【正文】 定壓力。圖22 變頻恒壓控制原理圖攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 變頻器與壓力傳感器的選型3 變頻器與壓力傳感器的選型 變頻器的介紹變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備。變頻器包括控制電路、整流電路、中間直流電路及逆變電路組成。包括控制電路來完成控制主電路，整流電路將交流電轉(zhuǎn)化為直流電(dc)，直流中間電路的濾波輸出的整流電路、逆變電路，直流到交流逆變器。對于如矢量控制變頻器，需要大量的計(jì)算頻率轉(zhuǎn)換器，有時(shí)也需要一個(gè)轉(zhuǎn)矩計(jì)算的CPU，以及一些相應(yīng)的電路。 變頻器的基本結(jié)構(gòu)從頻率變換的形式來說。變頻器分為交交和交直交兩種形式。交流逆變器頻率的交流電直接轉(zhuǎn)換成交流電的頻率，電壓可控制，稱為直接式變頻器。交直交逆變器是第一頻率的交流電通過整流成直流電。然后返回到直流電到交流電的頻率，電壓可以被控制，又稱間接式變頻器。市售通用變頻器多是交直交變頻器，其基本結(jié)構(gòu)圖如圖31所示?？刂浦噶钪虚g直流環(huán)節(jié)AC控制指令控制指令逆變器ACM運(yùn)行指令 網(wǎng)側(cè)變流器整流器圖31 交直交變頻器的基本結(jié)構(gòu)變頻器由主回路，包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)、逆變器和控制回路組成，現(xiàn)將各部分的功能分述如下：(1)整流器。電網(wǎng)側(cè)的變流器是整流器，它的作用是把三相(也可以是單相)交流整流成直流。(2)直流中間電路。直流中間電路的作用是對整流電路的輸出進(jìn)行平滑，以保證逆變電路及控制電源得到質(zhì)量較高的直流電源。由于逆變器負(fù)載更多的異步電動(dòng)機(jī)，屬于感性負(fù)載。不管是電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電或電動(dòng)制動(dòng)狀態(tài)其功率因數(shù)總不會(huì)為1。因此，在中間直流環(huán)節(jié)，沒有無功功率交換電機(jī)之間。這沒有函數(shù)取決于中間直流環(huán)節(jié)能源存儲(chǔ)組件(電容器和電抗器)來緩沖。所以他們通常被稱為中間直流環(huán)節(jié)中間直流儲(chǔ)能環(huán)節(jié)。(3)逆變器。負(fù)載側(cè)變頻器是逆變器。逆變器的主要作用是在控制電路的控制下將直流平滑輸出電路的直流電源轉(zhuǎn)換為頻率及電壓都可以任意調(diào)節(jié)的交流電源。(4)控制電路。變頻器的控制電路包括外部接口電路及保護(hù)電路、門極驅(qū)動(dòng)電路、信號檢測電路、主控制電路等幾個(gè)部分。其主要任務(wù)是完成對逆變器的開關(guān)控制，對整流器的電壓控制及完成各種保護(hù)功能?？刂齐娐肥球?qū)動(dòng)器的核心部分。性能的優(yōu)劣決定高性能變頻器性能。 一般三相變頻器的整流電路由三相全波整流橋組成。直流中間電路的儲(chǔ)能元件在整電路是電壓源時(shí)是大容量的電解電容，在整流電路是電流源時(shí)是大容量的電感。為了電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的需要，中間電路中有時(shí)還包括制動(dòng)電阻及一些輔助電路。逆變電路最常見的結(jié)構(gòu)形式是利用6個(gè)半導(dǎo)體主開關(guān)器件組成的三橋式逆變電路。有規(guī)律的控制逆變器中主開關(guān)的通與斷，可以得到任意頻率的三相交流輸出?，F(xiàn)代變頻器控制電路的核心器件是微型計(jì)算機(jī)，全數(shù)字化控制為變頻器的優(yōu)良性能提供了硬件保障 。圖32和圖33為變頻器主電路基本結(jié)構(gòu)示意圖。圖32 電壓型變頻器圖33 電流型變頻器 變頻器的分類和工作原理非智能控制方式在交流變頻器中使用的有直接轉(zhuǎn)矩控制、V/f協(xié)調(diào)控制、矢量控制、轉(zhuǎn)差頻率控制等。 (1)V/f控制 V/f控制是為了獲得所需的轉(zhuǎn)矩速度特性，基于電源的變化頻率控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的同時(shí)，又要保證電動(dòng)機(jī)的磁通不變的思想而提出的，通用型變頻器基本上都采用這種控制方式。V/f控制逆變器結(jié)構(gòu)很簡單，但逆變器采用開環(huán)控制方法，不能達(dá)到更高的控制性能。而且，在低頻時(shí)，轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償將進(jìn)行改變低頻轉(zhuǎn)矩特性。 (2)轉(zhuǎn)差頻率控制 轉(zhuǎn)差頻率控制是一種直接控制轉(zhuǎn)矩控制模式，它是根據(jù)V/f控制，據(jù)了解實(shí)際速度與電源頻率感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，基于轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)輸出頻率的想的變頻器，可使電動(dòng)機(jī)與相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩。安裝速度傳感器是控制系統(tǒng)的控制方式，有時(shí)與電流反饋和控制頻率和電流，因此，這是一個(gè)閉環(huán)控制方式，可以使逆變器有很好的穩(wěn)定性和快速減速和響應(yīng)特性的負(fù)載變化。