Leverandøren av frekvensomformerens bremseenhet minner deg om at både strømtype- og spenningstypefrekvensomformere tilhører AC-DC-AC-frekvensomformere, som består av en likeretter og en omformer.
Siden laster generelt er induktive, må det være reaktiv effektoverføring mellom strømkildene deres. Derfor er det i mellomliggende likestrømskobling behov for komponenter som bufrer reaktiv effekt.
Hvis en stor kondensator brukes til å bufre reaktiv effekt, utgjør den en frekvensomformer av spenningskildetypen. Hvis en stor reaktor brukes til å bufre reaktiv effekt, utgjør den en frekvensomformer av strømkildetypen.
Forskjellen mellom spenningsfrekvensomformere og strømfrekvensomformere ligger kun i form av det mellomliggende DC-linkfilteret. Dette resulterer imidlertid i betydelige ytelsesforskjeller mellom de to typene frekvensomformere, som vist i følgende sammenligningsliste:
1. Energilagringskomponenter: spenningstype frekvensomformer - kondensator; strømtype - reaktor.
2. Kjennetegn på utgangsbølgeformen: Spenningsbølgeformen er en rektangulær bølge, strømbølgeformen er tilnærmet en sinusbølge; Frekvensomformeren av strømtypen har en rektangulær bølgeform for strøm og en tilnærmet sinusbølgeform for spenning
3. Kretsens sammensetningsegenskaper inkluderer en tilbakekoblingsdiode-likestrømforsyning parallelt med en kondensator med stor kapasitet (lavimpedans spenningskilde) som spenningstype; Strømtypen uten tilbakekoblingsdiode-likestrømforsyning i serie med en stor induktans (høyimpedans strømkilde) gjør det enkelt for motoren å operere i fire kvadranter.
4. Når det gjelder egenskaper, genererer spenningstypen overstrøm når lasten kortsluttes, og motorer med åpen sløyfe kan også operere stabilt. Strømtypen kan undertrykke overstrøm når lasten kortsluttes, og tilbakekoblingskontroll er nødvendig for ustabil drift av motoren.
Strømkildeomformere bruker naturlig kommuterte tyristorer som effektbrytere, som har dyr DC-sideinduktans og brukes i dobbeltmatet hastighetsregulering. De krever kommuteringskretser ved oversynkrone hastigheter og har dårlig ytelse ved lave slipfrekvenser.
Strukturelle egenskaper ved frekvensomformeren
DC-koblingen til strømfrekvensomformeren er oppkalt etter bruken av induktive komponenter, som har fordelen av firekvadrantsdriftskapasitet og enkelt kan oppnå motorens bremsefunksjon. Ulempen er at den krever tvungen kommutering av inverterbroen, og enhetsstrukturen er kompleks, noe som gjør justering vanskelig. I tillegg, på grunn av bruken av tyristor faseforskyvningslikerettering på strømnettsiden, er inngangsstrømmens harmoniske svingninger relativt store, noe som vil ha en viss innvirkning på strømnettet når kapasiteten er stor.
2. Spenningsfrekvensomformeren er oppkalt etter bruken av kapasitive komponenter i DC-koblingen til frekvensomformeren. Dens karakteristiske er at den ikke kan operere i fire kvadranter. Når lastmotoren må bremses, må en separat bremsekrets installeres. Når effekten er høy, må et sinusbølgefilter legges til utgangen.
3. Høystrømsfrekvensomformere bruker GTO-, SCR- eller IGCT-komponenter i serie for å oppnå direkte høyspenningsfrekvensomforming, med en strømspenning på opptil 10 kV. På grunn av bruken av induktive komponenter i DC-koblingen er den ikke følsom nok for strøm, noe som gjør den mindre utsatt for overstrømsfeil. Omformeren er også pålitelig i drift og har god beskyttelsesytelse. Inngangssiden bruker tyristorfasestyrt likerettering, og inngangsstrømmens harmoniske oversvingninger er relativt store. Når frekvensomformerens kapasitet er stor, bør forurensning av strømnettet og interferens med elektronisk kommunikasjonsutstyr vurderes. Spenningsutjevnings- og bufferkretsen er teknisk kompleks og kostbar. På grunn av det store antallet komponenter og enhetsvolum er justering og vedlikehold relativt vanskelig. Omformerbroen bruker tvungen kommutering og genererer en stor mengde varme, noe som krever løsning av varmespredningsproblemet til komponentene. Fordelen ligger i dens evne til å operere i fire kvadranter og bremse. Det skal bemerkes at denne typen frekvensomformer krever installasjon av høyspennings selvreparerende kondensatorer på inngangs- og utgangssiden på grunn av den lave inngangseffektfaktoren og de høye inngangs- og utgangsharmoniske.
