VSI馈电感应电机驱动

定义:电压源逆变器是指从直流电源中获得可变频率的逆变器。电压源逆变器的输入电压保持不变,其输出电压与负载无关。负载电流的大小取决于负载阻抗的性质。

下图显示了一个使用晶体管的电压源逆变器。

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电压源逆变器采用MOSFET、IGBT、GTO等自整流器件。它是作为一个步进波逆变器或脉冲宽度调制。当电压源逆变器作为步进波逆变器工作时,晶体管按其个数的顺序切换,时间差为T/6。

每个晶体管都保持在T/2的时间内,其中T是一个周期的周期。线路电压波形如下图所示。逆变器的频率随T的变化而变化,逆变器的输出电压随直流输入电压的变化而变化。

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当电源为直流时,通过在直流电源和逆变器之间连接斩波器获得可变直流输入。

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当电源为交流时,通过连接交流电源和逆变器之间的控制整流器获得直流输入电压,如下图所示。电容C过滤掉直流环节电压中的谐波。

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VSI感应电动机驱动的主要缺点是输出电压的低频谐波大。谐波增加了电动机的损耗,造成转子在低速时的急动。

VSI感应电机驱动制动

动态制动:在动态制动中,与制动电阻R串联的开关SW和自换相开关跨直流环节连接。当电动机的操作从电动机转到制动开关时,SW被打开。流过直流环节的能量向电容器充电,电压随之上升。

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当电压越过设定值时,开关S关闭,将电阻连接到链路上。储存在电容器中的能量流入电阻,降低直流链路电压。当它降到其名义值时,S被打开。因此开关的合闸和开闸取决于直流环节的电压,所产生的能量在电阻中耗散,从而产生动态制动。

再生制动:让我们考虑逆变器驱动的脉宽调制的再生制动。当操作由电机转向制动时,直流环节电流Id反向并流入直流电源,将能量供给电源。因此,驱动已经具有再生制动能力。

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在再生制动中,直流环节的电源必须转换为交流电源。当操作由电机转向制动时,直流环节电流Id相反,但Vd保持同一方向。因此,对于再生制动,需要一个变换器将直流电压和直流电流双向转换。

四象限运行

制动能力得到驱动的四象限操作。变频器频率的降低使得同步速度小于电机速度。因此,电机的工作从象限1(前向电机)转移到象限2(前向制动)。

变频器的频率和电压随着速度的下降而逐渐降低,使机器从零速度刹车。通过交换晶闸管的触发脉冲,使输出电压的相序颠倒。因此,电机的工作从第二象限转移到第三象限(反向电机)。提高逆变器的频率和电压,以获得所需的速度反向。

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