部署驅動器以幫助控制扭矩、速度和方向。在大多數情況下，驅動器適用于機器人、運輸、風扇、機床等電力系統應用中的運動或速度控制。

電驅動可以是可變的，也可以是恒定的，用于控制電動機。當電機在變速下運行時，無法部署恒速驅動器，變速驅動器負責。本文將重點介紹變頻驅動器 （VFD），也稱為交流或變速驅動器。

為什么使用電驅動？

當使用不需要全速運行的應用程序時，變頻驅動器可以降低能耗成本。VFD的目的是使電機驅動的設備的速度與所需負載的速度相匹配。這是其他交流電驅動器無法實現的。

在工業中，65%的電力消耗來自電動機。通過使用VFD優化電機可以降低這種消耗，從而減少70%的消耗。

為了確保電機以最有效的速度和精度運行，以提高生產水平，建議使用變頻驅動器。

使用VFD控制設備可使它們在達到適當的電機速度時具有更長的使用壽命和更少的維護要求。控制電機頻率和電壓的VFD可提供最佳的過載、欠壓和過壓保護。

變頻器的類型

存在三種類型的變頻器：電壓源逆變器（VSI），電流源逆變器（CSI）和脈寬調制逆變器（PWM）。

VSI是最常見的VFD類型，其中使用簡單的二極管電路從交流信號中獲取直流信號，并具有存儲能量的電容器。然后，逆變器電路使用電容器存儲的能量將其輸送到輸出端。

CSI取決于電流而不是電壓，并產生取決于可變電壓范圍的平滑輸出。晶閘管橋式逆變器代替二極管橋式整流器以產生電流方波。

變頻器的工作原理

使用VFD，電機的轉速在提供給電機之前通過輸入電壓的頻率進行控制。交流變頻器的第一個動作是將 60 Hz 的三相交流電轉換為直流電，然后將直流電反轉為直接進入連接的電機的偽三相變頻。

接近電轉換器的頻率為 60 Hz，但從轉換器進入電機的頻率具有可調節的可變頻率，以實現所需的電機速度。

轉換器和逆變器構成了PWM交流驅動器的兩個主要部分。

圖1.變頻器工作框圖

交流電源線構成為轉換器供電的三相電源系統。交流電源線以 60 Hz 的頻率運行。

轉換器利用整流器將60 Hz AC輸入轉換為DC輸出電壓。

圖2.轉換器部分工作圖

電轉換器提供的直流輸出粗糙;因此，必須使用平滑方法來確?；蚨嗷蛏俸愣ǖ妮敵鲋绷麟妷?。此過濾操作發生在轉換和反轉階段之間。平滑后，直流直接送入逆變器級。

圖3.變頻器部分工作示意圖

逆變器部分的目的是產生交流輸出，該輸出被抽頭以驅動電機。負開關和正開關發生在逆變器中，導致脈沖集合。

PWM驅動輸出頻率通過在其中一個半周期上注入正脈沖，在第一個半周期之后的半周期注入負脈沖來控制。

正弦波輸出由窄正弦波和寬正弦波組成。窄表示較低的輸出電壓值，而較寬的表示較高的電壓值。不同的寬度是脈沖寬度調制的原因。該圖顯示每半個周期有六個脈沖。

磁通量-伏特/赫茲比

向感應電機施加電流會使電機在旋轉磁場中產生磁通量，從而產生扭矩。對于滿載扭矩的產生，磁通量必須保持在恒定。以恒定磁通量控制電機需要一種稱為伏特/赫茲比的特殊方法。這種方法使電壓和頻率在相同值下按比例增加，以產生良好的電機扭矩。

圖4.每赫茲的電壓比

例如，如果電壓為 430 V，頻率為 60 Hz，則伏特/赫茲比為 430/60 或 7.2 V/Hz。

VFD的工作原理是將電壓和頻率比保持在恒定。如果它不能保持這個恒定，電機電流就會變得不穩定，這可能會降低扭矩。

電機轉速

電機速度可以使用公式計算

［Speed（RPM）=Frequency（Hz）timesfrac{120}{n}］

哪里

［n=數字，of，極點］

例如，具有 60 Hz 頻率的 2 極電機，速度可以由下式確定

［速度（RPM）=60次壓裂{120}{2}=3600RPM］

變頻器的好處

節約能源

消耗非常低的電機啟動電流

安裝簡單

消耗低 KVA

具有相對較高的功率因數

減少啟動過程中皮帶和電機上的機械和熱應力

變頻器應用

物料在傳送帶上傳輸，因為它提供最平穩的啟動。

自動系統打開和關閉門，因為VFD操作具有最小的噪音

由于降低了功耗、減少了維護和延長了設備壽命，因此對物料進行提升控制和提升。

變頻器的關鍵要點

電動交流變頻器用于控制移動物體的扭矩、速度和方向。

交流電驅動器分為可變驅動器或恒定驅動器，可變驅動器用于在變速下運行的電機。

使用電力交流變頻器的原因是能源成本和消耗降低，由于更嚴格的過程控制而增加產量，延長設備壽命以及減少維護。

VFD使用頻率來控制電機的速度，其中輸入信號的頻率在注入電機之前被控制。

VFD用于傳送帶中的平穩啟動，作為自動系統打開和關閉閘門，以及作為提升材料的提升控制。
審核編輯：陳陳