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维基变频器介绍

维基变频器介绍

点击数:7625 次   录入时间:03-04 12:01:37   整理:http://www.55dianzi.com   变频器基础

变频器Variable-frequency Drive,缩写VFD),是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件。

变频器的英文名称是现代科技中少数源自中文者之一,而在中国大陆地区一般将变频器译作Inverter。

变频器在台湾、韩国因受日本厂商影响而曾被称作VVVF(Variable Voltage Variable Frequency Inverter),VVVF原为日语可変電圧可変周波数制御英语直译缩写。

作用

变频器集成了高压大功率晶体管技术和电子控制技术,得到广泛应用。变频器的作用是改变交流电机供电的频率和幅值,因而改变其运动磁场的周期,达到平滑控制电动机转速的目的。

变频器的出现,使得复杂的电机传动技术大大简化:变频器+交流鼠笼式感应电动机组合替代了大部分原先只能用直流电机完成的工作,缩小了设备体积,大幅度降低了维修率,标志着传动技术发展的新阶段。

应用于风机水泵型负载时节能效果明显。例如一台55千瓦离心泵电机转速下降到工频转速的4/5时,其耗电量最多可下降48.8%;当转速下降到原转速的l/2时,其耗电量最多可下降87.5%。当然这只是理想计算值,实际上由于铁损铜损及热损耗等因素,耗电量会高于上述计算值。

组成

变频器通常分为4部分:整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。

  • 整流单元将工作频率固定的交流电转换为直流电
  • 高容量电容存储转换后的电能。
  • 逆变器由大功率开关晶体管阵列组成电子开关,将直流电转化成不同频率宽度幅度方波
  • 控制器按设定的程序工作,控制输出方波的幅度与脉宽,使叠加为近似正弦波的交流电,驱动交流电动机。

变频器译名的由来

变频器的英文正式名称为:Variable-frequency Drive。

在日本和亚洲地区,也可称作VVVF(Variable Voltage Variable Frequency Inverter)或3VF。直译为可变电压可变频(控制器,控制元件),这个名称太长,不便于记忆。

1980年代中期沈阳居乃明提出VVVF可简化命名为变频器或变频调速器并用于产品设计,他随后在中国起重学会沈阳仓储设备专题年会上正式发表了这个意见(参见《年会论文集》)。东北工学院(今东北大学)著名电力控制与拖动专家佟纯厚教授肯定了这个意见,并应用在他自己在校内外的课堂和各种讲学中。此后迅速流行开,被普遍接受,国外厂家也接受了这个命名,并且采用了对应的英文译名Variable-frequency Drive作为产品通用名称。甚至连日本厂家也逐渐接纳这个命名。

在中国大陆,“变频器”几乎完全替代了除“VVVF”以外的其它叫法,原有的半导体技术中的“变频器”反而鲜为人知。而在香港自用的多仍以英文缩写 “VVVF”称呼,销往大陆的则同样称为变频器。

历史

变频技术诞生背景是交流电机无级调速的广泛需求。传统的直流调速技术因体积大故障率高而应用受限。

  • 20世纪60年代以后,电力电子器件普遍应用了晶闸管及其升级产品。但其调速性能远远无法满足需要。
  • 20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速的研究得到突破,20世纪80年代以后微处理器技术的完善使得各种优化算法得以容易的实现。
  • 20世纪80年代中后期,美、日、德、英等发达国家的 VVVF变频器技术实用化,商品投入市场,得到了广泛应用。

最早的变频器可能是日本人买了英国专利研制的。不过美国德国凭借电子元件生产和电子技术的优势,高端产品迅速抢占市场。在中国最早生产的变频器可能是大连电机厂组装的富士产品。目前在低压(380V)中小功率范围,中国生产的变频器质量据信也已经稳定。

参考文献

  • 佟纯厚、郭文良等《近代交流调速》冶金工业版
  • 佟纯厚《国内外交流调速发展的现状和方向》
  • 佟纯厚《近代交流调速技术的发展动向》[J]. 冶金自动化. 1985.(03)

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