工频逆变器机壳



AC/DC开关电源简介

AC/DC开关电源简介

AC/DC开关电源是电源供应器的一种，它利用现代电力电子技术，通过控制开关管的开通和关断时间比率，来维持稳定的输出电压。这种电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET等元件构成。

一、工作原理

AC/DC开关电源的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：

整流滤波：首先，通过整流桥和滤波电容将输入的交流电压（AC）转换成直流电压（DC），但此时的直流电压含有较大的脉动成分。

高频变换：接着，利用高频开关管（如MOSFET）将直流电压转换成高频交流电压。这个高频交流电压的频率远高于输入的工频（50Hz或60Hz），通常在几十kHz到几百kHz之间。

高频整流滤波：高频交流电压经过高频整流二极管和滤波电容后，再次转换成直流电压。由于开关频率高，滤波电容的容量可以相对较小，从而减小了电源的体积和重量。

稳压控制：最后，通过PWM控制IC对开关管的开通和关断时间进行精确控制，以维持输出电压的稳定。

二、与线性电源的区别

与AC/DC线性电源相比，开关电源具有显著的优势：

效率高：开关电源的效率通常在80%以上，远高于线性电源的50%左右。这是因为开关电源在转换过程中，大部分能量都被有效地传递到了输出端，而线性电源则会有大量的能量以热能的形式散失。

体积小、重量轻：由于开关电源的工作频率高，滤波电容和变压器的体积可以大大减小，从而使得整个电源的体积和重量都大大降低。

性能稳定：开关电源的稳压性能较好，输出电压的波动范围较小，适用于对电压稳定性要求较高的场合。

易于实现模块化：开关电源的结构相对简单，易于实现模块化设计，从而方便用户根据需要进行组合和扩展。

三、典型应用

AC/DC开关电源在各个领域都有广泛的应用，包括但不限于：

通信设备：如手机充电器、路由器电源等。计算机及外设：如台式机电源、笔记本电脑适配器等。工业自动化：如PLC电源、变频器电源等。新能源：如电动汽车充电桩、太阳能逆变器等。

在这些应用中，AC/DC开关电源都发挥了重要的作用，为设备提供了稳定可靠的直流电源。

四、选型指南

在选择AC/DC开关电源时，需要考虑以下几个因素：

输入电压范围：确保所选电源的输入电压范围与实际应用中的输入电压相匹配。

输出电压和电流：根据设备的实际需求选择合适的输出电压和电流。

效率与功耗：选择高效率的电源以降低功耗和发热量。

封装形式：根据实际应用场景选择合适的封装形式，如板装、插装等。

认证与标准：确保所选电源符合相关的认证标准和安全规范。

综上所述，AC/DC开关电源是一种高效、稳定、可靠的电源供应器，广泛应用于各个领域。在选择时，需要根据实际需求进行综合考虑，以确保所选电源能够满足设备的要求并具有良好的性能表现。

以上展示了AC/DC开关电源的一种典型机壳形式，供读者参考。

变频器中载波频率如何选择

变频器载波频率值的正确选择

1

低压变频器概述

对电压≤500V的变频器，当今几乎都采用交—直—交的主电路，其控制方式亦选用正弦脉宽调制即SPWM,它的载波频率是可调的，一般从1-15kHz，可方便地进行人为选用。但在实际使用中不少用户只是按照变频器制造单位原有的设定值，并没有根据现场的实际情况进行调整，因而造成因载波频率值选择不当，而影响正确，感觉的有效工作状态，因此在变频器使用过程中如何来正确选择变频器的载波频率值亦是重要的事。本文就此提供应该从以下诸方面来考虑，并正确选择载波频率值的依据。2

载波频率与功率损耗

功率模块IGBT的功率损耗与载波频率有关，且随载波频率的提高、功率损耗增大，这样一则使效率下降，二则是功率模块发热增加，对运行是不利的，当然变频器的工作电压越高，影响功率损耗亦加大。对不同电压、功率的变频器随着载波频率的加大、功率损耗具体变化，可见图1A-E所示。3

载波频率与环境温度

当变频器在使用时载波频率要求较高，而且环境温度亦较高的情况下，对功率模块是非常不利的，这时对不同功率的变频器随着使用的载波频率的高低及环境温度的大小，对变频器的允许恒输出电流要适当的降低，以确保功率模块IGBT安全、可靠、长期地运行。可参见表1及图2A-D所示。4

