看图快速学变频器

在嵌入式开发中,经常会涉及到对电机的控制,目前交流电动机的变频控制应用非常广泛,所以我们来简单看图介绍下变频器 (variable-frequency drive VFD) 假设各位已经了解电机的原理。

VFD 变频器简介

框图

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。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。

VFD 系统图

典型的变频器系统图如下所示. 主要包括,操作面板,VFD控制器,电机等部分

典型结构

典型的结构如下图所示:主要包括控制平台,测量电路,功率电路,保护电路等

这里的DSP, FPGA也可以是其他类型的微控制器,或者微处理器,不特指。

常见的变频器有两种类型电压型

电流型

其中功率逆变部分多使用IGBT和IGCT等功率管。

典型算法

其中以西门子为代表的控制算法主要是基于坐标变换,以ABB为代表的算法有兴趣的猿友可以自行查找资料获取,这里不在赘述

Clark 变化也就是我们经常说的3-2变换

将三相交流转换为两相

Park变换,

将两相交流变换为直流,这样简化。

这里需要数学功底来推导,

矢量控制

许多芯片MCU,MPU厂商都给出了变频矢量控制的框图和算法库,有兴趣的可以研究研究,例如下图为微芯科技(Microchip)给出的框图

我们可以在Matlab上进行仿真算法

关于VFD应用节能的好处,相信不用多说,大家也会了解,完全不知的请自行百度谷歌恶补吧。

本文部分图片来自网络,图片版权归原作者。

原文发布于微信公众号 - 嵌入式程序猿(InterruptISR)

原文发表时间:2016-04-07

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