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从控制方式的不同,能够将单相转三相型变频器区分成几种类型?

单相转三相型变频器是一种能够对输出电压以及频率进行调整的调速装置。简单的说就是将交流电变为直流电,然后用电子元件对直流电进行开关,变为交流电。单以功能而言与逆变器的差别不大。

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一般功率较大的单相转三相型变频器用可控硅,并设一个可调频率的装置,使频率在一定范围内可调,用来控制电机的转数,使转数在一定的范围内可调。


单相转三相型变频器控制模式包括U/f协调控制、转差频率控制、矢量控制和直接转矩控制。


(1)U/f控制


U/f控制是改变电源频率进行调速,同时保证电机的磁通量不变。一般类型变频器,基本采用这种控制方式。U/f控制变频器的结构很简单,但这个变频器采用开环控制方式,不能达到很高的控制性能。此外,在低频时,必须进行扭矩补偿,以改变低频扭矩特性。


(2)转差频率控制


转差频率控制是直接转矩控制的一种控制方式。基于U/f控制,可以根据异步电机实际转速对应的功率频率,根据期望的转矩调整变频器的输出频率,使电机能够有相应的输出转矩。在这种控制模式下,需要在控制系统中安装一个速度传感器,有时还会增加一个电流反馈来控制频率和电流。因此是一种闭环控制方式,可以使变频器对快速加减速和负载变化具有良好的稳定性和良好的响应特性。


(3)矢量控制

矢量控制是通过矢量坐标电路控制电机定子电流的大小和相位,从而控制电机在坐标轴系中的励磁电流和转矩电流,进而达到控制电机转矩的目的。通过控制每个矢量的动作顺序和时间以及零矢量的动作时间,可以形成各种PWM波,达到各种控制目的。例如,形成开关次数最少的脉宽调制波,以减少开关损耗。目前在变频器中应用的矢量控制方法主要有基于转差频率控制的矢量控制方法和无速度传感器的矢量控制方法。


基于转差频率的矢量控制的稳态特性与转差频率控制的稳态特性一致,但电机定子电流的相位需要通过坐标变换来控制,以满足一定的条件,从而消除转矩-电流过渡中的波动。因此,与转差频率控制方法相比,基于转差频率的矢量控制方法可以大大改善输出特性。但这种控制方式属于闭环控制方式,需要在电机上安装速度传感器,因此其应用范围有限。


无速度传感器矢量控制是通过坐标变换处理,分别控制励磁电流和转矩电流,再通过控制电机定子绕组上的电压和电流来控制励磁电流和转矩电流,从而识别速度。这种控制方法速度范围宽,起动转矩大,运行可靠,操作方便,但计算复杂,通常需要专门的处理器进行计算。因此实时性不理想,控制精度受计算精度影响。


(4)直接转矩控制


直接转矩控制(DTC)利用空间矢量坐标的概念,在定子坐标系下分析交流电机的数学模型,控制电机的磁链和转矩,通过检测定子电阻达到观察定子磁链的目的。因此省去了矢量控制等复杂的变换计算,系统直观简洁,计算速度和精度较矢量控制有所提高。即使在开环状态下,也能输出100%的额定扭矩,并对多个驱动器具有负载平衡功能。


随着我国经济发展,国内的小型企业以及各类家庭作坊式的工厂如雨后春笋般快速发展,而交流型变频器所具备的将交流电变为直流电功能对这部分工厂的重要性是不言而喻的。因此、大多数频器厂都清楚,交流变频调速技术是现代电力传输技术的重要发展方向。随着电力电子技术的发展,交流变频技术从理论到实践逐渐成熟。交流变频调速逐渐取代了转差调速、变极调速、DC调速等传统调速系统,越来越广泛地应用于冶金、纺织、印染、油烟机、生产线及建筑的供水、空调等领域。

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