band控制產(chǎn)生PWM信號，對逆變器開關(guān)狀態(tài)進行控制。矩陣式交—交變頻具有快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)(<2ms)，很高的速度精度(±2％，無PG反饋)，高轉(zhuǎn)矩精度(<＋3％)；同時還具有較高的起動轉(zhuǎn)矩及高轉(zhuǎn)矩精度，尤其在低速時(包括0速度時)，可輸出150％～200％轉(zhuǎn)矩。

　脈沖寬度和它們之間的空白寬度的總和決定了電機看到的波形的頻率（因此是PWM或脈寬調(diào)制）。如果脈沖是連續(xù)的（即沒有空白），頻率仍然是正確的，但是電壓將比真正的AC正弦波大得多。根據(jù)所需的電壓和頻率，變頻器將改變脈沖的高度和寬度以及兩者之間的空白寬度。

　　有些人可能想知道這個“假”AC（實際上是DC）是如何運行交應(yīng)電機的。畢竟，是不是需要一個交流電來“感應(yīng)”電機轉(zhuǎn)子中的電流及其相應(yīng)的磁場呢？那么，AC會自然而然地導(dǎo)致感應(yīng)，因為它是不斷變化的方向 另一方面，DC不會因為一旦電路被而正常動作。

但是，如果DC開啟和關(guān)閉，DC可以感應(yīng)出電流。對于那些年紀已久的人來說，汽車點火系統(tǒng)（在固態(tài)點火之前）曾經(jīng)在分配器中有一組點。這些要點的目的是從電池“脈沖”到線圈（變壓器）這在線圈中感應(yīng)出一個電荷，然后將電壓升高到允許火花塞點火的水平。上圖中看到的寬直流脈沖實際上是由數(shù)百個單獨的脈沖組成的，逆變器輸出的這種開啟和關(guān)閉運動允許通過直應(yīng)發(fā)生。