4. Kretsstrukturen til høyspenningsomformeren bruker IGBT-direkteserieteknologi, også kjent som direkte enhetsseriehøyspenningsomformer. Den bruker høyspenningskondensatorer for filtrering og energilagring i DC-koblingen, med en utgangsspenning på opptil 6 kV. Fordelen er at den kan bruke lavere spenningsbestandige strømforsyninger, og alle IGBT-er på seriebroarmen har samme funksjon, noe som muliggjør gjensidig backup eller redundant design. Ulempen er at antallet nivåer er relativt lavt, bare to nivåer, og utgangsspenningen dV/dt er også stor, noe som krever bruk av spesielle motorer eller høyspennings sinusbølgefiltre, noe som vil øke kostnadene betydelig. Den har ikke en firekvadrantdriftsfunksjon, og en separat bremseenhet må installeres under bremsing. Denne typen frekvensomformer må også løse problemet med enhetsspenningsutjevning, som vanligvis krever spesiell design av drivkretser og bufferkretser. Det er også ekstremt strenge krav til forsinkelsen til IGBT-drivkretser. Når på- og avslåingstidene til IGBT-en er inkonsistente, eller hellingene på de stigende og fallende kantene er for forskjellige, vil det forårsake skade på strømforsyningsenheter.
Det finnes mange typer høyspenningsomformere, og klassifiseringsmetodene deres er også forskjellige. Avhengig av om det er en likestrømsdel i mellomleddet, kan den deles inn i AC/AC-frekvensomformere og AC-DC-AC-frekvensomformere; i henhold til egenskapene til likestrømskomponenten kan den deles inn i strømtype- og spenningstype-frekvensomformere.
Strømtype frekvensomformer
Oppkalt etter bruken av induktive komponenter i DC-koblingen til frekvensomformeren, har den fordelen av firekvadrantsdriftskapasitet og kan enkelt oppnå motorens bremsefunksjon. Ulempen er at den krever tvungen kommutering av inverterbroen, og enhetsstrukturen er kompleks, noe som gjør justering vanskelig. I tillegg, på grunn av bruken av tyristor faseforskyvningslikerettering på strømnettsiden, er inngangsstrømmens harmoniske svingninger relativt store, noe som vil ha en viss innvirkning på strømnettet når kapasiteten er stor.
Spenningstype frekvensomformer
Oppkalt etter bruken av kapasitive komponenter i DC-koblingen til frekvensomformeren, er dens karakteristiske egenskap at den ikke kan operere i fire kvadranter. Når lastmotoren må bremses, må en separat bremsekrets installeres. Når effekten er høy, må et sinusbølgefilter legges til utgangen.
1. Hva er forskjellen mellom spenningstype og strømtype?
Hovedkretsen til en frekvensomformer kan grovt sett deles inn i to kategorier: spenningstypen er en frekvensomformer som konverterer likestrømmen fra spenningskilden til vekselstrøm, og filtreringen av likestrømskretsen er en kondensator; strømtypen er en frekvensomformer som konverterer likestrømmen fra en strømkilde til vekselstrøm, og likestrømskretsfilteret er en induktor.
2. Hvorfor endres spenningen og strømmen til en frekvensomformer proporsjonalt?
Dreiemomentet til en asynkronmotor genereres av samspillet mellom motorens magnetiske fluks og strømmen som flyter gjennom rotoren. Ved nominell frekvens, hvis spenningen er konstant og bare frekvensen reduseres, vil den magnetiske fluksen bli for stor, den magnetiske kretsen vil mettes, og i alvorlige tilfeller vil motoren brenne ut. Derfor bør frekvensen og spenningen endres proporsjonalt, det vil si at mens frekvensen endres, bør utgangsspenningen til frekvensomformeren kontrolleres for å opprettholde en viss magnetisk fluks i motoren og unngå svak magnetisme og magnetisk metning. Denne kontrollmetoden brukes ofte til energisparende frekvensomformere i vifter og pumper.