變頻器(Variable-frequency Drive,VFD)是應用變頻技術與微電子技術,通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。
變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內部IGBT的開斷來調整輸出電源的電壓和頻率,根據電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓,進而達到節能、調速的目的,另外,變頻器還有很多的保護功能,如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業自動化程度的不斷提高,變頻器也得到了非常廣泛的應用。
同整流器相反,逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率,以所確定的時間使6個開關器件導通、關斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型pwm逆變器為例示出開關時間和電壓波形。
(1)運算電路:將外部的速度、轉矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進行比較運算,決定逆變器的輸出電壓、頻率。
(2)電壓、電流檢測電路:與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。
(3)驅動電路:驅動主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導通、關斷。
(4)速度檢測電路:以裝在異步電動機軸機上的速度檢測器(tg、plg等)的信號為速度信號,送入運算回路,根據指令和運算可使電動機按指令速度運轉。
(5)保護電路:檢測主電路的電壓、電流等,當發生過載或過電壓等異常時,為了防止逆變器和異步電動機損壞。
變頻器還可以廣泛應用于傳送、起重、擠壓和機床等各種機械設備控制領域,它可以提高工藝水平和產品質量,減少設備的沖擊和噪聲,延長設備的使用壽命。采用變頻調速控制后,使機械系統簡化,操作和控制更加方便,有的甚至可以改變原有的工藝規范,從而提高了整個設備的功能。例如,紡織和許多行業用的定型機,機內溫度是靠改變送入熱風的多少來調節的。輸送熱風通常用的是循環風機,由于風機速度不變,送入熱風的多少只有用風門來調節。如果風門調節失靈或調節不當就會造成定型機失控,從而影響成品質量。循環風機高速啟動,傳動帶與軸承之間磨損非常厲害,使傳動帶變成了一種易耗品。在采用變頻調速后,溫度調節可以通過變頻器自動調節風機的速度來實現,解決了產品質量問題。此外,變頻器能夠很方便地實現風機在低頻低速下啟動并減少了傳動帶與軸承之間的磨損,還可以延長設備的使用壽命,同時可以節能40%。
