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变频器论坛

直流变频器的工作原理是什么

2020-6-19 11:08:24 2014 0

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tangxin588 发表于 2020-6-19 11:08:24 |阅读模式

tangxin588 楼主

2020-6-19 11:08:24

变频器是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的。
        

        变频器工作原理
        变频器可分为电压型和电流行两种变频器
        电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容。
        电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波是电感。是整流器,整流器,逆变器。
        而变频器的主电路由整流器、平波回路和逆变器三部分构成,将工频电源变换为直流功率的“整流器”,吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路。
        

        直流变频器的工作原理
        直流变频器的工作原理是什么?
        答:所谓的直流变频器只能够驱动的直流无刷电机(它不同于交流电压型、交流电流型变频器的结构,所驳接交流感应电机或交流变频电机)。它是利用半导体技术,首先将交流电进行整流,转换成直流电,再送至由IGBT场效应管或电子模块,由微处理芯片指令控制进行开关作用的,它受控于直流电机内部安装的霍尔元件,两者互补,缺一不可。
        直流无刷电机如下图所示。
        

        无刷电机分为;无刷直流电机(BLDC),永磁同步电机(PMSM)。
        常见的控制方式有;1、三相六步控制,俗称方波控制;2、正弦波控制,也叫脉冲调制(PWM);
        直流无刷电动机是采用晶体管换向技术,来代替了传统的整流子换向器一种新型直流电动机。它的结构图如上图所示。
        上述无刷直流电机的结构中有两个死区,即当转子转到N、S极之间的位置中心点,此时位置上的霍尔感受不到磁场,必须靠惯性转动。为了克服上述问题必须利用调制宽度来克服它。无刷电机它的工作原理如下;
        电动机的定子绕组必须根据转子的磁极方位切换其中的电流方向,才能使转子连续旋转,因此在无刷直流电动机内必须设备一个转子磁极位置的传感器,这种传感器通常采用霍尔元件。
        霍尔元件是一种磁感应传感器,可以检测磁场的极性,将磁场的极性变成电信号,送给对应的晶体管的控制极。定子绕组中的励磁电流是根据霍尔元件的信号进行切换,这样就可以形成旋转磁场,驱动转子旋转。
        

        霍尔元件上下经限流电阻接到直流电源上,有偏流流过使晶体管按照对应方向截止或导通。(如上图所示),这样在定子W1线圈与定子W2、W3定子线圈中,它受霍尔元件变化检测的信号而改变,形成旋转运动。一般霍尔元件安装在无刷直流电机靠近转子磁极的位置。
        上述无刷直流电机结构中有两个死区,即当转子转到N、S极之间的位置为中性点,在此位置霍尔元件感受不到磁场,因而无输出,则定子绕组也会无电流,电机只能靠惯性转动,如果恰好电动机停在此位置,则会无法启动。为了克服上述问题,人们在实线中也开发出多种方式。
        无刷直流电机的内部结构示意图。它在泡机中设有三霍尔元件按120o分布,转子为单极(N、S)永久磁钢,定子绕组为3组,它由6个晶体三极管Ⅴ1~V6驱动各自的绕组,转子位置的检测由两个霍尔元件担任。图中标注(红1)的指向。在转子磁极旋转过程中,当N极靠近霍尔元件HG1时,它会感应磁场信号,并转换成相应极性的电信号,如此轮回。绕组L1中有电流,L2中无电流,L1产生的磁场S极会吸引N极,并排斥S极,使转子逆时针方向旋转。

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