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变频器的基础知识
作者:华盛安达河北电气设备 发表时间: 浏览人气:16

1。 什么是变频器? 


变频器是一种电能控制设备,利用功率半导体器件的开关效应将工频电源转换为另一个频率。


2。 PWM和PAM有什么区别? 


PWM是英文脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation)的缩写,它根据一定的规则更改脉冲序列的脉冲宽度,以调整输出量和波形。PAM是英文脉冲幅度调制(Pulse Amplitude Modulation)的缩写,它是一种根据特定规则更改脉冲序列的脉冲幅度以调整输出值和波形的调制方法。


3。 电压类型和电流类型有什么区别? 


逆变器的主电路大致可分为两类:电压类型是将电压源的DC转换成AC的逆变器,DC环路的滤波器是电容器。 电流类型是将电流源的直流电转换为交流电的逆变器,其直流环路滤波器的电感是电感。


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4。 为什么逆变器的电压与电流成比例变化? 


非同步电动机的转矩是由电动机的磁通量和转子中流动的电流之间的相互作用产生的。 在额定频率下,如果电压恒定并且仅降低频率,则磁通量太大,磁路饱和,严重会烧毁电动机。因此,频率和电压应成比例地改变,即在改变频率的同时控制逆变器的输出电压,以使电动机的磁通量保持恒定,并出现弱磁和强磁现象。 可以避免饱和。此控制方法主要用于风扇和泵的节能变频器中。


5, 当电动机由工频电源驱动时,电压下降时电流增加; 对于变频器,如果频率降低时电压也降低,电流会增加吗? 


当频率降低(低速)时,如果输出相同的功率,则电流增加,但是在一定转矩的条件下,电流几乎不变。


6。 使用变频器运行时,电动机的起动电流和起动转矩是多少? 


变频器用于运行。 随着电动机的加速,频率和电压相应增加。 起动电流被限制为小于额定电流的150%(取决于型号,为125%?200%)。直接用工频电源启动时,启动电流是6?7倍,因此会发生机械和电击。变频器驱动可以平稳启动(启动时间变长)。起动电流为1。2?1。5次,启动扭矩为额定扭矩的70%?120%; 对于具有自动转矩增强功能的变频器,其起动转矩大于100%,并且可以在满负荷情况下起动。


7。 V / f模式是什么意思? 


当频率降低时,电压V也成比例地降低。 该问题已在答案4中进行了解释。V和f之间的比例关系是预先考虑电动机的特性确定的。 通常,在控制器的存储设备(ROM)中存储了几种特性,可以使用开关或拨盘进行选择。


8。 当按比例改变V和f时,电动机的转矩如何变化? 


当频率降低时,电压按比例降低,因此交流阻抗变小,直流电阻保持不变,这将导致低速产生的接地转矩趋于降低。因此,给定低频下的V / f,应增加输出电压以获得一定的启动转矩。 这种补偿称为增强启动。它可以通过多种方法来实现,例如自动方法,V / f模式选择或电位计调节。


9。 在本手册中,速度范围为60?6Hz,即10:1。 6Hz以下没有输出功率吗? 


它仍然可以在6Hz以下输出功率,但是根据温度的升高和电动机的启动转矩,最小使用频率约为6Hz。 此时,电动机可以输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。根据型号,变频器的实际输出频率(启动频率)为0。5?3赫兹


10。 对于超过60Hz的通用电动机的组合,转矩也必须恒定。 可能吗?


通常这是不可能的。高于60Hz(也有高于50Hz的模式),电压保持不变,并且通常是恒定功率特性。 高速时需要相同的转矩时,必须注意选择电动机和变频器容量。


11。 开环是什么意思? 


为所使用的电机设备提供了一个速度检测器(PG),并将实际速度反馈到控制设备进行控制,这称为“闭环”,而那些不使用PG进行操作的速度称为“开环”。。大多数通用逆变器处于开环模式,某些型号可以使用选件执行PG反馈。


12 如果实际速度偏离给定速度怎么办? 


