看圖快速學(xué)變頻器

在嵌入式開發(fā)中，經(jīng)常會(huì)涉及到對(duì)電機(jī)的控制，目前交流電動(dòng)機(jī)的變頻控制應(yīng)用非常廣泛，所以我們來簡單看圖介紹下變頻器 (variable-frequency drive VFD) 假設(shè)各位已經(jīng)了解電機(jī)的原理。

VFD 變頻器簡介



框圖



變頻器(Variable-frequency Drive，VFD)是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等等。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。

VFD 系統(tǒng)圖

典型的變頻器系統(tǒng)圖如下所示. 主要包括，操作面板，VFD控制器，電機(jī)等部分



典型結(jié)構(gòu)圖

典型的結(jié)構(gòu)如下圖所示：主要包括控制平臺(tái)，測(cè)量電路，功率電路，保護(hù)電路等



這里的DSP,FPGA也可以是其他類型的微控制器，或者微處理器，不特指。

常見的變頻器有兩種類型電壓型



其中功率逆變部分多使用IGBT和IGCT等功率管。

典型算法

其中以西門子為代表的控制算法主要是基于坐標(biāo)變換，以ABB為代表的算法有興趣的猿友可以自行查找資料獲取，這里不在贅述

Clark 變化也就是我們經(jīng)常說的3-2變換



將兩相交流變換為直流，這樣簡化。

這里需要數(shù)學(xué)功底來推導(dǎo)，

矢量控制

許多芯片MCU，MPU廠商都給出了變頻矢量控制的框圖和算法庫，有興趣的可以研究研究，例如下圖為微芯科技(Microchip)給出的框圖



我們可以在Matlab上進(jìn)行仿真算法





關(guān)于VFD應(yīng)用節(jié)能的好處，相信不用多說，大家也會(huì)了解，完全不知的請(qǐng)自行百度谷歌惡補(bǔ)吧。