载波频率与电动机功率

电动机功率大的，相对选用载波频率要低些，目的是减少干扰(对其它设备使用的影响)，一般都遵守这个原则，但不同制造厂具体值亦不同的。

例，日本有下列关系供参考

载波频率

15kHz

10kHz

5kHz

电动机频率

≤30kW

37-100kW

185-300kW

例，芬兰VACON

载波频率

1-16kHz

1-6kHz

电动机功率

≤90kW

110-1500kW

例，深圳安圣(原华为)

载波频率

6kHz

3kHz

1kHz

电动机功率

5.5-22kW

30-55kW

75-200kW

例，成都佳灵公司JP6C-T9系列

载波频率

2-6kHz

2-4kHz

电动机功率

0.75-55kW

75-630kW

5

载波频率与变频器的二次出线(U，V，W)长度

载波频率

15kHz

10kHz

5kHz

1kHz

线路长度

<50M

>50-100M

>100-150M

>150-200M

6

载波频率对变频器输出二次电流的波形

众所周知变频器的逆变(DC/AC变换)部分是由IGBT通过正弦脉宽调制SPWM后,产生呈正弦波的电流波形,那么载波频率的大小、直接影响电流波形的好坏程度,以及干扰的大小,而且载波频率的大小是较为敏感和直接的,所以在运行过程中首先要正确选择载波频率值的大小后,然后再考虑附加各种抑制谐波装置,例AC电抗器、DC电抗器、滤波器、另序电抗器，及安装布线、接地等措施，这样处理是较合理的、更有效的，切不可本未倒置来处理问题，这是很重要的原则。当载波频率高时，电流波形正弦性好，而且平滑。这样谐波就小，干扰就小，反之就差，当载波频率过低时，电机有效转矩减小，损耗加大，温度增高的缺点，反之载波频率过高时，变频器自身损耗加大，IGBT温度上升，同时输出电压的变化率dv/dt增大，对电动机绝缘影响较大。具体例如表2。7

载波频率对电动机的噪音

电动机的噪音来自通风躁音、电磁噪音、机械噪音三个方面，对通风和机械噪音在此估且不谈，只就使用变频器后对电磁噪音问题作下分析。

变频器的输出电压、电流中含有一定分量的高次谐波，使电动机气隙的高次谐波磁通增加，所以噪声变大。其特征为:

(1)由于变频器输出的较低的高次谐波分量与转子固有频率的谐振，使转子固有频率附近的噪音增大。

(2)由于变频器输出的高次谐波使铁心、机壳、轴承座等的谐振，在固有频率附近的噪音增大。

(3)噪音与载波频率大小有直接关系，当载波频率高时相对噪音就小。

(4)经测试得到当电动机在变频运行时，比在工频50Hz运行时，噪声只大2dB可见影响不很大，其绝对值约在70dB附近。

(5)采用变频电动机能降低相同运行参数时的噪音6-10dB。8

载波频率与电动机的振动

电动机的振动原因可分为电磁与机械两种，这里估且不谈机械原因，只就电磁原因作下分析:

(1)

由于较低次的高次谐波分量与转子的谐振，其固有频率附近的振动分量增加。

(2)

由于高次谐波产生脉动转矩的影响发生振动。

(3)

当采用变频器后在相同50Hz频率下工作时振动略大，尤其当工作频率20Hz时振动将增至全振幅为7um，工作频率80Hz-120Hz全振幅将增为6um，且电动机极数小的较极数大的略为严重。

(4)

可采用输出AC电抗器减振动。

(5)

将v/f给定小些。

(6)

采用变频电动机可降低振动。

(7)

对高速磨床等可采用低噪声、低振动的专用电动机。9

载波频率与电动机的发热

由于逆变器采用正弦脉宽调制后其电流输出波形是近似正弦波，谐波分量见图3，必定有一定分量的各次的高次谐波产生，以及波形不够光滑有毛刺出现，庶必造成输出电流的增加可达10%，而发热与电流I2成正比，因此在相同工作频率相同负荷下，使用变频器后电动机的温升略高些，为尽可能减少这部分损耗，要尽可能使载波频率值大些，对运行有利，或选用变频电动机，具体解决办法是:

(1)

尽可能选用较高载波频率，以改善输出电流波形。

(2)

加装输入、输出AC电抗器或有源滤波器等。

(3)

选用变频电动机。

(4)

