四象限变频器工作原理

   2023-08-23 工业品商城327
核心提示:当电机工作在电动状态时,整流控制单元的DSP产生6个高频PWM脉冲来控制整流侧6个IGBT的开闭。 IGBT的开通和关断与输入电抗器共同作用,产生与输入电压同相的正弦电流波形,从而消除了二极管整流桥产生的6K±1次谐波。 功率因数高达99%。 消除了对电网的谐波污染。 此时能量从电网经过整流电路和逆变电路流向电机,变频器工作

当电机工作在电动状态时,整流控制单元的DSP产生6个高频PWM脉冲来控制整流侧6个IGBT的开闭。  IGBT的开通和关断与输入电抗器共同作用,产生与输入电压同相的正弦电流波形,从而消除了二极管整流桥产生的6K±1次谐波。 功率因数高达99%。 消除了对电网的谐波污染。 此时能量从电网经过整流电路和逆变电路流向电机,变频器工作在第一象限和第三象限。 当电机工作在发电状态时,电机产生的能量通过逆变侧的二极管反馈到直流母线。 当直流母线电压超过一定值时,整流侧能量回馈控制部分开始将直流电转换为交流电。 通过控制逆变电压相位和幅值将能量回馈给电网,达到节能效果。 此时,能量从电机经过逆变侧和整流侧流向电网。 逆变器工作在第二象限和第四象限。 输入电抗器的主要作用是电流滤波。

  主电路组成:预充电电路、输入电抗、智能功率模块、电解电容、输出电抗。 各部分的功能如下:

  预充电电路:由交流接触器、功率电阻及相应的控制回路组成。 主要功能是完成系统上电时对直流母线电容的预充电。 避免上电时因冲击电流过大而烧坏电源模块。

  输入电抗器:在电动状态下起储能作用,形成正弦电流波形。 在反馈状态下,它充当滤波器,滤除电流波形的高频成分。

  智能功率模块(SkiiP):整流侧和逆变侧IGBT、隔离驱动、电流检测及各种保护监控功能。

  电解电容:储能、滤波。

  输出电抗:降低输出dv/dt,可以在一定程度上保护电机。

  控制部分由:系统辅助电源模块、预充电控制、电源接口板、DSP控制板和人机界面板组成。

  系统辅助电源产生系统控制所需的5V、15V和24V电源。

  预充电控制用于控制预充电交流接触器的动作。

  电源接口板反馈系统控制所需的电流信号、电压信号和温度信号,并将PWM控制波形传输至驱动板。 接口板需要对信号进行滤波。

  DSP控制板完成整流、逆变PWM控制算法,是系统的大脑。

  人机界面板显示变频器的各种运行状态和用户参数输入。

  四象限逆变器的典型应用是具有潜在负载特性的场合,如提升机、机车牵引、油田叩塔、离心机等。在一些大功率应用中,还需要采用四象限逆变器,以减少对电网的谐波污染。 网格。 以提升机的应用为例,提升重物时,四象限变频器驱动电机克服重力进行工作,电机处于电动状态。 当放下重物时,逆变侧产生励磁电流,重力牵引电机发电,电机处于发电状态。 势能转换为电能并通过整流侧反馈至电网。 带PWM控制整流器的逆变器具有四象限运行功能,可以满足各种潜在负载的调速要求,并且可以将电机的再生能量转换为电能送回电网以达到目的 最大限度地节省能源。 不仅如此,还可以减少电源的谐波污染,功率因数可以接近1,是真正的“绿色”逆变器。

  无论是二象限逆变器还是四象限逆变器,都是逆变器本身的特性,是针对逆变器而言的。 我们所说的四象限运行是针对电机而言的,与四象限变频器是完全不同的两个概念。 只是两象限变频器要想使电机在四象限运行就必须增加相应的功能模块,即制动单元和制动电阻,而四象限变频器则不需要增加任何外围硬件即可满足 电机的四象限运行。

  备注:现有一些逆变器厂家宣称自己的逆变器可以成为带有反馈单元的四象限逆变器,可以满足电机的四象限运行,并向电网反馈能量。 事实上,真正的四象限逆变器是不需要任何外围元件就可以满足电机的四象限运行,并且还可以消除电网的谐波污染,使功率因数基本接近1,并且 只能将能量反馈给电网的逆变器不能称之为四象限逆变器。


 
 
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