变频电源基本知识
8页1、变频电源变频电源原理图变频电源是将市电中的交流电经过ACfDCAC变换,输出为纯净的正弦波,输出频 率和电压一定范围内可调。它有别于用于电机调速用的变频调速控制器,也有别于普通交 流稳压电源。理想的交流电源的特点是频率稳定、电压稳定、内阻等于零、电压波形为纯正 弦波(无失真)。变频电源十分接近于理想交流电源,因此,先进发达国家越来越多地将变 频电源用作标准供电电源,以便为用电器提供最优良的供电环境,便于客观考核用电器的技 术性能。变频电源主要有二大种类:线性放大型和SPWM中国变频电源的发展历程变频电源是在国内一般的称呼,更准确的说,应该叫交流电力频率转换器,即Ac power Frequency Converter,一般用缩写AFC来称呼。变频电源的整个发展史基本是随着电子器件 的发展而发展的。80年代前后,电子式变频电源多以日本的小型仪器电源为主,该类仪器电源多采用晶体放大的方式制作,80年代后通过台湾传入中国大陆。该时期的电源特 点为:功率小,精度好,效率低。80年代,中国大陆走上了改革开放的道路,在此阶段,中国大陆的进出口设备逐渐加 大,尤其以微波炉及空调为代表性的电器出口份额
2、增加,因此需求大功率变频电源进行测试。 对于该部分市场应用的需求,原有的产品功率已不能满足,所以,电源厂家寻求新的技术来 扩大电源的功率。根据当时的技术条件及电子器件,主要向两条路发展,一方面是保持晶体 式的方式不变,采用多机并联的方式进行扩容;另一种方式是采用功率晶体模组。晶体式多级串联的方式,需要解决环流问题,而且效率低,在工业生产过程中,消耗太 大;功率晶体模组变频方式反应慢,功率有限,工作电压低,耐压在600V左右,输出采用 PAM滤波方式(为单方波加低次滤波),输出波形失真较大。这两种方式制作的电源产品功 率依旧不能满足日益增长的需求,所以大功率的负载需要变频测试时,多采用电机后拖动发 电机的方式(M+G)来满足。电机后拖动发电机的方式(M+G)在使用过程中,存在磨损,以及效率转换问题。后 来参考美国技术,采用SCR来做逆变器,该方式制作的电源,功率大,能满足客户使用, 比较好的用于取代电机后拖动发电机的方式(M+G),但是该系列的产品有一个较大的缺点, 机器在转换的过程中,噪音非常大,达到70dBvlm .随着半导体技术的发展,在80年代末,富士生产出了第一代的IGBT,该
3、电子器件的 特性集成了 GTR及MOSFET的优点,开关速度快,通流能力强,故很快就被应用到逆变领 域。随着实力强大的三菱、西门康、英飞凌等厂家在IGBT领域的加入,使得IGBT的发展 速度日新月异,更新换代的速度加快,IGBT的开关速度及通流能力得到进一步的加强,这 样,就使得大功率的变频电源的制作得以实现。变频电源和变频器有什么区别变频电源是由整个电路构成交流一直流一交流一滤波的变频装置,得到了广泛应用。变 频电源不仅能模拟输出不同国家的电网指标,而且也为出口电器厂商在设计开发、生产、 检测等应用中提供纯净可靠的、低谐波失真的、高稳定的电压和频率的正弦波电源输出。变 频电源是非常接近于理想的交流电源,可以输出任何国家的电网电压和频率。变频器是由交 流一直流一交流(调制波)等电路构成的,变频器的标准名称应为变频调速器。其输出电压 的波形为脉冲方波,且谐波成分多,电压和频率同时按比例变化,不可分别调整,不符合交 流电源的要求。变频电源变频器改装的电源售后 服务厂家自己研发生产,对电源非常 熟悉,一旦出现问题,会在电源 现场以最短的时间解决问题。因变频器多是从其他专门生产变频器的厂家 购
4、买,一旦出现问题,电源厂家会把变频器 拆下寄回变频器厂家(部分在国外),维修周 期长,而且变频器厂家不会负责变频器与变 压器和LC低通滤波电路的匹配。即使现场维 修也很难保证彻底解决问题。可靠性电源整体统筹设计,经过多年的 技术积累,保证电源稳定可靠运 行。通过变频器组装的岸电电源生产较为简单, 因其主要部分“变频器”为购买,所以很难保证 变频器与其他元件的参数相匹配。对设备 安全性启动过程中频率恒定。岸电电源 可以提供纯净可靠、低谐波失 真、咼稳定的电压和频率的正弦 波电力输出,非常接近于理想的 交流电源。变频器的设计专门针对电动机变频启动,启 动时电压、频率同步上升,用其改装的电源, 可能会对用电设备造成影响,尤其是变频器、 可控整流、通信设备等。三相 不平衡逆变部分采用星型方式,每相可 独立带载,适应三相完全不平衡 负载。不平衡度可达3%以内。变频器米用逆变,虽然输出通过变压器转 变成Y型输出,但对三相不平衡负载适应性 较差,可能会使电动机中逆扭矩增加,使电 动机温度上升,效率下降,能耗增加,发生 震动,输出亏耗。最新技术当今国际上先进的变频电源是采用IGBT逆变输出技术,用先进
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