可变频率驱动器解释 - VFD基础知识IGBT逆变器

可变频率驱动器的基础解释

4.

了解可变频率驱动器的基础知识 - 他们如何工作,为什么他们使用它们以及它们与工作示例的重要性以及它们的重要性。

向下滚动到底部以观看YouTube教程。

记住电力是危险的,可能是致命的。您应该有资格和有能力进行电气工作。188bet官方网站

丹佛斯逆变器压缩机

如果您在HVAC中工作,那么您需要查看丹佛斯的逆变器压缩机,他们善意赞助了这一主题。当与可变速度技术结合使用时,如我们将要涵盖本文的VFD,他们使整个HVAC单元更高效,节省您和您的客户。

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什么是vfd

变频驱动

VFD代表变频驱动器,它们看起来像这样。您也可能会听到它们称为交流驱动器或可变速度驱动器,因为它们用于控制交流电机的转速。

交流电机

我们在所有行业中使用AC电机和VFD,特别是HVAC。例如,我们可以发现它们用于控制制冷系统中的压缩机速度,这使我们能够与冷却需求密切匹配并且导致显着的节能。传统上,我们必须使用简单地打开和关闭的固定速度压缩机,从而导致控制差和高浪涌电流。

压缩机

我们还发现它们用于控制HVAC系统中的泵和风扇等东西,还可以解锁节能,提高性能和控制。

VFD来控制风扇和泵

VFD单元连接到电机供电。188bet官方网站该单元可以改变供应的电力以驱动电动机的频率,并且通过改变这种情况,我们可以控制电动机的转速。因此,我们有我们的变频驱动器。

VFD解释说明

要了解VFD如何工作,我们首先需要了解电力的一些基础知识。

直流

有两种类型的电力,第一个我们看看是直流或直流。这是最简单的类型,我们从电池,太阳能电池板等获得它。

直流来源

你可以想到像河流一样的DC,目前的水只是一个方向流动。

通过DC,电子只是在一个方向上流动。我们使用从负数阳性的电子流进行动画,但您可能用于看到从正为负的传统电流。电子流是实际发生的,常规是原始理论。只要意识到这两个理论,我们正在使用哪一个。

电力电路

对于流量的电力,我们需要完成电路。电力将总是试图回到其来源。

当我们使用示波器查看DC的电波形式时,我们将该扁平线以极限区域的最大电压。188bet官方网站

水平线

如果我们削减电源,则线路下降到零。

线下降到零

如果我们反复打开和关闭,那么我们会在零和最大之间获得方波模式。

方波

如果我们脉冲开关打开并关闭不同的时间,那么我们得到一个脉动模式。

脉动波

交替的电流

交替的电流

其他类型的电力是AC或交流电。这种类型是您在家庭和工作场所的网点中获得的东西。利用这种类型的电力,铜线内的电子持续逆转和向前,向后,向后和向后流等。

您可以想到这种类型,如海洋的潮流,在两个最大点之间流出。

如果我们沿着铜线回到发电机,电线连接到一些线圈的导线,坐在发电机内。在基本发生器内,我们还在中心找到磁铁,旋转。

发电机

磁铁有北极和南极,或者你可以将其视为正面和负面的一半。电线中的电子负荷。正如您所知道的那样,磁铁根据极性推动或拉动。当磁铁旋转过线圈时,正负半部将其推动并拉动铜线线圈内的电子并且还通过连接的铜线。

线圈经历磁场强度的变化

磁铁的磁场在强度的变化下变化。因此,随着磁铁通过线圈旋转,线圈将经历磁场强度的变化,从零到最大强度,然后通过线圈时,它将再次减小到零。

增加
减少

然后,负半部分进入并将电子向后拉,具有相同的强度变化。因此,磁体的每个全旋转将产生这种称为正弦波的波形图案。在这种类型的电力中,电压不是恒定的,而是反复从零移动,直到其峰值,然后返回到零,然后返回到零。

