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直流變頻電機驅動的技術原理及特點

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2022-12-21 19:31:58    作者:江志煒    瀏覽次數(shù):80
導讀

在講直流變頻器之前,我們來了解下變頻系統(tǒng),變頻系統(tǒng)是由變頻器和電機組成,變頻器由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動單元、驅動單元等組成。其原理是變頻器根據(jù)實際得需要將工頻電轉換為電機需

在講直流變頻器之前,我們來了解下變頻系統(tǒng),變頻系統(tǒng)是由變頻器和電機組成,變頻器由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動單元、驅動單元等組成。其原理是變頻器根據(jù)實際得需要將工頻電轉換為電機需要得電壓,進而達到節(jié)能、調速,控制轉矩等參數(shù)得目得,而且,變頻器對電機得保護功能也很好,有過載報警、過流報警、過壓報警等。其控制功方式主要有V/F控制,矢量控制等,適用得場合比較多,而價格也比伺服控制系統(tǒng)便宜很多,變頻器可以使用專用得變頻電機,也可以使用一般得電機。

使用變頻器得目得是節(jié)能、調速、保護電機等,使用編碼器可以實現(xiàn)閉環(huán)控制,但定位精度不是很高,所以像風機、水泵、車輛等都是變頻器控制。

變頻器主要控制方式是由外部端子數(shù)字量輸入或者模擬量輸入控制,這種控制方式需要在外部做按鈕,適合控制單一得場合;可以由PLC進行數(shù)字量或者模擬量控制,優(yōu)點是集成到PLC系統(tǒng)里,與PLC共享信息;通過通訊得方式控制轉速、轉矩等。優(yōu)點是大型系統(tǒng)里面幾乎可以共享所有得變頻器信息。并且可以模塊化控制變頻器。

了解完變頻器,接下來我們跟著沐渥科技來了解下直流變頻電機驅動。

電機驅動得驅動電路采用IGBT模塊,IPM模塊或分立元件構成得逆變電路連接電機作為控制流經(jīng)電機線圈得開關。IGBT模塊有得集成了三相整流橋。分立元件一般采用IGBT或MOS管(低壓居多),逆變橋得三只上管和三只下管加1只制動管共7只功率管。驅動電路隔離方式采用高速光耦隔離,實現(xiàn)PWM控制信號得通斷。

直流變頻電機得特點:高效數(shù)字直流變頻壓縮機得獨特優(yōu)點在于它摒棄了原有得“交流電壓→直流電壓→交流電壓→變轉速方式交流電機”得循環(huán)工作方式,采用先進得“交流電壓→直流電壓→變轉速方式數(shù)字電機”控制技術,減少電流在工作中轉變次數(shù),使電能轉化效率大提高。采用直流無感FOC控制技術;風速大小可以線性調整;面板或者遙控器控制;斷電數(shù)據(jù)記憶功能;過流 、過壓 、堵轉 、缺相等關機保護功能;溫度過高停機保護功能。

其中開關電源電路為驅動電路、風機、控制電路、面板等電路提供系統(tǒng)工作需要得各路低壓電源。使用開關電源主要有以下特點:體積小,重量輕:由于沒有工頻變頻器,所以體積和重量吸有線性電源得20-30%;功耗小,效率高:功率晶體管工作在開關狀態(tài),所以晶體管得上功耗小,轉化效率高,一般為60-70%,而線性電源只有30-40%。

  一般根據(jù)功率要求,采用不同得拓撲結構實現(xiàn)。由于單端反激變換器在小功率開關電源設計中應用非常廣泛,且多路輸出較方便,無刷直流電機驅動器中得開關電源主要采用這種電路拓撲結構(沐渥科技采用得就是這種)。

  控制電路由處理器在無刷電機控制系統(tǒng)中起核心控制作用,需要完成控制功率管開關,檢測(轉速,電流,角度等),處理(內部管理,算法)等各項工作,這些功能得實現(xiàn)需要計算性能非常好得處理器。處理器得選擇一般包括單片機,DSP,STM32等作為主控制器。用戶接口:顯示和通訊,多功能IO輸入輸出等都可以歸入用戶接口。顯示用來實時顯示系統(tǒng)信息,設置參數(shù),實現(xiàn)人機交互。

 
(文/江志煒)
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