变频器的能量转换方式

发布时间:2024-05-23  

由变频驱动的电机,电机是不能直接从电源侧获取能量的,变频器不同于开关、接触器,一旦接通,电机就能从工频下启动并运行,变频器由整流、滤波、逆变环节,它的能量转化方式与工频状况是截然不同的。


电机属于感性负载,可以用R、L等效,电压会超前电流一定角度θ,反映在能量转换上,是电能与磁能的交换,反映在功率上,是有功功率与无功功率的体现,有共功率是消耗电能,无功功率是电机的磁场能反馈至电源。


反映在波形上,以一个周期说明情况,由于θ角的存在,电流要滞后电压一个θ角,也就是说,电压波形从0开始,电流则要滞后一个θ角,此时,电压与电流反向,电机的磁能向电源侧反馈,反映出来的是无功功率。

当越过了θ角,就来到了电压与电流同相的位置,此时,电机则要消耗电能,转化为机械能。随后,就会再次来到电压与电流反向的位置,向电源反馈磁能,周而复始,不断循环。

以上就是电机消耗电能,并向电源反馈磁能的整个过程。

在变频器的主回路当中,由于IGBT是单相导通的,也就是说,电机可以通过变频器向电源索要电能,但电机的磁能却不能反馈至电源,这是万万不能的。所以,为了给磁能提供一个反馈通路,要在每只IGBT上并联一个二极管,这六只二极管是反并的,也起到续流的作用,这在之前篇幅当中提及过。

开篇就说,变频器不同于开关、接触器,可以从电源直接获取能量,由于变频器的隔离,电机的磁能并不能直接反馈至电源,只能和滤波回路中的电容进行能量交换。

还是以波形来说明问题,θ角依然是存在的,以一个周期为例,开始阶段,电压超前电流θ角,电压与电流反向,磁场做功,电流通过反并二极管反馈至直流回路,给电容充电。

当越过了θ角,电压与电流同相,电容放电向电动机做功,依然是周而复始,不断循环。

所以,带变频器的电机,电机的磁能是与电容不断做能量交换的,而不是与电源直接进行能量交换。

本篇就到此,就说明一下变频器的能量转换过程,或许对于经常接触变频设备的人而言不算个啥,属于常识性的问题,但还是感觉有必要说一下。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
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