在开环中,即使变频器输出给定频率,当电动机带负载运行时,电动机速度也会在额定转差范围(1%至5%)内变化。对于调速精度较高的场合,即使负载变动,也需要以接近给定速度的速度运行时,可以使用带PG反馈功能的变频器(选配)。


13 如果使用带PG的电机,反馈后是否可以提高速度精度? 


具有PG反馈功能的变频器提高了精度。但是速度精度的提高取决于PG本身的精度以及逆变器输出频率的分辨率。14。 失速预防功能是什么意思? 


如果给定的加速时间太短,则变频器的输出频率变化远大于速度(电角频率),变频器将因过电流而跳闸,并停止运行。 这称为档位。为了防止失速导致电动机继续运行,必须检测电流的大小并执行频率控制。当加速电流太大时,加速速度会适当降低。减速时也是如此。两者的结合是失速功能。


15 有可以分别给出加速时间和减速时间的模型,也可以同时给出具有加速时间和减速时间的模型。 重点是什么? 


加速度和减速度模型可以分别给出。 它适用于短时间的加速和缓慢的减速,或者适用于需要严格生产时间的小型机床,但是对于风扇传动和其他场合,加速和减速的时间都是合适的。更长的时间,可以同时给出加速时间和减速时间。 


16。 什么是再生制动?


如果在电动机运行期间降低命令频率,则电动机将变为异步发电机并作为制动器运行。 这称为再生(电气)制动。 


17。 我可以获得更多的制动力吗? 


电动机产生的能量存储在变频器的滤波电容器中。 由于电容器的容量和耐电压之间的关系,普通逆变器的再生制动力约为额定转矩的10%至20%。如果采用选装的制动单元,则可以达到50%?100%。


18岁 扭矩提升问题 


自动控制系统的设置信号可以通过变频器灵活自由地控制频率变化,并控制过程指示器,例如烟草业的制糖和调味过程。 变频器的频率可由称为皮带的流量信号控制,因此泵速会随流量而变化信号会自动变化,调节进料量,并均匀地添加风味和糖分。生产线的启停信号还可用于通过正负端子控制逆变器的启动,停止,正向和反向,并成为自动装配线的一部分。另外,在装配线上,当前部设备出现故障时,前部设备应自动关闭。变频器的紧急停止可以实现该功能。在SANKEN,MF,FUT和FVT系列变频器中,可以预设三个或四个甚至多达七个频率,在某些设备中,可以相应地设置自动生产过程。设定好工作频率和时间后,变频器可以使电动机按顺序在不同的时间以不同的速度运行,从而形成自动生产过程。


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本文介绍了基于单片机的太阳能路灯控制器的设计。 它可以自动识别12 V和24 V电池,并可以实现电池的科学管理。 它指示电池过压和欠压的工作状态。 它有两个负载输出,每个负载的额定电流可以达到5 A,并且可以将两个负载设置为工作模式,例如同时照明,分时照明和单个定时。 它们还具有负载过流和短路保护功能; 他们具有很高的自动化和智能水平。



2硬件电路组成及工作原理


2。1系统硬件结构


太阳能路灯智能控制器系统的硬件结构如图1所示。 系统以STCl2C5410AD为核心。 外围电路主要由电压采集电路,负载输出控制与检测电路,LED显示电路和键盘电路组成。电压收集电路包括太阳能电池板和电池电压收集器,用于识别太阳光线的强度并获取电池电压。单片机的P3端口的两位用作键盘输入端口,用于设置诸如工作模式之类的参数。



2。2个STCl2C5410AD微控制器 


STCl2C5410AD是STCl2系列单片机,使用RISC类型的CPU内核,与普通的8051指令集兼容,片上包含10 KB闪存程序存储器,2 KB闪存数据存储器,512 B RAM数据存储器。同时,还有一个看门狗(WDT); 片上集成MAX810专用复位电路,8通道10位ADC和4通道:PWM; 可编程的8级中断源具有4种优先级,并具有系统内编程(ISP)和应用程序编程(IAP),片上资源丰富,高度集成且易于使用。STCl2C5410AD可以计划系统的工作,实现外部输入参数的设置,电池和负载的管理以及工作状态的指示。为了充分利用片上资源,将本文中设置的参数写入闪存数据存储器。 2。3键盘电路


