Arbetsprincip för frekvensomvandlare

Afrekvensomvandlareär en effektstyrningsenhet vars kärnprincip är baserad på det proportionella förhållandet mellan motorhastighet och strömförsörjningsfrekvens (för asynkrona AC-motorer: n=60f/p, där n är hastigheten, f är frekvensen och p är antalet polpar).

Kärnuppgift

Omvandling av den konstanta växelström som tillförs av elnätet till växelström med justerbar frekvens och spänning som krävs av motorn, och kontrollerar därigenom motorns hastighet och vridmoment exakt.

Grundläggande arbetsprincip för en frekvensomriktare: Kärnprocess: AC-DC-AC-konvertering
1. Likriktning (AC till DC)
Ingång: Frekvensomriktaren får växelström vid en fast spänning och frekvens (50Hz eller 60Hz) från elnätet.
Process: Den interna likriktarkretsen omvandlar ingående växelström till pulserande likström.
Nyckelkomponent: Likriktarmodul.

2. DC (filtrering och energilagring)
Process: Den pulserande DC-effekten utjämnas av filterkondensatorerna (och reaktorerna) på DC-bussen, och blir stabil DC-effekt med mindre rippel.

Funktion: Eliminera spänningsfluktuationer och lagra energi.

3. Inversion (DC till justerbar AC)
Genom växelriktaren (med kraftomkopplingsanordningar som IGBT), under kontroll av styrkretsen, slås dessa IGBTs regelbundet på och av vid extremt höga frekvenser (t.ex. tusentals till tiotusentals hertz).

Nyckelteknologi: PWM-kontroll (Pulse Width Modulation) som simulerar en sinusvågsutgång genom att justera omkopplingsfrekvensen.

4. Kontroll
Core Control: V/F Control
Bibehåller ett konstant spänningsförhållande-till-frekvens, vilket säkerställer stabilt motorflöde. Lämplig för applikationer med låga precisionskrav, såsom fläktar och pumpar.
Vektorkontroll
Bryter upp vridmoment- och magnetfältskomponenterna i motorströmmen med hjälp av algoritmer, vilket uppnår exakt vridmomentkontroll som liknar en DC-motor. Lämplig för hög-hastighetsreglering, till exempel i lyftutrustning och verktygsmaskiner.
Direkt vridmomentkontroll
Styr motorns vridmoment och flödeslänkage direkt, erbjuder snabb dynamisk respons och lämpar sig för krockbelastningar i hög hastighet.

Kärnkomponenter
Likriktarenhet:Konverterar AC till DC.
DC buss:Filtrerar och lagrar energi.
Inverterenhet:Konverterar DC till variabel frekvens AC.
Kontrollenhet (CPU):Bearbetar signaler och genererar PWM-vågformer.
Detektionskrets:Övervakar spänning, ström, temperatur, etc.