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变频器主回路构造
变频器是一种将固定频率的互换电转换为频率连续可调的互换电的一种电力电子设备。说说变频器是若何变频的?其内部构造按照功能可划分为整流部分,滤波部分和逆变部分。 如下图:
变频器主器件部分
一、整流部分
1)概述
我们常日把将互换变换为直流的过程称之为整流。变频器所采取的整流办法常日是三相全桥不可控整流,整流器件为将6颗整流二极管模块化封装的整流桥堆,俗称整流桥。整流桥的参数紧张便是额定电流值和耐压值。以TVFG/P9 4KW以下的机器所用的整流桥 MDS25E-16为例:25是指其额定电流值25A,16指的是其耐压为1600V。MDS是四菱公司的产品型号,MDS指的是该整流桥是三相全桥整流(六颗二极管),MDC指的是单相整流(2颗二极管封装)。
三相整流桥
2)整流桥的利用情形
1、QL12B-10 四引脚,正方型封装,紧张用在220V/2.2KW及其以下功率段机器上。2、MDS25E/16 五引脚,三相全桥整流器,25A,1600V,380V 4KW以下机器利用。
3、MDS35E/16 五引脚,三相全桥整流器,35A,1600V,380V 5.5KW-7.5KW机器利用。
4、MDS90/16 三相全桥整流器,90A,1600V,380V 11KW-22KW机器利用 。
5、MDS160/16 三相全桥整流器,160A,1600V,80V,30KW机器利用。
6、MDS200/16 三相全桥整流器,200A,1600V,380V 37-45KW机器利用。 7、MDC160/16 单相整流桥,160A,1600V,多个并联利用于55KW以上机器。
二、逆变部分
1)概述
将直流转换为互换的过程称之为逆变。当前低压变频器所采取的逆变器件大部分为IGBT。在通用变频器中利用的IGBT一样平常都是模块型构造,根据变频器的利用特点,在IGBT单管旁反并了一个续流二极管。常日IGBT模块有一单元,二单元,和六单元三种封装办法。根据变频器的电压等级的不同,又分 为1200V(用于380V电压等级)和600V(用于220V电压等级)两种不同的规格。其实物的示意图如下:
单管IGBT
简图
实物图
2单元封装的IGBT模块
事理图
22KW以上的机器全部采取的是二单元封装IGBT模块。从内部构造的示意图中可以看出,3该当接直流母线的正极,2接直流母线的负极,1为逆变模块的输出,连接变频器的输出端子U、V或者W。3、4、5构成了逆变的上桥桥臂,1、6、7构成了逆变的下桥桥臂。个中4和6是所对应的IGBT的G极,7和5是所对应的IGBT的E极。由于IGBT是在电力MOSFET工艺根本上所衍生的复合管,属于电压驱动的器件,以是打仗IGBT器件时要把稳防静电方法,并且要只管即便避免手触及IGBT模块的掌握极。
2)安装方法
在模块底部散热器的表面均匀地抹上一层导热膏,以锁紧模块的散热器固定螺丝而导热膏不溢出为佳。按照上图的数字标示的顺序将模块散热器对角螺孔的螺丝带上,等所需安装的螺丝全部带上之后再逐一锁紧,否则会造成模块的机器破坏。
安装方法 安装图
3)IGBT模块的命名规则
1.单管 单颗的IGBT是德国西门子旗下的INFINEON品牌:
2.EUPEC模块
规格型号
解释:1. GB为2单元封装 GD为6单元封装
2.DN2用于差异IGBT芯片的类型.类似的尾缀还有DLC,DLCK,DN2B
三、滤波部分
1)主电容