P3。4(TO)连接F1键,用于设置状态标识和参数设置; P3。5(T1)连接到F2键,该键用于自检和“加1”功能。 根据程序流程,分别实现不同的功能。


2。4电压收集和电池管理


太阳能电池板的电压收集用于确定太阳光线的强度,因此可以在白天和黄昏期间用作识别信号。同时,系统支持太阳能电池板的反向连接和反向充电保护。


电池电压收集器用于识别电池的工作电压。使用微控制器的PWM功能为电池充电。如果太阳能电池正常充电,则表明电池已打开。控制器将关闭负载,以确保负载没有损坏。 如果电池是在夜间打开或未为太阳能电池充电时,控制器将无法采取任何措施,因为它无法通电。当充电电压高于保护电压(15 V)时,电池的充电自动关闭; 之后,当电压下降到维持电压时(13。2V)时,如果电池电压低于维持电压(13。2 V)浮动电荷关闭后,将进入均匀充电状态。当电池电压低于保护电压(11 V)时,控制器会自动关闭负载开关以保护电池免受损坏。通过PWM充电电路(智能三级充电),可以使太阳能电池板最大化,并提高系统充电效率。该系统支持电池的反向连接,过度充电和过度放电。


2。5负载输出控制与检测电路


该系统设计了两个负载输出。 每个输出都有独立的控制和检测。 具有完善的过电流和短路保护措施。 电路原理如图2所示。设计了两个级别的保护:第一级使用R7(0。01ω康铜丝)以及运放LM358,比较器LM393等器件组成的过流,短路检测电路,配合单片机的A / D转换及外部中断响应来实现负载过流及短路保护,是一种硬件软件方式,LM358的输出发送PL。7(A / D转换)端口,用于过电流信号识别。 当电流超过额定电流的20%并保持30 s以上时,确认为过电流。 短路电流设置为10 A,响应时间约为毫秒。第二阶段使用电子保险丝保护。 当流经电子熔断器的电流突然增加时,温度也会相应升高。电阻大大增加,工作电流大大减小,达到了保护电路的目的。 响应时间以秒为单位。 在消除过电流或恢复短路之后,无需任何人工更换或维护,电子保险丝即可恢复为低阻抗导体。系统采取二级保护措施后,经过数小时的负载短路测试,控制器仍未显示电路烧毁。它解决了传统保险丝只能保护电路一次,一旦设备烧毁必须手动更换的问题。 与短路后需要手动复位或断电后需要重启的系统相比,它具有明显的优势。简化了太阳能路灯控制器的维护,提高了系统的安全性能。





2。硬件设计中的6个注意事项 


(1)感应雷电保护电路应设计在太阳能电池板引线的入口,并且在保护电路周围4毫米范围内不得布置任何其他设备。


(2)为防止太阳能电池板反向连接的二极管必须使用快速恢复二极管。 该二极管的导通内阻小,充电时的发热少,无需散热器就可以连续充电,充电效果良好。


(3)充电和负载放电电路的印刷电路的宽度至少为4mm至5mm。 线路镀锡以增加过电流容量。 当大电流导体从一层过渡到另一层时,应放置3到5层。


(4)为过流和短路保护电路选择的电流采样电阻器应考虑电流,功率和热稳定性三个因素。增加的电阻会降低电路效率,该系统使用的电阻为0。01ω,过电流能力大于10 A的康斯坦坦线用作电流采样电阻以生成采样电压,采样电压最大不得超过0。2 V,因此由运算放大器LM358放大。


(5)设备的布局和PCB的布线是模块化的。 高电流信号和小电流信号应分开,并且放大电路的电路必须特别小心地布置。将数字地线和模拟地线分开,注意电源线和地线的布局。


