自動化設備變頻技術小知識

為應對來自不同應用領域的挑戰，變頻器也在不斷更新換代，產品越來越多樣化。總的來說，新一代的變頻器應具有以下特點：一是全數字化、功能齊全，能夠補償負載變化，特別是分布式的具有通信、聯網功能并具有可編程功能。二是簡單或行業專用的變頻器以及實現了機電一體化、小型化。三是網絡化和系統化，通過網絡連接減少生產成本，通過現場總線模塊，將不同型號的變頻器以同一種編程語言和通信協議進行組態。

　　據中國工業電器協會變頻器分會統計，近年來，我國變頻器市場每年需求大約形成100億元的市場空間。而且，隨著用戶需求的進步和多樣化，國內變頻器產品的功能在不斷完善和增加，集成度和系統化程度也越來越高，并且已經出現某些專用變頻器產品，這都為我國變頻器市場的進一步擴大奠定了基礎。初開發的變頻器的根本目的并非為了節能，主要是交流傳動代替直流傳動，并滿足過程化控制的要求。變頻器技術是當今自動化技術中比較成熟、比較先進的技術，是電力技術、微電子技術、控制技術高度發展的產物。變頻器的主要工作原理是:通過微電子器件、電力電子器件和控制技術，將供給電機定子的工頻交流電源經過二極管整流成直流，再由IGBT等逆變為頻率和電壓都可調的交流電源，此電源再拖動電機和負載。

 變頻技術小知識

    1、什么是變頻器？ 

    　　變頻器是利用電力半導體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。 

    　　2、PWM和PAM的不同點是什么？ 

    　　PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調制)縮寫，按一定規律改變脈沖列的脈沖寬度，以調節輸出量和波形的一種調值方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation(脈沖幅度調制)縮寫，是按一定規律改變脈沖列的脈沖幅度，以調節輸出量值和波形的一種調制方式。 

    　　3、電壓型與電流型有什么不同？ 

    　　變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。 

    　　4、為什么變頻器的電壓與電流成比例的改變？ 

    　　異步電動機的轉矩是電機的磁通與轉子內流過電流之間相互作用而產生的，在額定頻率下，如果電壓一定而只降低頻率，那么磁通就過大，磁回路飽和，嚴重時將燒毀電機。因此，頻率與電壓要成比例地改變，即改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓，使電動機的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現象的產生。這種控制方式多用于風機、泵類等節能型變頻器。 

    　　5、電動機使用工頻電源驅動時，電壓下降則電流增加；對于變頻器驅動，如果頻率下降時電壓也下降，那么電流是否增加？ 

    　　頻率下降(低速)時,如果輸出相同的功率,則電流增加,但在轉矩一定的條件下,電流幾乎不變。 

    　　6、采用變頻器運轉時，電機的起動電流、起動轉矩怎樣？ 

    　　采用變頻器運轉，隨著電機的加速相應提高頻率和電壓，起動電流被限制在150%額定電流以下(根據機種不同，為125%~200%)。用工頻電源直接起動時，起動電流為6~7倍，因此，將產生機械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長)。起動電流為額定電流的1.2~1.5倍，起動轉矩為70%~120%額定轉矩；對于帶有轉矩自動增強功能的變頻器，起動轉矩為100%以上，可以帶全負載起動。 

    　　7、V/f模式是什么意思？ 

    　　頻率下降時電壓V也成比例下降，這個問題已在回答4說明。V與f的比例關系是考慮了電機特性而預先決定的，通常在控制器的存儲裝置(ROM)中存有幾種特性，可以用開關或標度盤進行選擇。 

    　　8、按比例地改V和f時，電機的轉矩如何變化？ 

    　　頻率下降時完全成比例地降低電壓，那么由于交流阻抗變小而直流電阻不變，將造成在低速下產生地轉矩有減小的傾向。因此，在低頻時給定V/f,要使輸出電壓提高一些,以便獲得一定地起動轉矩,這種補償稱增強起動。可以采用各種方法實現,有自動進行的方法、選擇V/f模式或調整電位器等方法。