一、 通用變頻器的主電路

　　通用變頻器的主電路一般都是電壓型交-直-交如圖1所示。逆變?cè)F(xiàn)在一般都用igbt、ipm，gtr已是淘汰產(chǎn)品。成都佳靈電氣制造公司的jp6c-t9型容量從0.75~75kw逆變?cè)䴙閕pm，75~280kw逆變?cè)䴙閕gbt。這兩種元件是世界上生產(chǎn)變頻器最先進(jìn)的元件，與傳統(tǒng)的雙極性gtr相比，其特點(diǎn)是igbt具有mosfet高輸入阻抗、高速特性同時(shí)也具有g(shù)tr大電流密度的特點(diǎn)；igbt為電壓驅(qū)動(dòng)，而gtr為電流驅(qū)動(dòng)。igbt驅(qū)動(dòng)電流在100na量級(jí)可控制幾十安培電流輸出，直流電源增益達(dá)108~109，幾乎不消耗功率，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、效率高，因此功耗很小，變頻器散熱片面積比gtr小1/3，變頻器外形尺寸��；igbt的開(kāi)關(guān)速度比gtr快，開(kāi)關(guān)時(shí)間為10~100ns量級(jí)，gtr則以μs計(jì)，以至達(dá)到幾十微妙，因此igbt有較高的工作頻率，用igbt生產(chǎn)出來(lái)的變頻器人們聽(tīng)到的噪聲幾乎沒(méi)有，與gtr相比降低了20db，可與電動(dòng)機(jī)直接用工頻電源驅(qū)動(dòng)噪聲相比，如圖2所示。由于工作頻率高，輸出電流波形為一條圓滑的正弦波形；igbt有正的電阻高溫系數(shù)，具有良好的熱穩(wěn)定性，對(duì)過(guò)電流有自限流作用，多只同樣管子的并聯(lián)有自均流作用，這些都是gtr難以辦到的；安全工作區(qū)大，具有高度線性化的跨導(dǎo)。為此在變頻器逆變?cè)胕gbt逐步代替gtr是必然的趨勢(shì)，jp6c-t9型用這樣的逆變?cè)圃齑笕萘康淖冾l器可以說(shuō)是世界上第一流的。

　　圖1 通用變頻器原理圖　　　　

　　圖2 噪聲特性

　　ipm是智能化的igbt，把igbt功率元件的電路與驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路集成在一個(gè)芯片上的模塊，過(guò)去成千個(gè)元件組成的各種電路而現(xiàn)在是一個(gè)芯片，可靠性就大為增加，其失效率把幾千個(gè)元件失效率變?yōu)?個(gè)，把可靠性提高到原分立元件的幾千倍，同時(shí)減少了大量焊點(diǎn)，系統(tǒng)的可靠性就更高了。因此jp6c-t9型mtbf可達(dá)到高可靠、長(zhǎng)壽命的要求，變頻器外形尺寸小。

　　二、 先進(jìn)的控制技術(shù)、矢量控制

　　1.轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩特性 采用不同控制方式，轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩特性是不一樣的，如采取u/f控制其特性如圖3所示。它的調(diào)速范圍較窄，在低速時(shí)運(yùn)行轉(zhuǎn)差率較大，特性較軟。采用矢量控制，其特性如圖4所示。使用無(wú)速度傳感器矢量控制變頻器驅(qū)動(dòng)通用電動(dòng)機(jī)時(shí)，也能保證在整個(gè)頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)精確的轉(zhuǎn)矩控制，在1hz時(shí)，也有150%以上的高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，可在3：1的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)(16~50hz)以100%轉(zhuǎn)矩連續(xù)運(yùn)行，轉(zhuǎn)速調(diào)整率為±1%。

　　2.快速響應(yīng)功能 變頻器采用了單片機(jī)控制，特別是采用了高速數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)，其計(jì)算速度快，轉(zhuǎn)速調(diào)整響應(yīng)快，因此在提升設(shè)備中應(yīng)用，對(duì)防止“滑落”很有效。

　　轉(zhuǎn)矩響應(yīng)速度為0.1s，如圖5所示。

　　3.avr功能保證了高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的實(shí)現(xiàn) 當(dāng)線電壓下降時(shí)，使用avr(自動(dòng)電壓調(diào)整)功能，可以維持高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。如圖6所示。

　　圖6 avr功能

　　4.電動(dòng)機(jī)參數(shù)自動(dòng)調(diào)整功能 變頻器與電動(dòng)機(jī)參數(shù)調(diào)整的步驟自動(dòng)進(jìn)行，從而簡(jiǎn)便了使用操作，因此可以更有效也更易于實(shí)現(xiàn)強(qiáng)力運(yùn)行。

　　標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)參數(shù)已由工廠制定，對(duì)一些特殊電動(dòng)機(jī)自動(dòng)調(diào)整功能無(wú)法提供滿意的精確度，在這種情況下，實(shí)際的電動(dòng)機(jī)參數(shù)可以由編程器輸入。

　　5.模糊邏輯加、減速功能 此功能根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載和制動(dòng)要求自動(dòng)地計(jì)算出最佳加速/減速時(shí)間，這就省掉了試機(jī)并避免了出錯(cuò)，如圖7所示。負(fù)載固定時(shí)在某一電壓下電動(dòng)機(jī)的電流達(dá)最小。當(dāng)電流最小時(shí)，功率最小，自動(dòng)追蹤功率最小的電壓。 請(qǐng)登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng) 瀏覽更多信息

　　圖7 模糊邏輯加-減速跟蹤

　　6.降低能源消耗，自動(dòng)節(jié)能運(yùn)行功能 變頻器會(huì)自動(dòng)地選擇操作參數(shù)，使電動(dòng)機(jī)在滿足負(fù)載轉(zhuǎn)矩要求的情況下以最小電流運(yùn)行，這就使之與傳統(tǒng)變頻器相比，更能降低能源消耗。此功能對(duì)應(yīng)用于像風(fēng)機(jī)和水泵等低轉(zhuǎn)矩要求的負(fù)載是非常有效的。

　　7.多段轉(zhuǎn)速功能 內(nèi)裝速度設(shè)定和定時(shí)器設(shè)定功能，因而能進(jìn)行7段轉(zhuǎn)速特性曲線運(yùn)轉(zhuǎn)（能選擇連續(xù)、繼續(xù)、保持最終值），對(duì)各種速度，都用任意加速時(shí)間、旋轉(zhuǎn)方向、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，如圖8所示。

　　8.內(nèi)裝pi或pid調(diào)節(jié)功能。

　　9.由于采用svpwm控制和高工作頻率的igbt、ipm，其輸出電流波形大為改善，而且消耗電流大為降低，與一般的spwm控制比較如圖9所示。 來(lái)源:http://www