【正文】 的單極晶體管，與電力晶體管相比，具有速度快、損耗小、驅(qū)動功率小、抗干擾能力強等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于小容量變頻器中。用功能與機械開關(guān)類似的逆變器開關(guān)元件取代機械開關(guān)，即得到單相逆變電路。 異步電動機定子繞組的感應(yīng)電動勢 E的有效值為 則 式中 kr定子繞組的繞組系數(shù)； Nt每相定子繞組的匝數(shù)； f定子電源的頻率 (HZ)； Φm鐵心中每極磁通的最大值 (Wb) 顯然，要使電動機的磁通在整個調(diào)速過程中保持不變，只要在改變電源頻率的同時改變電動機的感應(yīng)電動勢 E，使其滿足 E/ｆ為常數(shù)即可。而具有全范圍轉(zhuǎn)矩自動增強功能的變頻器中，電壓補償是在電動機的整個運行范圍中進行的：采用這種控制方式的變頻器的性能接近于 U/f控制的變頻器，新系列 v/f控制的變頻器大多具有這種功能。如果使整個半周內(nèi)脈沖寬度按正弦規(guī)律變化，即使脈沖寬度先逐步增大，然后再逐漸減小，則輸出電壓也會按正弦規(guī)律變化。 加速過程和恒速運行過程中的防失速功能的基本作用是：當電動機由于加速過快或負載過大等原因出現(xiàn)過電流現(xiàn)象時，變頻器將自動降低輸出頻率，以避免出現(xiàn)變頻器因過電流保護電路動作而停止工作。 7)運行狀態(tài)檢測顯示功能 運行狀態(tài)檢測顯示功能主要用于檢測變頻器的工作狀態(tài)，使操作者及時了解變頻器的工作狀態(tài)這些功能的名稱和內(nèi)容見下表： (2)頻率設(shè)定功能 1)給定頻率的設(shè)定方法 與給定信號對應(yīng)的變頻器的工作頻率稱為給定頻率，通用變頻器給定頻率的設(shè)定通常采用以下三種方法： ①面板給定 利用操作面板上的數(shù)字增加鍵和數(shù)字減少鍵進行頻率的數(shù)字量給定或調(diào)整。而當外接給定信號為電流信號時，將外接信號線接到 FSICOM端子上。變頻器可根據(jù)生產(chǎn)機械的特點和要求，預(yù)先一次性的設(shè)定一個甑動頻率，每次點動時都在該頻率下運行，而不必變動已經(jīng)設(shè)定好的給定頻率。一般情況下，慣性越大，設(shè)定的降速時間應(yīng)越長。 ⑤接地保護 當變頻器的負載側(cè)接地時，為了保護變頻器，變頻器能自動檢測出接地故障并進行保護。 (1)選擇變頻器的類型大體可分為以下幾種情況： 1)對于風機和泵類負載，由下低速時轉(zhuǎn)矩較小，對過載能力和轉(zhuǎn)速精度要求較低，故選用價廉的變頻器。 6極以上的電動機和變極電動機等特殊電動機的額定電流比標準電動機大，不能根據(jù)適用電動機的功率選擇變頻器容量。通常采用的辦法是用冷卻風扇將熱量吹走。 (4)變頻器的接線 1)變頻器的輸人、輸出端子配置 不同變頻器的端子配置不同，富士FRN— G9S／ P9S 系列變頻器的端子配置如圖所示。由于模擬信號的抗干擾能力較低，因此模擬量控制線必須使用屏蔽線。 4)變頻器的接地 所有變頻器都設(shè)有專門的接地端子“ E”，使用時應(yīng)將此端予與大地相接。 (1)通電前的檢查 變頻器安裝、接線完成后，通電前應(yīng)進行下列檢查： 外觀、構(gòu)造，包括檢查變頻器的型號是否有誤、安裝環(huán)境有無問題、裝置有無脫落或破損、電纜內(nèi)徑和種類是否合適、電氣連接有無松動、接線有無錯誤、接地是否可靠等。 ②增減鍵 用于改變數(shù)據(jù)。鍵的符號是 RESET(或簡寫為 RST)。 上述步驟可用如圖 472所示的流程圖來表示。 