这里所说的主电容指的是并联在直流母线两端的电解电容,其在变频器内所起的浸染便是储能和滤波,可以缓冲由泵升电压带给整流器件和逆变器件的冲击。与其干系的紧张参数便是容值和耐压值。我们所采取的主电容的耐压值为400VDC。对付220V电压等级的变频器而言,我们将高于电网电压20%视为过电压,而此时折算到直流母线上的直流电压为:V=220V1.21.414=373.3V〈400V以是对付该电压等级的变频器耐压400V的电容已足以知足耐压标准。当容值不足可以采纳并联电容的方法以增大容值。同理,对付380V电压等级的变频器电容所要承受的电压为:V=3801.21.414=644.8V〉400V,所以为了知足耐压哀求就得采纳串接的办法;但是由于每个电容都有等效的内阻,而且该等效内阻的阻值差异较大,若电容直接串联则一定会带来电容两端的分压不平均导致内阻较大的电容两端所分担的电压过高,乃至高于其耐压值而破坏。为了避免该征象,每个串联的电容两端并接一个较大阻值的电阻以减小内阻差异带来的分压不均。该电阻称为均压电阻。这里要提一下的是同型号电容并联耐压值保持不便,但其容值随并联的电容的个数倍增;同型号电容串联,耐压值随所串接的电容的个数倍增,但其容值随之成倍递减。主电容是采取电解电容,常日电解电容是有极性的,电容并联时要把稳保持极性同等,串联时要把稳串接电容的极性正负相连。
电容标识图示 主电容
2)接管电容
这里所说的接管电容便是夹在模块P、N之间的无极性无感电容。其本色便是缓冲电路,紧张是根据电容两端的电压不能突变的事理用来掌握IGBT的关断浪涌电压和续流二极管规复浪涌电压,减少开关损耗。
根据变频器的电压等级的不同其选用的接管电容的耐压值也不同。一样平常380V变频器选用的接管电容的耐压为1200V,220V所选用的耐压值为600V,这与他们所对应的逆变模块的耐压值同等。接管电容的容值根据履历一样平常是每100A对应1UF。
接管电容的安装值得把稳一下,该当尽可能的使接管电容靠近模块,并且采纳适当的加固方法,避免由于震撼造成接管电容断脚,从而引发模块破坏。
接管电容
四、其他部件
1)霍尔传感器
霍尔传感器是利用霍尔效应事情的一种电流检测装置。当电流垂直于外磁场方向通过导体时,在垂直于电流和磁场的方向的导体两侧产生电势差的征象称为霍尔效应。我们可以大略的理解为当有电流流经霍尔传感器时,霍尔传感器输出一个正比于电流大小的仿照量(电压或者电流)。安装霍尔传感器时要保持霍尔的安装方向同等,否则会导致旗子暗记检测非常;还要把稳电源的极性,否则会导致霍尔器件的破坏。霍尔传感器的选用仅与被检测的电流大小有关系。
霍尔传感器
2)风机
由于模块的开关损耗会导致发热,而过高的环境温度会加速器件的老化,乃至会导致模块的破坏,以是变频器要采纳散热方法,而变频器最常采取的散热办法便是强制风冷即在散热器上加装风机加速热空气流利而到达加强散热浸染。我们的小功率的机器所采取直流风机散热,分别是6025/24V和8025/24V两种风机。6025指的是风机的长和宽是60㎜,厚度为25㎜,同样8025指的是风机的长和宽是80㎜,厚度为25㎜。中大功率的散热风机是单相220V互换风机.由于热空气是向上流利的以是风机的安装方向要担保空气是向上流利的,这一点在装置的过程中值得把稳一下。
3)压敏电阻
压敏电阻是一种对电压敏感的非线性过电压保护元器件,在一定电压电流范围内电阻阻值随电压而改变:当压敏电阻两端所加电压低于标称的额定电压时,电阻阻值靠近无穷大,内部险些无电流流过;当压敏电阻两端的电压略高于额定电压时 ,压敏电阻将被迅速击穿导通呈低阻状态,事情电流也急剧增大,当电流低于标称的额定电压时,压敏电阻又规复为高阻状态。当压敏电阻两端电压超过其限定电压时,压敏电阻将被完备击穿破坏,无法自行规复。
压敏电阻
4)温度开关和温度电阻
为了防止过高的温度导致变频器的主器件的破坏,常日要采取一些检测温度的器件来检测散热器表面的温度,当其温度超过所许可的范围则报“过热”故障停机。我们所采取检测温度的器件是NTC温度电阻,常温下阻值为5K旁边,其阻值会随模块散热器的温度而做线性改变。根据当前的阻值可换算出当前的温度值。而温度开关的事情事理是利用其内部的双金属片的材质的比热特性,即在相同的温度环境下,两种不同的金属的所产生的形变不一样导致双金属片波折,使接点的逻辑状态发生改变,常开的触点闭合,常闭的触头断开。变频器根据其动作导致触点的通断状态的改变而报出相对应的故障。变频器所采取的温度开关的动作温度一样平常是在85℃旁边。
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