变频器的工作频率要低于20Hz，而生产设备就要低速，而且有较大的负荷运行时，

(下转34页)(上接50页)电动机输出轴后再加装一级减速器，以利工作频率(变频器)提高，且增大输出转矩，以利统一解决负荷的要求、变频器的许可，以及电动机的振动、噪音、发热、工作频率、载波频率几方面统筹的合理解决。10

载波频率与变频器输入三相电流的不平衡度

变频器的输入部分是6脉冲三相桥式二极管整流电路即AC/DC变换，由于二极管是非线性元件，在实际装配时，每个元件的内阻抗不会一致，造成三相不匹配，又因输入电流是非正弦性，这样就造成输入变频器的三相电流的不平衡产生原因，尤其当输入电压就存在较大的不平衡，例:有3-5%的差值，这样三相输入电流最大可能出现有10-20%的差别，这是经常有可能出现的，为改善输入电流三相的不平衡度，尽可能减少起见，通常采用以下方法:

(1)

改善电网品质使它不平衡度尽可能小些。

(2)

选用高档次优质品牌的变频器。

(3)

尽可能提高载波频率值。

(4)

调换R、S、T三相的相序(变频器输入电压相位不需理相)

(5)

选用变频电动机

通过以上方法使三相不平衡度尽可能减小为原则，要绝对平衡难以做到的。但变频器输出三相电流基本是平衡的，这里还要注意的测量变频器的输入或输出电压、电流时，最好选用一只，只反映基波(50Hz)的带有滤波的电压、电流表、钳形电流表万能或表为宜，否则测量值比实际值出现偏大的现象，这点亦要注意的。

变频器的原理构造

变频器的原理构造如下：

原理：变频器是利用电力半导体器件的通断作用，将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。其主要采用交—直—交方式，先将工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再将直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。

构造： 整流模块与整流桥：负责将输入的工频交流电源转换为直流电源。 逆变模块：通常由IGBT三相桥式逆变器组成，将直流电源转换为频率、电压可调的交流电源。 中间直流环节：包括滤波、直流储能和缓冲无功功率的组件，如电解电容器等。 控制板、驱动板、主回路板、电源板等：这些板卡负责变频器的控制、驱动、保护和电源管理等功能。 其他内部组件：如分线板、制动电阻、电阻器、继电器、接触器、快速熔断器、电流传感器、散热风机、散热器、充电电阻、光耦、温控开关、电源厚膜组件、频率厚膜组件、缺相厚膜组件、快速三极管等，这些组件共同支持变频器的正常运行和保护。

此外，变频器还有一些外部部件，如制动单元、输入电抗器、输出电抗器、直流电抗器、标准键盘、远控键盘、远控电源、远控电缆、自动控制专用接口板、RS232/RS485总线适配器、通信电缆以及机壳、机箱、机柜等，这些部件用于扩展变频器的功能和保护变频器的安全运行。同时，变频器说明书也是用户了解和操作变频器的重要资料。

艾米尔变频器p0ff为什么？

变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。[1]

变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。[2]

中文名

变频器

外文名

Variable-frequency Drive、AC Drive

简称

VFD

类别

电机控制设备

应用

变频技术与微电子技术

快速

导航

变频器组成

功能作用

分类

给定方式

控制方式

变频器的选用

发展方向

发展历程

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。[3]

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。1968年以丹佛斯为代表的高技术企业开始批量化生产变频器，开启了变频器工业化的新时代。[3]

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。[3]

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。不过美国和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。[3]

步入21世纪后，国产变频器逐步崛起，现已逐渐抢占高端市场。上海和深圳成为国产变频器发展的前沿阵地，涌现出了像汇川变频器、英威腾变频器、安邦信变频器、欧瑞变频器等一批知名国产变频器。其中安邦信变频器成立于1998年，是我国最早生产变频器的厂家之一。十几年来，安邦信人以浑厚的文化底蕴作基石，支撑着成长，企业较早通过TUV机构ISO9000质量体系认证，被授予“国家级高新技术企业”， 多年被评为 “中国变频器用户满意十大国内品牌”。[3]

变频器组成

主电路

主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器“。[4]

共5张

变频功率分析仪

整流器

大量使用的是二极管的变流器，它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以进行再生运转。[4]

平波回路

在整流器整流后的直流电压中，含有电源6倍频率的脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动，采用电感和电容吸收脉动电压（电流）。装置容量小时，如果电源和主电路构成器件有余量，可以省去电感采用简单的平波回路。[4]

逆变器

同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。以电压型pwm逆变器为例示出开关时间和电压波形。[4]

控制电路是给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制信号的回路，它有频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”，将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”

湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467