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变频软起动器与变频器的工作原理

时间:2013-06-29 来源:电气自动化技术网 编辑:编辑部 点击:次 字体设置:

  变频软起动器的全称是分级交-交变频软起动器,也称为离散变频软起动器。变频软起动器利用三相交流调压回路,通过控制三相晶闸管的触发顺序,使晶闸管导通一个或者多个半波周期,对电网电压进行斩波,使几个工频周波内去掉一部分工频上半波和一部分工频下半波,实现电机端电源频率变化的目的。几种频率波形示例如下图:

  图一几种频率的波形

  由于这些频率是对工频交流电分频得到的,是交流电源的一系列子频率,不可能得到连续的频率,所以称之为分级变频或者离散变频。由于分频是通过斩波的方式实现的,所以得到的波形是不连续的。

  考虑到变频后的三相相序和对称性,在这些子频率中,只有3n+1分频能够满足要求,所以变频软起动器的频率变化为f/13→f/7→f/4→f/3→f/2→f(50Hz)。其中3分频和2分频是为了避免从4分频直接变为工频造成过大冲击而增加的过渡过程。

  从图一中可以看出,频率改变的时候电压也发生了改变。通过适当的控制,可以实现V/f成比例,从而提高电机的低频转矩,让电机以高起动转矩顺利起动。由于频率的不连续,所以电压的变化也是不连续的。

  电机起动完成后,短接开关闭合,短接交流调压回路,使电机直接并网运行。

  变频软起动器也能实现软停车功能,采用的方式是低速反接制动,即将频率以f/5→f/8→f/11的顺序变化,使电机电源的相序相反。

  2、变频器工作原理

  变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式(VVVF变频或矢量控制变频),先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机

  变频器的输出频率是通过直流逆变而来,其频率理论上是可以连续变化的。由于采用了先进的PWM调制技术,其波形非常接近正弦波。变频器的输出电压和频率的比值也是成比例的,所以电压的变化也是连续的。

  变频器在起动电机时,其频率是平滑变化的,每一次频率的变化很小,所以可以看成是连续的。

  变频器是为调节电机转速而设计的,可以带电机长时间运行,不需要短接开关。

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