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变频器PWM调制技能_暗记_旗子

admin 2024-12-10 22:23:53 0

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如下面图所示:蓝色的三角波,便是载波,赤色的正弦波便是旗子暗记波。
经由如图所示的二者重合后,就通过旗子暗记波和载波的交叉点来决定调制后的旗子暗记波的宽度和高度。

详细地说:以旗子暗记的正半周为例,旗子暗记波与载波有一系列的相交点,在相邻相交点之间,如果旗子暗记波的旗子暗记大于载波,调制的输出旗子暗记为 1。
反之,则输出 0。
末了就得到了上图中,下面的一系列的赤色方波旗子暗记。

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得到这个旗子暗记后,经由放大器放大,旗子暗记强度增强。
就可以用这个放大的旗子暗记去驱动IGBT的栅极(G)。
IGBT 的栅极就会按这个旗子暗记的时序将 CE 极之间进行关断操作。

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(图片来自网络侵删)

结合一个单相的 IGBT 逆变电路:

在旗子暗记的上半周,接到 1 和 4 的栅极上,那么 R 上就会有向下的电流利过。

在旗子暗记的下半周,接到 2 和 3 的栅极上,那么 R 上就会有向上的电流利过。

电阻 R 上的电压和电流的波形和那个调制旗子暗记的波形一样。
它们频率就和旗子暗记波的频率一样。

在《变频器的逆变电路》中,涌现的这个波形,便是这么的来的。

PWM 调制,旗子暗记放大,掌握 1/4,2/3 的通断,都要通过电路实现。
在我们公司,是有一块电路板。
详细的电路板设计,我也不懂。

有了这个 PWM 技能,载波的频率不变。
旗子暗记波的频率是可以变的,它决定了输出电压的频率。
通过调度旗子暗记波的频率,就实现了“变频”。

细心的朋友会说:这个实际的波形照片,与我们仿真出来的那个波形看上去不一样,差得太多。

我的答案是:仿真波形用的基波的频率太低。
为了得到一个近似“等效”的正弦波,载波的频率要越高越好。
这个也好理解。
但这个载波的频率不能太高,太高了,会有其它麻烦。
后面再阐明。

我们公司不同系列的变频器,载波的频率不一样,有 2000Hz, 3000Hz, 5000Hz 几种。

其余,通过调度旗子暗记波的幅度,还可以实现变频器输出电压的“变压”。
如下图仿真所示。

下面是一个动态示意图。
可以看到,得到的调制波的宽度随首幅度的变革而变革。

这个事理就要从电压的有效值提及。

我们平时说的“220V”电压是正弦波电压的有效值,它的定义:把直流电和互换电分别通过两个相同的电阻器件,如果在互换电的一个周期韶光内它们产生的热量相等,那么就把此直流电的电压作为此互换电的有效值。

当我们旗子暗记幅值降落时,得到的调制旗子暗记的宽度就变窄,这样就降落了电压的有效值。

这个功能的有什么用途呢?

电机内流过的电流大小,与磁通量有关。
在加在电机上的电压一定的情形下,如果降落电机的转速,则电机的“磁通量”会增加直到“饱和”。
磁通量增加时,电机的电流也会增加,直至过流。
这阐明了我们不雅观察到的征象:如果电机的负载过大,电机带不动,只能在低速运转,韶光长了电机烧毁。
极度情形,想办法把电机轴固定,通电不久,电机就会烧毁。

这个磁通量与什么有关呢?它与电机上的电压成正比,与频率成反比。

变频器启动电机时,在最初时,频率低,为了防止过流烧电机,就要保持电机内的磁通量一定,就得降落加在电机上的电压。
这个降落电压的办法,便是通过降落旗子暗记波的幅值来实现的。

当系统哀求输出功率减少时,比如:办公大楼晚间的空调需求少,希望空调机组减少制冷量,采取变频机组的空调就可以通过降落变频器的输出频率来使得电机的转速降落,从而使得空调的制冷量降落。
这种工况是永劫光运行的,如果不降落电机上的电压,就会导致电机在永劫光的过流下事情,烧毁电机。
这个时候就要降落电机上的电压,或者说降落变频器的输出电压。
这个降落电压的办法,便是采取这个降落旗子暗记波幅度来实现。

在我们公司,这个调度电压的事情,是通过软件来实现。
把软件烧在一个存贮芯片上,安装在掌握板上。
掌握板读取存贮芯片内的内容后,实行软件程序。
这样,同一块主板,就可以用在不同的机型上。
不同的机型,要用不同的电压,便是烧不同的软件。
详细事理呢,我也不懂了;详细的软件算法,我不懂;详细的软件编写,参数的修正,我也不懂,我的印象中,都是老外送给我们软件。

其余,有的企业,产品销往天下各地,利用的电压规格也不一样,测试时,为了得到这种不同的电压,可以用传统的铁芯变压器实现调压,但也有的单位用变频器当变压器进行调压,这样,它能调的电压就很宽了,档数也多,适用范围很广。

我也是无意中知道这个“变频调压”实际运用的。

我们的客户,就采取这个变频调压的技能。
我们做的产品交给他测试时,如果碰着外国的产品,它的额定电压就不一样,这个时候就要调电压。
有一次,我们交出去的产品,在它的测试台测试时,发生了“相序保护器”烧毁的故障。

最初我们以为是相序保护器质量弗成。
就重新换了一个,上去一测试,立时就烧了。
我们就以为奇怪了,启动柜在家里测试合格,上面的接线什么的都是对的。
为什么到了客户的测试台上就烧相序保护器?连烧二个相序保护器就不正常了。

后来,客户测试主管想起来了:可能与他们的电源有关,他们用的是“变频电源”---- 利用“变频器”进行调压。
为什么“变频电源”就能烧“相序保护器”?后来找到相序保护器厂家,研究创造:供电电源里的“谐波”导致了相序保护器里的电路发热过大。
办理办法:重新设计“相序保护器”里面的电路。

当时我对变频器不懂,有了这一次的教训,我个人对“变频器变压”技能就有了心里阴影。

变频技能的涌现,是由于微电子行业发展的结果。
那些掌握电路的实现,有了集成芯片,体积就可以做得很少,可靠性也提高。

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