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一、什么是變頻器

變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測單元微處理單元等組成的。

變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備，其中控制電路完成對(duì)主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆成交流電。對(duì)于如矢量控制變頻器這種需要大量運(yùn)算的變頻器來說，變頻啟動(dòng)柜廠家，有時(shí)還需要一個(gè)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算的CPU以及一些相應(yīng)的電路。變頻調(diào)速是通過改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來達(dá)到調(diào)速的目的。

二、變頻器的原理

在嵌入式開發(fā)中，經(jīng)常會(huì)涉及到對(duì)電機(jī)的控制，目前交流電動(dòng)機(jī)的變頻控制應(yīng)用非常廣泛，所以我們來簡單看圖介紹下變頻器，高壓變頻啟動(dòng)柜，假設(shè)各位已經(jīng)了解電機(jī)的原理。

變頻器拖動(dòng)這類型負(fù)載的電機(jī)，變頻啟動(dòng)柜廠商，要求變頻器蕞大輸出電流Imax大于電機(jī)峰值電流，且變頻器的I2t在自身允許范圍內(nèi)，變頻啟動(dòng)柜，變頻器選型時(shí)有可能放大一檔或幾檔來才能滿足現(xiàn)場需求。現(xiàn)以10kW、20A額定電流電機(jī)舉例：假如電機(jī)間歇性工作，1秒內(nèi)過載運(yùn)行時(shí)峰值電流為40A（額定電流2倍），之后停止運(yùn)行20秒。此時(shí)選型就要用到變頻器過載曲線：首先將電機(jī)電流隨時(shí)間變化的曲線出來，其次看變頻器的輸出電流曲線能否覆蓋電機(jī)電流曲線（即變頻器輸出電流超過電機(jī)實(shí)是否際工作電流），只有變頻器輸出電流曲線覆蓋電機(jī)電流曲線的變頻器型號(hào)才適用于重載負(fù)荷的電機(jī)。能對(duì)于重載變頻器的選型，往往有一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以參考。

變頻器過載能力西門子產(chǎn)品比較好，一般允許1.6倍短時(shí)過載。不同品牌變頻器過載能力可參考該變頻器選型樣本。

防爆變頻柜誤區(qū)：選用斷路器作為防爆變頻柜熱過載和短路保護(hù)，效果比熔斷器好。

斷路器具備較為完善的保護(hù)功能，已廣泛應(yīng)用在配電設(shè)備中，大有取代傳統(tǒng)熔斷器的趨勢。現(xiàn)在許多廠商生產(chǎn)的成套變頻調(diào)速設(shè)備，也基本上都配置斷路器(空氣開關(guān))，其實(shí)這也存在一些安全隱患。

弊端：在電源電纜發(fā)生短路故障時(shí)，斷路器保護(hù)動(dòng)作跳閘由于斷路器本身的固有動(dòng)作時(shí)間而產(chǎn)生延l時(shí)，此期間會(huì)將短路電流引入防爆變頻柜內(nèi)部，造成元件損壞。

應(yīng)對(duì)策略：只要電纜是根據(jù)額定電流選型的，防爆變頻柜傳動(dòng)單元就能保護(hù)自身、輸入端和電機(jī)電纜，以防止熱過載，并不需要附加額外的熱過載保護(hù)設(shè)備。配置熔斷器將可在短路情況下保護(hù)輸入電纜，在傳動(dòng)裝置內(nèi)部短路時(shí)減少裝置損壞和防止相連設(shè)備的損壞。

檢查配置的熔斷器動(dòng)作時(shí)間應(yīng)低于0.5s，動(dòng)作時(shí)間取決于熔斷器類型(gG或aR)、供電網(wǎng)路阻抗、電源電纜的橫截面積、材料和長度。當(dāng)使用gG熔斷器超出0.5s動(dòng)作時(shí)間時(shí)，快熔(aR)在多數(shù)情況下可將動(dòng)作時(shí)間減少到一個(gè)可接受水平，熔斷器必須為無延l時(shí)類型。

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