(3)矢量控制 矢量控制是通過電路的大小來控制電動(dòng)機(jī)的定子電流矢量坐標(biāo)和相位，為了實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)在D軸和轉(zhuǎn)矩電流的勵(lì)磁電流分別控制，然后實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。通過控制序列和功能的每個(gè)向量的時(shí)間和零矢量，可以形成多種PWM波，實(shí)現(xiàn)各種控制。如形成了最小數(shù)量的PWM波減少開關(guān)損耗。在實(shí)際應(yīng)用的矢量變頻器控制方式主要是基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式和無速度傳感器矢量控制方法兩種。(4)直接轉(zhuǎn)矩控制 直接轉(zhuǎn)矩控制采用空間矢量坐標(biāo)的概念，分析定子坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，控制交流電機(jī)磁鏈和轉(zhuǎn)矩的電機(jī)，通過檢測定子電阻實(shí)現(xiàn)的目的，因此觀測定子磁鏈定向消除復(fù)雜的轉(zhuǎn)換，如矢量控制計(jì)算，直觀、簡單的系統(tǒng)，計(jì)算速度和精度都比矢量控制方式。即使條件下的開環(huán)，可以輸出額定轉(zhuǎn)矩的100%，阻力更有負(fù)載平衡功能。(5)最優(yōu)控制 最優(yōu)控制在實(shí)際應(yīng)用需求的不同而異，可以根據(jù)最優(yōu)控制理論在一定的控制要求個(gè)別參數(shù)優(yōu)化。在高壓變頻器控制應(yīng)用程序，例如，是一個(gè)成功的時(shí)間采用分段控制和相位平移控制兩種策略，以實(shí)現(xiàn)一定條件下的電壓最優(yōu)波形。 變頻器的操作方法和使用 和PLC一樣，變頻器是一種可編程的電氣設(shè)備。在前面的逆變器連接到電路的工作，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的通用變頻器的逆變器函數(shù)代碼修改。函數(shù)的代碼通常有數(shù)十甚至數(shù)百個(gè)，涉及港口指定的操作，頻率變化范圍的速度和轉(zhuǎn)矩控制、系統(tǒng)保護(hù)等各方面。函數(shù)代碼根據(jù)默認(rèn)值存儲(chǔ)在工廠。修訂是為了使換能器的性能和實(shí)際的工作任務(wù)更加匹配。變頻器接口與外界交換信息很多，除了主電路的輸入和輸出終端，控制電路也有許多輸入和輸出終端、通信接口和一個(gè)操作面板，否則函數(shù)代碼修正是通常的解決操作面板。變頻器的輸出頻率控制有以下幾種方式：(1) 操作面板控制模式。這是在操作面板按鈕手動(dòng)設(shè)置輸出頻率的一種操作模式。具體操作有兩種方法：一個(gè)由面板在頻率向上或向下的按鈕來調(diào)節(jié)輸出頻率，另一個(gè)方法是通過直接數(shù)字控制設(shè)置頻率輸出頻率。(2) 外輸入端子數(shù)字量頻率選擇操作方式。常設(shè)有多級變頻器選擇函數(shù)。段落頻率值通過設(shè)置函數(shù)代碼，選擇頻率通過外部端子。變頻器通常有一些控制在控制終端。這些終端連接組合通過轉(zhuǎn)換設(shè)備，如PLC控制的實(shí)現(xiàn)。(3) 外輸入端子模擬量頻率選擇操作方式。方便模擬電流或電壓調(diào)節(jié)器和輸出鏈接，控制器，逆變器也有模擬輸入到最后，當(dāng)在輸入電流和電壓輸入端口的電流或電壓變化在一定范圍內(nèi)是平穩(wěn)，變頻器輸出頻率在一定范圍內(nèi)的連續(xù)變化。(4) 通信數(shù)字量操作方式。為了方便與網(wǎng)絡(luò)接口，變頻器一般都設(shè)有網(wǎng)絡(luò)接口，都可以通過通信方式接收頻率控制指令，不少變頻器生產(chǎn)廠家還為自己的變頻器與PLC 通信設(shè)計(jì)了專用的協(xié)議。 變頻器的選型 變頻器的控制方式控制方式是決定變頻器使用性能的關(guān)鍵所在。目前市場上低壓通用變頻器品牌很多，包括歐洲、美國、日本和國內(nèi)共計(jì)大約50種。當(dāng)選擇逆變器不認(rèn)為等級越高越好，事實(shí)上只要根據(jù)負(fù)載特性，滿足使用要求，可以做量使用經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。下表中參數(shù)供選用時(shí)參考。如下表31所示。 變頻器容量的選擇變頻器的容量直接關(guān)系到變頻調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，因此，合理的容量將保證最優(yōu)的投資。變頻器的容量選擇在實(shí)際操作中存在很多誤區(qū)，這里給出了三種基本的容量選擇方法，它們之間互為補(bǔ)充。故選擇U/f=C控制。從電流的角度：大多數(shù)的變頻器容量從3個(gè)角度額定電流、額定功率的電機(jī)和可用容量。在這兩個(gè),逆變器制造商從家里或公司標(biāo)準(zhǔn)馬達(dá)是給定的,或逆變器輸出電壓和減少,很難準(zhǔn)確地表達(dá)了逆變器容量。表31 變頻器的控制方式控制方式U/f=C控制電壓空間矢量控制矢量控制直接轉(zhuǎn)矩控制反饋裝置不帶PG帶PG或PID調(diào)節(jié)器不要不帶PG帶PG或編碼器速比I1:401:601:1001:1001:10001:100起動(dòng)轉(zhuǎn)矩（在3Hz）