一图认识变频器 | 基础知识全汇总

止回阀只允许一个方向流动，比如我们的二极管有电流流动（方向由二极管符号上的箭头表示）。

电流按二极管图上箭头的方向通过二极管，即电流从阳极流向阴极，如下图所示：

只有当阳极电压大于阴极电压时，才会有电流。

因此，当我们将三相交流电连接到转换器时：

– 当 A 相电压大于 B 相或 C 相电压时，该二极管打开，允许电流流动，

– 当 B 相大于 A 相时，B 相二极管打开，而 A 相二极管关闭，

– 对于 C 以及总线负侧的三个二极管也是如此。

这会在每个二极管打开和关闭时产生六个电流脉冲 。生成的波形将如下所示：

因此，我们有一个预充电电路。预充电是一种限流电路，可在上电期间减慢总线电容器的充电速率。

此处显示的预充电电路由以下部分组成：

– 接触器，

– 一个电阻器，

– 恒温器。

当我们为 VFD 通电，而电容器组尚未充电时，电容器开始通过电阻器充电——一旦 VFD 控制器确定直流链路已充满电，它将关闭触点，成为电阻最小的路径为电流。

在接触器未闭合，而变频器仍在启动电机的情况下，流过电阻的电流会增加，导致预充电电阻过热。然后恒温器将起作用，并且由于过热它会解除 VFD。

现在让我们回到直流总线——它的电阻器功能是分压，它会保证所有电容器具有相同的电压。

最后，我们有IGBT，这是驱动输出的最后一步：直流到交流转换器和我们的 PWM 输出。

我们知道，最后一步会将直流电转换为交流电，作为脉冲宽度调制输出。

如果不了解脉冲宽度调制 (PWM) 是什么，就不可能谈论 VFD 和绝缘栅双极晶体管，也称为 IGBT。

模拟输入信号可以通过生成可变宽度脉冲来表示其幅度来进行调制。简而言之，PWM 是一种通过数字输出控制模拟信号的方法。

要了解 IGBT 在 VFD 中的功能，了解 IGBT 如何单独工作非常重要。

在最简单的层面上，绝缘栅双极晶体管 (IGBT) 是一种开关，用于在打开时允许功率流动并在关闭时停止。

然而，重要的是要注意，它们具有每秒打开和关闭数千次的能力！

IGBT 是一种固态器件，这意味着它没有移动部件。

它不是打开和关闭物理连接，而是通过向称为栅极的半导体组件施加电压来操作，该组件会改变其属性以创建或阻止电气路径。

让我们仔细看看典型的 IGBT：端子（引脚）代表栅极、集电极和发射极。

电流沿着由集电极和发射极组成的电导路径流动，而栅极控制器件。

这是它的电气绘图表示。

IGBT 的行为类似于开关。正如这个词本身所暗示的，

– 当施加正电压时，门将关闭（打开），允许电流在集电极和发射极之间流动；

– 如果没有施加足够的电压，栅极保持关闭（关闭），不允许任何电流在集电极和发射极之间流动。

为防止设备关闭，此电压在此关闭状态下保持为负。

现在我们已经了解了我们的 IGBT 是如何工作的，让我们回到 IGBT 在 VFD 中的应用，让我们将我们的 IGBT 表示为接触开关，以便更简单地理解。

顶部 IGBT（在我们的表示中是开关）位于正直流母线中，下部位于负直流母线中，因此当顶部开关之一闭合时，电机相位和电压变为正值。

另一方面，当下部开关之一闭合时，电机相位和电压变为负值。

因此，通过控制这些开关打开和关闭的速度和顺序，我们可以控制信号的相位和频率：零、负或正。

需要注意的是，VFD 的输出信号是 PWM 信号，结果是矩形波形。

该波在 VFD 的运行中至关重要，因为正是这种可变的电压和频率使 VFD 能够控制电机的速度。

VFD 的控制处理器包含一个通常用户无法访问的程序，但是，有许多参数和设置可以调整和调整，以便为每个应用程序优化 VFD 操作，以满足特定的电机和驱动设备规格和需求。

以下是 VFD 中常见的可调参数和设置：

– 可调：比例、积分、微分 (PID)

– 最小和最大速度

– 限流，等等！

参数的数量根据 VFD 的复杂程度而有所不同。它们的范围可以从 50 到 200 多个参数！