變頻器預(yù)置完成后，可先在輸出端不接電動機的情況下，就幾個較易觀察的項目如升速和降速時間、點動頻率等檢查變頻器的執(zhí)行情況是否與預(yù)置相符合，并檢查三相輸出電壓是否平衡 。 ③一讀出該功能的原有數(shù)據(jù)碼。 ③按讀出鍵或設(shè)定鍵 (READ或 SET)，讀出該功能原有的數(shù)據(jù)碼。對于這兩種功能，有的變頻器由同一鍵來完成，有的則用不同的鍵來完成。 功能預(yù)置的方法主要有以下兩種： 手動設(shè)定：它也叫模擬設(shè)定，是通過電位器和多極開關(guān)設(shè)定。如前述控制電路接線所采取的措施，即為了提高變頻器的抗干擾能力。一般情況下，模擬量控制線的接線原則也都適用于數(shù)字量控制線。 u、 v、 w是變頻器輸出端，與電動機相接。 2)柜式安裝 當周圍環(huán)境的塵埃較多， 或和變頻器配用的其他電器較多且需要和變頻器安裝在一起時，一般采用柜式安裝。 1變頻器的安裝 (1)變頻器對安裝環(huán)境的要求 變頻器是全晶體管設(shè)備，所以它對周圍環(huán)境的要求也和接他晶體管設(shè)備一樣，如環(huán)境溫度一般要求為 10+40℃ ，周圍環(huán)境相對濕度在 90％以下，安裝位置應(yīng)無直射陽光、無腐蝕性及易燃氣體、無劇烈振動、粉塵和油霧少等。 (2)變頻器容量的選擇 變頻器的容量通常用額定輸出電流(A)、輸出容量 (kVA)、適用電動機功率 (kw)表示。 2)電動機的保護 ①過載保護 該功能的主要作用是利用電子熱繼電器為電動機提供過載保護。 過載保護需要反時限特性，在變頻器內(nèi)．由于能方便而準確的檢測電流值，并可通過精密的計算來實現(xiàn)反時限保護特性，大大提高了保護的正確性與可靠性，這種保護與用普通熱繼電器實現(xiàn)過載保護類似，故稱為電子熱保護器或電子熱繼電器。 從減小電動機啟動電流的角度來說，升速時間應(yīng)設(shè)定得長一些，但升速時間過長會影響系統(tǒng)的工作效率，因此升速時間設(shè)定的基本原則是：在電動機的啟動電流不超過允許值的前提下，盡可能地縮短升速時間。設(shè)與 fH fL對應(yīng)的給定信號分別是 XH， XL ，則上限頻率的定義是：當 X XH時， fx= fH,下限頻率的定義是； X XL時 fx = XL如下圖所示； 上限頻率與下限頻率 4)載波頻率 采用 PWM技術(shù)的變頻器的輸出電壓是一系列脈沖，輸出脈沖的頻率稱為變頻器的載波頻率。 ③外接給定 從控制接線端上，引入外部的電壓或電流信號進行頻率給定，這種方法常用于遠程控制的情況。利用該功能可以對電動機的輸出轉(zhuǎn)矩極限值進行設(shè)定，當電動機的輸出轉(zhuǎn)矩達到該設(shè)定值時，變頻器停止工作并發(fā)出報警信號。 SPWM的原理 3變頻器的功能 下面以通用變頻器為例，按用途將變頻器的主要功能進行分類并加以簡要介紹。 PWM的輸出電壓基本波形如下圖所示。 為了政善在低頻時的轉(zhuǎn)矩特性，可采用補償電源電壓的方法。 三相交流異步電動機在工作過程中鐵心磁通處于接近飽和狀態(tài)從而使鐵心材料得到充分利用。目前 IPM一般采用 IGBT作為功率開關(guān)器件，對接收到的控制信號經(jīng)光電耦合隔離后對 IGBT進行驅(qū)動，并同時具有過電流保護、過熱保護以及驅(qū)動電源電壓不足時的保護等功能。因此在逆變電路中使用時需要另設(shè)換流電路，造成電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加了變頻器的成本，但由于元件容量大，在 l 000 kVA以上的大容量變頻器中得到廣泛應(yīng)用。 1)運算電路 運算電路的主要作用是將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令信號同檢測電路的電流、