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415650032BUAK04R變頻器的工作過程是利用半導體器件的通斷作用將50Hz工頻電源交換為另一頻率的電能控制裝置。先把工頻交流電通過整流轉(zhuǎn)換成直流電，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源，用以供給電動機。變頻器的主電路大體可分為兩類：①將電壓源的直流變?yōu)榻涣鞯淖冾l器，其直流回路濾波是電容的，故稱作電壓型變頻器；②將電流源的直流變?yōu)榻涣鞯淖冾l器，其直流回路濾波是電感的，故稱作電流型變頻器。同時因為非同步電動機的轉(zhuǎn)矩是電機的磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過電流之間相互作用而產(chǎn)生的，對于額定頻率運轉(zhuǎn)的電機來說，如果電壓不變而只降低頻率，那么磁通就會過大，磁回路將飽和，嚴重時會燒毀電機，因此頻率與電壓要成同比例的改變，即改變頻率的同時要控制變頻器輸出電壓，使電動機的磁通保持一定，這種控制方法稱V／F模式。但是這種控制方式在低頻時，由于輸出電壓較低，轉(zhuǎn)矩受定子阻值影響，使輸出最大轉(zhuǎn)矩減少，控制曲線會隨負載的變化而變化，轉(zhuǎn)矩響應慢，低速時穩(wěn)定性較差，易出現(xiàn)死區(qū)效應，且電動機轉(zhuǎn)矩利用率不高，機械特性變軟，動態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性都無法滿足行車提升機構(gòu)電力拖動的要求，因此人們又研究出了一種矢量控制變頻調(diào)速器。
然后模仿直流電動機的控制方法，求得直流電流電動機的控制量，其實質(zhì)是將交流電動機等效為直流電動機，分別對速度，磁場兩個方面進行獨立控制。最后再經(jīng)過二相／三相變換后產(chǎn)生所需頻率和電壓的三相交流電，供給電機使用。
交流變頻調(diào)速是微電技術(shù)和強電技術(shù)的組合，既要處理巨大的電能轉(zhuǎn)換，又要處理信息的收集、交換和傳輸，因此必定要分成控制和功率轉(zhuǎn)換兩大部分，前者解決的是軟硬件控制問題，后者解決的是與電壓、電流有關的技術(shù)問題。一般典型應用如2所415650032BUAK04R矢量型變頻器應用示意由于電機轉(zhuǎn)速采用變頻控制方法，電機的勵磁磁通基本保持不變，在低頻情況下電機過載能力沒有明顯下降，很好地滿足了提升機構(gòu)對電動機低速性能的要求，達到的機械特性如3所示：電動機特性中M―電動機轉(zhuǎn)矩n―電動機轉(zhuǎn)速第一象限用于重物提升，提升電動機運行是有可能過渡到正向特性，第二象限是回饋制動（對普通變頻器而言為能耗制動）狀態(tài)的反向特性，第三象限用于空鉤或輕載強迫下降，第四象限則用與物體下降。
從以上特性可以看出：變頻調(diào)速時機械特性非常適合于起重機提升電機的速度調(diào)節(jié)，其內(nèi)部無論是采用有級調(diào)速還是無級調(diào)速，電源頻率的變化都是連續(xù)的，從一個穩(wěn)定頻率到另一個穩(wěn)定頻率，轉(zhuǎn)換時間都可以通過設置實現(xiàn)，因而可以使過渡過程變得平穩(wěn)，避免了傳統(tǒng)控制方式中在換檔時常帶有的沖擊。另外，無論電動機運行在哪條特性曲線上，特性硬度幾乎相同，這意味著不同重量的物體在同一特性上運行時，運行的速度幾乎相同，這給提升控制提供了可靠的方法。
使用變頻器調(diào)速后，使原三相異步交流電動機轉(zhuǎn)子繞組上可以不用串接電阻（可用鼠籠式電動機），改變了原凸輪控制開關在通斷電時容易產(chǎn)生電弧燒毀觸點的危害，減少維修量，同時也省去電阻能耗，實現(xiàn)了節(jié)能。在控制過程中，即使速度從零突然調(diào)到最大值，也不會發(fā)生沖擊，因為內(nèi)部頻率上升時間是事先設定的，不會出現(xiàn)事故。
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