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西门子变频器工作原理与控制方式及问题汇总 点击下载

西门子变频也可用于家电产品。使用西门子的家电产品中不仅有电机(例如空调等),还有荧光灯等产品。用于电机控制的西门子变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。但用于荧光灯的西门子变频器主要用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池(直流电)产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。西门子变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电,在该项应用中,西门子变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。
1 西门子变频器的工作原理
我们知道,交流电动机的同步转速表达式位:
n = 60 f(1 - s)/p (1)
式中 n——— 异步电动机的转速;
f——— 异步电动机的频率;
s——— 电动机转差率;
p——— 电动机极对数。
由式 (1) 可知,转速 n 与频率 f 成正比,只要改变频率 f 即可改变电动机的转速,当频率 f 在 0 ~ 50Hz 的范围内变化时,电动机转速调节范围非常宽。西门子变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。
2 西门子变频器控制方式
低压通用变频输出电压为 380 ~ 650V ,输出功率为 0.75 ~ 400kW ,工作频率为 0 ~ 400Hz ,它的主电路都采用交 — 直 — 交电路。其控制方式经历了以下三代。
2.1U/f=C 的正弦脉宽调制( SPWM )控制方式
其特点是控制电路结构简单、成本较低,特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。另外,其机械特性终究没有直流电动机硬,动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意,且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。

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