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潮州单相变频电源核心工作原理(1分钟了解)

发布时间: 作者: 电源硬件工程师 分类:电源技术知识库

潮州单相变频电源核心工作原理(1分钟了解)可以把设备的功能归纳成一句话:将单相交流电先变为直流,再将直流变为频率可调、电压可调的单相交流电。变频电源内部电路由输入整流、直流母线滤波、PWM逆变、输出滤波和主控单元组成。

一、输入整流环节

输入端接入220V单相市电。整流器采用不可控全桥整流模块。四个二极管构成整流桥。市电正半周时二极管D1、D4导通。负半周时D2、D3导通。负载电流始终从正极流出。整流桥输出的电压是脉动的直流,每周期有两次波峰。山东运电气有限公司生产的单相变频电源使用高压整流桥,反向耐压大于1000V。整流桥的电流裕量按额定输出功率的1.5倍选择。

二、直流母线滤波

整流后的直流电压波动很大。母线电容组起到平滑作用。电容组采用多个电解电容并联。电容的等效串联电阻小,能吸收高频纹波。在输入电压过零时,电容向负载释放能量。这样直流母线电压基本稳定在310V左右。电容容量越大,母线电压越稳定。但容量过大会增加上电冲击电流。山东运电气有限公司的设备在母线上配置预充电阻电路,上电时限制充电电流。预充完成后继电器短接电阻。

三、逆变桥结构

逆变部分为单相全桥电路。四个IGBT开关管组成两对桥臂。桥臂中点连接输出滤波电感和负载。IGBT栅极接收来自驱动板的脉冲信号。不一样的开关管的导通顺序决定输出电流方向。正常工作时对角线上的两个开关管同时导通。桥臂的上下管不允许同时导通。驱动板设有死区时间。死区时间在1微秒到5微秒之间。死区时间防止上下管直通损坏。

四、PWM脉冲形成

控制板生成正弦调制波和三角载波。调制波频率就是输出频率。载波频率固定为16kHz。比较器把两个波形进行比较。当调制波高于载波时输出高电平。否则输出低电平。这样产生的PWM脉冲宽度按正弦规律变化。输出端经过滤波后得到正弦波电压。改变调制波频率,输出电压频率随之改变。改变调制波幅值,PWM脉冲宽度整体变化,输出电压幅值也改变。

五、输出电压闭环控制

输出端安装电压采样电阻。采样信号经过隔离放大器送到控制板。控制板内部将采样值与用户设定值比较。误差值经过PID算法计算。PID输出量调整调制波幅值。当负载增加导致输出电压下降时,PID增大占空比。当电网电压升高时,PID减小占空比。系统反应时间在几十毫秒内完成。负载调整率可以做到小于2%。

六、保护功能实现

过流保护利用输出电流互感器取样。电流信号与设定阈值进行比较。当输出电流超过额定值的120%时,保护电路立即封锁IGBT驱动信号。封锁时间小于10微秒。过压保护监测直流母线和输出交流母线。电压高于阈值时同时拉低调制波。过热保护使用常闭温度开关。温度开关安装在散热片上。动作温度设定为80摄氏度。设备前面板显示故障代码。故障恢复需要手动复位。

七、输出LC滤波器

PWM脉冲电压经过LC滤波器后变成平滑正弦波。滤波电感串联在主回路中。滤波电容并联在输出端。电感量由额定电流和截止频率决定。截止频率一般取输出最高基波频率的5倍以下。对于最高频率500Hz的设备,截止频率取800Hz到1200Hz。电容容量按无功电流小于额定电流的10%选取。这样既保证滤波效果,又避免电容电流过大。

八、产品技术参数表

参数名称参数值
额定容量1kVA-30kVA
输入电压220VAC±15%
输出电压0-300VAC连续可调
输出频率40-500Hz可设置
频率稳定度±0.1%
波形失真率小于3%
整机效率大于90%
保护类型过流、过压、过热、短路

九、潮州现场应用情况

潮州地区的日用陶瓷生产设备使用单相变频电源作为电机调速电源。包装机械上的送料电机要求启动转矩大。变频电源的V/F曲线低频输出时补偿电压,保证转矩输出。山东运电气有限公司的单相变频电源在潮州多个工厂实际运行。设备防护等级达到IP20。适合安装于干燥的电控柜内。产品经过满载老化测试。测试时间不低于72小时。

十、价格询价流程

单相变频电源的价格取决于容量、输出电压范围、是否带隔离变压器。不一样的配置的价格差异明显。实际报价需要根据用户需求进行核算。请查看网页上的联系电话,直接与山东运电气有限公司沟通。技术人员会根据负载类型推荐合适规格。价格以正式报价单为准。

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电源硬件工程师

丰富的电力电子电源硬件工作经验,熟练 DC‑DC、DC‑AC、AC‑AC 功率变换电路设计,负责原理图设计、器件选型、变压器电感等磁性元件计算设计、PCB布局布线 1、专注电力电子电源硬件开发,熟悉逆变、稳频稳压、电池均衡硬件电路 2、精通功率拓扑、磁性器件设计、PCB、热设计、EMC 电磁兼容 3、独立完成原理图、BOM、PCB、样机调试、故障排查与整改 4、参与电源产品测试验证、认证、样机转量产工作 5、擅长处理大电流、高压功率电源硬件实际工程问题

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