变频器如何工作及为什么要使用VFD

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发布时间:2019/7/30 14:37:16 来源：上海中颐变频器浏览次数:2549

变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。以下是关于“变频器如何工作”及“变频器为什么要使用VFD”介绍。

　　一、变频器如何工作

　　变频交流变频器的第一个阶段是变频器。该转换器由六个二极管组成，类似于管道系统中使用的止回阀。它们允许电流仅在一个方向上流动;二极管符号中箭头所示的方向。例如，无论何时A相电压（电压类似于管道系统中的压力）比B或C相电压更正，那么该二极管将断开并允许电流流动。当B相变得比A相更正时，B相二极管将断开并且A相二极管将闭合。总线负极的3个二极管也是如此。因此，当每个二极管打开和关闭时，我们会得到六个电流“脉冲”。这被称为“六脉冲VFD”，这是当前变频器的标准配置。

　　我们可以通过增加一个电容来消除直流母线上的交流纹波。电容器以与管道系统中的储液器或蓄液器类似的方式操作。该电容吸收交流纹波并提供平滑的直流电压。直流母线上的交流纹波通常小于3伏。因此，直流总线上的电压变成“大约”650VDC。实际电压取决于变频器馈入交流线路的电压电平，电源系统上电压不平衡的水平，电机负载，电源系统的阻抗以及变频器上的任何电抗器或谐波滤波器。

　　将交流电转换为直流电的二极管电桥转换器有时仅称为转换器。将直流电转换回交流电的转换器也是一个转换器，但为了将其与二极管转换器区分开来，它通常被称为“逆变器”。在工业中，将任何直流-交流转换器称为逆变器已经很普遍。

　　当我们关闭逆变器中的一个顶部开关时，电机的相位连接到正直流母线，并且该相位上的电压变为正值。当我们关闭转换器中的一个底部开关时，该相位连接到负直流母线并变为负值。因此，我们可以使电机的任何相位随意变为正或负，并因此可以产生我们想要的任何频率。所以，我们可以使任何阶段都是正面，负面或零。

　　VFD的输出是“矩形”波形。VFD不产生正弦输出。这种矩形波形对于通用配电系统来说不是一个好的选择，但是对于一台电动机来说是完全足够的。

　　如果我们想要将电机频率降低到30 Hz，那么我们只需更慢地切换逆变器输出晶体管即可。但是，如果我们将频率降低到30Hz，那么我们还必须将电压降低到240V，以保持V/Hz比率（有关这方面的更多信息，请参阅VFD电机理论演示文稿）。如果我们唯一的电压是650VDC，我们将如何降低电压？

　　这称为脉宽调制或PWM。想象一下，我们可以通过高速开关阀门来控制水管中的压力。虽然这对于管道系统来说不太实际，但它对VFD来说效果很好。请注意，在前半个周期中，电压在一半时间内处于ON状态，一半时间处于OFF状态。因此，平均电压是480V或240V的一半。通过脉冲输出，我们可以在VFD的输出端获得任何平均电压。

　　二、变频器为什么要使用VFD

　　1、减少能源消耗和能源成本

　　如果您的应用不需要全速运行，那么您可以通过变频驱动控制电机来降低能源成本，这是变频驱动的一个优点。VFD允许您将电动设备的速度与负载要求相匹配。没有其他交流电动机控制方法可以让您实现这一点。

　　电动马达系统占当今行业功耗的65％以上。通过安装或升级VFD优化电机控制系统可将设备能耗降低多达70％。此外，VFD的使用提高了产品质量，并降低了生产成本。结合能源效率税收优惠和公用事业回扣，VFD装置的投资回报可能只有6个月。

　　2、通过更严格的过程控制提高生产率

　　通过以最有效的速度为您的应用操作电机，减少错误发生的几率，从而提高生产水平，从而为贵公司带来更高的收入。在传送带和传送带上，您可以在启动时消除混乱，从而实现高速传送。

　　3、延长设备使用寿命并减少维护

　　您的设备将持续更长时间，并且由VFD控制时的维护时间更短，从而确保******的电机应用速度。由于变频器对电机的频率和电压进行了******控制，变频器将为您的电机提供更好的保护，例如电热过载，相位保护，欠压，过压等。当您使用变频器启动负载时，不会使电机或被驱动的负载受到启动线上的“瞬间冲击”，但可以平稳启动，从而消除皮带，齿轮和轴承的磨损。因为我们可以有平稳的加速和减速循环，所以它也是减少和/或消除水锤的极好方法。

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