频率

频率

频率是指此AC正弦波每秒重复的次数。

60Hz地图

在北美和世界上其他一些部分我们发现60Hz电力,意味着正弦波每秒重复60次,并且每波具有正面和负数,这意味着其极性将每秒反向120次。

50Hz地图

在世界其他地区,我们主要发现50 Hz电力,因此正弦波每秒重复50次,因此电流每秒逆转100次。

单相和三相电力

我们还有单相和三相电力。通过单阶段,我们与发电机的单个相位有一个相位,所以我们只有一个正弦波。

单相

但是,三相电力我们与三个阶段中的每一个都有联系。该阶段是线圈的线圈,其分开地插入发电机120度,这意味着线圈在不同时间体验旋转磁场的峰值,这给了我们三个阶段,每个阶段都有不同的正弦波。

三阶段

记住电力希望在完整的电路中回到其来源。当电流在每个相中向前流动并且向后向后流动时,我们可以基本上将相位连接在一起,并且电流将在不同的相位之间移动,因为每个相的极性在不同时间向后移动并且向后移动。如果需要,任何多余的将在中性中流回源。

不同阶段

单相,我们在峰之间有这些大的间隙。但是,通过3个阶段,这些可以组合以填补空白,从而提供更多的电力。

单相vs三相

在北美,您将找到一个带有两个热线和中性的分型相位系统。这是一个单相电源,在变压器上分为一半,我们以前覆盖了这一点,以前详细了解这里

VFD的基本部分

vfd.

我们将VFD安装到AC电机的电源中。这通常是大多数应用的3个相电源。我们将以红色,黄色和蓝色彩色这些阶段,因为我们认为它更容易看到,但每个国家都使用不同的颜色代码。只是意识到这一点。

不同的国家编码

三个阶段进入VFD并连接到整流器。整流器由并联连接的多个二极管组成。

连接到整流器

二极管只允许电力在一个方向上流动并阻挡其朝向相反的方向。随着交流流向前进和向后,我们控制它可以采取的路径,这为我们提供了粗略的直流输出。

粗糙的直流输出

粗糙的直流电流流入作为直流总线的第二部分。

直流母线

这是一个过滤器,使用电容器和或电感器将整流DC平滑为干净,平滑,恒定的直流电压。它在间隙期间释放电子以平滑纹波。

逆变器

然后,平滑的DC流入最终部分,即逆变器。逆变器包括许多称为IGBT的电子交换机。这些打开和关闭成对以控制电流。通过控制电力所需的路径以及在不同路径中流动的长度,我们可以从DC源产生AC电力。让我们在每个部分都详细看看。

VFD如何工作

我们将考虑VFD的第一部分,这是整流器。在这一部分中,我们并行发现6个二极管,我们将标题为以下1-6。

三个阶段中的每一个连接到一对二极管

三个阶段中的每一个连接到一对二极管。众所周知,电力需要回到其源头来完成电路。因此,在此设置中,电流将流过负载并使用另一个阶段回到源。它可以这样做,因为每个阶段中的电流在不同的时间向前移动,我们将在短短的一刻在一下。负载可以是任何东西,灯,电动机或整个电路。在这种情况下,它将代表我们的VFD电路的其余部分。

供应阶段继续交替

电力将在供应阶段继续交替,但二极管将只允许峰值阶段通过并阻止其他峰值,因此我们将为其他人提供动画。让我们在行动中看到这一点。

阶段1

第一阶段首先,这进来并且只能在一个方向上流动,这是通过二极管1的。然后通过负载。一旦电流通过负载,就需要回到源,并且随着阶段2处于其循环的负半部分,电流将流过二极管6进入相位2。

阶段2

阶段2.我们看到电流的下一段仍然在阶段1和二极管1中流动,但是现在阶段3处于负半部分,使得电流开关和流过二极管2通过该相位返回。

第3阶段

阶段3.在下一个段中,阶段2接近它的峰值,使得电流现在通过二极管3在该阶段通过二极管3流动,并通过二极管2回到相3中。

第4阶段

阶段4.在下一个段中,电流仍然通过二极管3在阶段2中流动,但是阶段1现在处于负峰值,因此电流将通过二极管4返回到阶段1中。

第5阶段

阶段5.在下一段中,我们看到阶段3现在接近其正峰,使得电流通过二极管5通过负载流过该相位,然后通过二极管4返回到相位1中返回

阶段6.

