变频器主电路工作原理
&nbs往复提升输送机p; 不同系列交-直-交变频器内部的主体电路基本相同 ,变频调速过程中出现的许多现象 ,都可通过主体电路来进行分析 。
因此 ,熟悉主体电路的结构 ,透彻了解各部分的原理 ,具有十分重要的意义 。
一、 &nb电振给料机sp; 交直变换
交-直变换电路就是整流和滤波电路 ,其任务是把电源的三相(或单相)交流电变换成平辊式破碎机稳的直流电 。
由于整流后的直流电压较高 ,且不允许再降低 ,因此 ,在电路结构上具有特殊性 。
立式振动电机1、波整流电路
在SPWM变频器中 ,大多采用桥式全波整流电路 。
在中、小容量的变频器中 ,整流器件采用不可控制沙机械的整流二极管或二极管模块 ,如图中的VD1~VD6所示 。
当三相线电压为380V时 ,整流大型圆振动筛后的峰值电压为537V ,平均电压为515V 。
2、滤波轻型直线筛及限流电路
(1)滤波电路 ,即图中的CF1和CF2 。
由于受到电解电容的电容量和耐压能力的限制 ,滤圆形振动筛波电必一·运动(B-Sports)官方网站常由若干个电容器并联成一组 ,又由两个电容器组CF1和CF2串联而成 。
因为电解电容器的电容量有较大的离散性 ,故电容器组CF1和CF2的电容量常不能完全相等 。
其结果是各电容器组承受的电压UD1和UD2不相等 ,使承受电压较高一侧的电容器组容易损坏 。
为了使UD1和UD2相等 ,在CF1和CF2旁备并联一个阻值相等的均压电阻立式复合破碎机RC1和RC2 。
(2)限流电路 ,即图粮食输送机中 ,串接在整流桥和滤波电容器之间 ,由限流电阻RL和短路开关SL组成的并联电路 。
限流电阻RL的作用是:变频器在接入电源之前 ,滤波电容CF上的直流电压UD喂料机=0 。
因此 ,当变频器刚接入电源的瞬间 ,将有一个很大的冲击电流经整流桥流向滤波电容 ,使整流桥可能因此而爱到损坏 。
如果电容器的容量很大 ,还会使电源电压瞬间下降而形成对电网的干扰 。
限流电阻RL就是为了削弱该冲击电流而串接在整流桥和滤波电容之间的 。
短路开关SL的作用是:限流电阻RL如常期接在电路内 ,会影响直流电压UD和变频器输出电压的大小 。
所以 ,当UD增大到一定程度时 ,令短路开关SL接通 ,激振器把RL切出电路 。
SL大多由晶闸管构成 ,在容量较小的变频器中 ,也常由接解器或继电器的触点构成 。
3标准筛、电源指示
电源指示灯HL除了对辊粉碎机表示电源是否接通外 ,还有一个十分重要的功能 ,即在变频繁器切断电源后 ,表示滤波电容器CF上的电荷是否已经释放完毕 。
由于CF的容量较大 ,而切断电源又必须在逆变电路停止工作的状态下进行 ,所以CF没有快速放电的回路 ,其放电时间往往长达数分钟 。
又由于CF上的电压较高 ,如不放完 ,对人身安全将构成威胁 。
故在维修变频器时 ,必须等HL完全熄灭后才能接触变频器内部的导电部分 ,所以 ,HL也具有提制沙设备示保护的作用 。
二、 直交变换
1、三相逆变桥电路
逆变桥电路的功能是把直流电转换成三相交流电 ,其工作原理在绪论中已经说明 。
逆变桥电路由图中的开关器件V1~VD6构成 。
目前中小容量的变频器中 ,开关器件大部分使用IGBT管 。
2、续流电路
由图中的VD7~VD12构成 。
其功能是:
(1) 为电动机绕组的无功电流返回直流电路时提供通路 。
(2) 当频率下降从而同步转速下降时 ,为电动机的再生电能反馈至直流电路提供通路 。
(3) 为电路的寄生电感在逆变过程中释放能量提供通路 。
3、缓冲电路(R01~R06、C01~C06、VD01~VD06)
逆变管在关断和导通的瞬间 ,其电压和电流的变化率是很大的 ,有可能使逆变管受到损害 。
因此 ,每个逆变管旁还应接入缓冲电路 ,以减缓电压和电流的变化率 。
缓冲电路的结构因逆变管的特性和容量等的不同而有较大差异 ,图2-27所示是比较典型的一种 。
各元件的功能如下:
(1) 电容C01~C06 。
逆变管V1~V6每次由导通状态转换成截止状态的过程中 ,集电极(C极)和发射极(E极)之间的电压UCE将极为迅速地由近乎0V上升至直流电压值UD 。
在此过程中 ,电压增长率是很高的 ,将容易导致逆变管损坏 。
C01~C06的功能便是减小V1~V6在关断时的电压增长率 。
(2) 电阻R01~R06 。
V1~V6每次由截止状态转换为导通状态时 ,C01~C06上所充的电压(等于UD)将向V1~V6放电 。
放电电流的初始值是很大的 ,并且将迭加到负载电流上 ,导致V1~V6损坏 。
电阻R01~R06就是用来限制C01~C06对V1~V6的关断过程中 ,使R01~R06不起作用 。
三、 能耗制动电路
1、耗制动电路的作用
在变频调速系统中 ,电动机的降速和停机 ,是通过逐渐减小频率来实现的 。
在频率刚减小的瞬间 ,电动机的同步转速随之下降 ,而由于机械惯性的原因 ,电动机的转速未变 。
当同步转速低于转子转速时 ,转子绕组切割磁力线的方向相反了 ,转子电流的相位几乎改变了π(180°) ,使电动机处于发电状态 ,也称为再生制动状态 。
电动机再生的电能经图中的续流二极管(VD7~VD12)全波整流后反馈到直流电路中 ,由于直流电路的电能无法回输给电网 ,只能由CF1和CF2吸收 ,使直流电压升高 ,称为“泵升电压” 。
过高的直流电压将使变流器件受到损害 。
因此 ,当直流电压超过一定值时 ,就要求提供一条放电回路 ,将再生的电能消耗掉 。
这一条放电回路 ,就是能耗制动电路 。
2、能耗电路的构成
能耗电路由制动电阻RB和制动单元BV构成 ,如图所示 。
制动电阻RB用于消耗掉直流电路中的多余电能 ,使直流电压保持平稳 。
制动单元BV的功能是控制放电回路的工作 。
具体地说 ,当真流回路的电压UD超过规定的限值时 ,VB导通 ,使直流回必一·运动(B-Sports)官方网站过RB释放能量 ,降低直流电压 。
而当UD在正常范围内时 ,VB将可靠截止 ,以避免不必要的能量损失 。
四、 主电路
将上述各部分电路汇总后成为主电路 ,如图所示 。
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