3系统软件设计


与该设计方案的硬件电路相对应的软件程序包括:主程序,定时中断程序,A / D转换子程序,外部中断子程序和键盘处理子程序,充电管理子程序,负载管理子程序。单片机的软件编程以Keil C编译器的Windows集成开发环境μvision2为开发平台,并用C51高级语言编写。


3。1个软件编程要点


(1)系统使用更少的按钮来实现许多功能,例如设置负载工作模式,双灯同时或分时工作,负载工作时间设置,自检功能等。,采取了一些防止误操作的措施。这种方法实际上是一次尝试使用一个键的尝试,它也可以扩展到更复杂的人机对话设计。有关想法,请参阅密钥处理流程图。


(2)在定时器中断服务程序中读取键盘,并通过中断间隔时间实现键盘的反跳,无需编写其他延迟程序,提高了CPU的利用率。键盘值存储在数据缓冲区中,在主程序中读取数据缓冲区的内容,并执行键盘功能分散转子程序。


(3)环境光(闪电,烟花爆竹)对太阳能电池板的采样电压有很大影响,因此在白天和黄昏时都可以识别。为了进行软件延迟,一般控制时间为2?3分钟。


(4)外部中断是高优先级中断。 当对子程序进行编程以实现负载过流和短路保护时,有必要充分考虑在负载启动时会出现几倍于额定电流的涌入电流。浪涌电流的维持时间为3ms?5ms,应在软件上采取措施,以免误判短路和负载开路。确定负载过电流和短路后,切断负载输出。切断负载后,每次(例如20 s),都应尝试打开负载开关。 当发现过电流和短路信号已消除时,负载的输出将恢复。否则,负载开关将保持断开状态。 

        



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      家用低压配电的负荷和电线以及断路器的选择

    


    

       以下内容将根据家庭低压220V电压分布,铜导体的近似负载功率以及匹配的断路器来回答您的问题,以保护导体的安全; 横截面为1平方毫米的铜导体的最大安全负载功率约为1000W,并且在线路开始处安装了跳闸电流值为6A的断路器或漏电断路器 导体。 1。5级。

    

  



    

    

      

      什么是感性负载?感性负荷

    


    

       什么是感性负载?诸如电动机,变压器和其他内部主电路之类的组件具有感应特性。 当外部交流电通过组件时,组件的线圈绕组将产生自感应电动势,从而试图阻止外部交流电的通过。 这种类型的部件具有线圈绕组和芯构件。该设备对输入到外部的交流电压和电流具有较高的电阻(感应电阻)。

    

  



    

    

      

      两端连接了三根不同的电线,以为负载供电

    


    

       三根导线的连接关系是平行关系。将三个导体的电阻分别设置为R1,R2和R3。 当向负载并行供电时,导线两端的电压降与U相同。 根据欧姆定律,流经三个导体的电流为I1 = U / R1,I2 = U / R2,I3 = U / R3,总电流I = I1 + I2 + I3。由于电阻R1,R2,R3在分母上,所以电阻电流较小。

    

  



    

    

      

      电力系统中的负载可分为3种类型

    


    

       第一种:电感性负载,电压和电流同相,即它们的相位为0,功率P = I * U * Cos0 = I * U * 1 = IU(W)第二种:感性负载, 在交流电中,正电压的一半被磁化以吸收能量,而交流电压的负一半产生感应电流以将能量释放到电网。电流使电压滞后90度相角,功率P = I * U * Cos90 = I * U * 0 = 0(W.

    

  



    

    

      

      如何基于一次系统图设计高压开关柜的二次回路

    


    

       根据一次系统图设计高压开关柜二次回路主要分为以下步骤:1。详细阅读系统图信息:主要图结构,设备列表,描述。 2。根据第一步,设想次级电路设计需要哪些功能并选择电气组件。 3。例如,如果其中一张图片是电缆进线柜,请首先查看第一张图片的要求:它是否具有保护装置。

    

  



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