阶段6.最后,电流通过二极管5流过相位3,通过负载,然后通过二极管6返回相位2。

这个循环不断地重复这样。

3相供电的示波器将看到交流电力三个正弦波。但是负载上的示波器将看到这种粗糙的直流电力有一些涟漪。

粗糙的DC.

现在我们需要平滑这些涟漪来清理直流电力。为此,我们将电容器连接在正极和负面上。该电容器就像储罐一样,当存在过量时,将吸收电子,并且当有减少时将电子注入电子。

电容器如储罐

这将在示波器上平滑DC电力变为良好的平滑信号。

DC平滑

我们以前详细覆盖了电容器,请检查出来这里。

现在我们已经清洁DC,我们准备将其转回可变频率的精确控制的AC。为此,我们需要一个逆变器。这基本上是一些IGBT的,这是可以打开和关闭超快速的开关。我们将使用简单的交换机而不是IGBT为这些动画进行动画,以使其更容易可视化。我们将如下方式编号这些交换机。

打开/关闭IGBT成对

为了获得三个阶段,我们需要成对打开和关闭开关,以指示电流的流动,以形成我们的电源和返回路径,即连接的电机将经历交流电流。

灯示例

记住AC是当前逆转的时候。因此,如果我们拿到灯并将其连接到某些开关和直流电源。我们可以通过按正确的顺序打开和关闭开关来控制通过灯的电流方向。因此,灯经历交流电流,甚至认为它来自直流电源。

对于三相电源,我们将开关时间模拟3个阶段。让我们看看这是如何工作的。

首先,我们关闭开关1和6.这将为我们1相位为2。

关闭开关1和6

然后我们关闭开关1和2.这将为我们提供第1阶段。

关闭开关1和2

然后我们关闭开关3和2.这将给我们2和3

关闭开关3和2

然后我们关闭开关3和4.这将为我们2和1提供。

关闭开关3和4

然后我们关闭开关5和4.这将为我们提供第3阶段和1

关闭开关5和4

然后我们关闭开关5和6.这将为我们提供第3阶段和2。

关闭开关5和6

此循环一次又一次地重复。如果我们用示波器检查这个问题,我们现在将有一个看起来像AC的波纹,除了它是一个小的方形。这将对某些应用程序进行罚款,但不是全部,所以我们如何改善这一点。

波纹模式

当我们说我们说我们可以以不同的速度和持续时间打开和关闭开关来更改波形时,请记住。我们也可以为此做到这一点。

控制器快速打开和关闭开关

我们所做的是使用控制器在脉动图案中每周周期多次快速打开和关闭开关,每个脉冲宽度变化。这称为脉冲宽度调制。该循环被分解为多个较小的段。

每个段具有可能流动的总电流量。但是,通过快速脉动开关,我们控制每个段发生的流量。这将导致每段的平均电流,我们看到增加,从而减少给我们一个波浪。因此,负载将体验正弦波。

我们可以通过控制开关关闭多长时间来控制输出电压。因此,我们可以通过修剪打开和关闭时间来实现240V或120V。

控制输出电压

我们可以通过控制交换机的定时来控制频率,因此我们可以例如输出60Hz,50Hz或30Hz,应用程序所需的任何内容。通过控制频率,我们控制电动机的转速。

所以回到我们的VFD电路,我们将使用控制器快速打开并关闭开关以改变输出频率和电压。

vfd.

因此,通过组合整流器,滤波器和逆变器,我们得到了可变频率驱动,可用于控制电动机的速度。188bet官方网站


4评论

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