電子發(fā)燒友網(wǎng)訊：你可以把電子電動(dòng)機(jī)的世界劃分為兩個(gè)不同的類別——直流和交流，它們控制著速度、轉(zhuǎn)矩、方向和產(chǎn)生一定馬力。一個(gè)AC變頻電機(jī)控制AC感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，和相應(yīng)的DC變頻電機(jī)一樣，控制速度，轉(zhuǎn)矩和馬力。通常情況下一個(gè)DC變頻電機(jī)就控制一個(gè)并聯(lián)的場(chǎng)電路和動(dòng)鐵芯分開的直流電動(dòng)機(jī)。這會(huì)掀翻施耐德電氣的Altivar12變頻器對(duì)這類變頻器的關(guān)鍵性能的詳細(xì)定義。

風(fēng)扇、排風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和水泵等轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備消耗掉超過三分之一的美國(guó)自產(chǎn)電能。這些設(shè)備或許應(yīng)用變頻器技術(shù)，通過這些技術(shù)，電動(dòng)速度自調(diào)整以適應(yīng)負(fù)載要求，在提高生產(chǎn)率和降低能耗方面有明顯功用。例如，調(diào)低風(fēng)扇和水泵15%到20%的速度可以使其軸功率降低30%。

適當(dāng)?shù)淖冾l器應(yīng)用是可承擔(dān)的、可信賴的和靈活的。它能夠通過減少電能消耗而節(jié)省開支。電動(dòng)變頻器透過脈沖寬度調(diào)制來改變感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電壓和頻率。這些變頻器利用絕緣柵門極晶體管將固定頻率的ac電源電壓改變?yōu)榭烧{(diào)頻率、可調(diào)電壓的ac電源為馬達(dá)供電，同時(shí)也可在10%到200%間調(diào)整感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的速度，甚至可以在更大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。這些變頻器同樣能夠調(diào)整與輸出頻率相對(duì)稱的輸出電壓以提供一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定比率的電壓、頻率比，這樣的話可以產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)矩。

Altivar12手冊(cè)建議你移除B型和C型支架入口保護(hù)的通氣孔蓋，因?yàn)镮P20的保護(hù)是足夠的，但我們要將其保留在A類型支架的外殼上（圖一）。ANSI/IEC 60529-2004將這些描述為外圍設(shè)備提供的防護(hù)等級(jí)。這是一個(gè)把防護(hù)等級(jí)分類的系統(tǒng)，專為那些進(jìn)入危險(xiǎn)部分工作操作者和對(duì)那些會(huì)被固體外物和水破壞的設(shè)備而準(zhǔn)備的。A型支架在通氣孔蓋放在適當(dāng)位置的前提下，允許每邊多于50mm的可用空間，B類型支架允許不帶通氣孔蓋的變頻器的并排安裝（參考一）。C類型支架除了拿去了通氣孔蓋以外，其他和A類型的基本一致。

第一步是將AC供電電壓通過整流電流裝換為DC供電。DC電源包含經(jīng)濾波電容處理過的脈動(dòng)電壓（圖2）。這個(gè)DC電壓然后就會(huì)被轉(zhuǎn)回AC電壓，這一般是通過脈沖寬度調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)（圖三）。輸出電壓以一個(gè)較高的頻率開關(guān)，持續(xù)一段時(shí)間，或者脈沖寬帶等方式控制適當(dāng)使其接近于一個(gè)正弦波形。

Altivar12系列用英飛凌的FR30R06W1E3的絕緣柵門極晶體管模塊和一個(gè)精密設(shè)計(jì)的散熱片裝配在其上面。英飛凌的FR30R06W1E3 IGBT模塊使用Al2O3基底，這可以為這個(gè)案子提供一個(gè)低熱敏電阻，這東西對(duì)于系統(tǒng)的可靠性和長(zhǎng)期的性能來說是非常關(guān)鍵的。英飛凌的這個(gè)模塊同樣有一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)的人民電阻在板上，用于監(jiān)視散熱板的溫度和簡(jiǎn)單的個(gè)人信息管理模塊（圖4.5.6）。

IGBT裝配的集成三項(xiàng)們驅(qū)動(dòng)是英飛凌的6ED003L06，這芯片用的薄膜絕緣晶體技術(shù)使六路IGBT橋輸出對(duì)像-50V的負(fù)瞬間電壓毫無反應(yīng)（圖7）。

電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用要求橋式逆變的和電力與電氣電流感應(yīng)的IGBT門驅(qū)動(dòng)電隔離。在這個(gè)案子里面，絕緣硅基底完全與電路隔離。高電壓預(yù)充電電路通過降低輸入電源電壓的dV/dT來減小來自電源的峰值電流，就此來執(zhí)行一個(gè)新的預(yù)充電模式。

在預(yù)充電模式的情形下，你必須切斷配電系統(tǒng)上的有感負(fù)荷。在預(yù)充電期間，系統(tǒng)電壓上升很慢并且可以控制，使電流上升絕不會(huì)超過允許的最大值。當(dāng)電路電壓接近穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)候，預(yù)充電就完成了。預(yù)充電電路存在就是使電路電壓是工作電壓的90%或95%的時(shí)候，終止預(yù)充電模式。

預(yù)充電完成之后，預(yù)充電電阻從電源供電電流模式恢復(fù)到正常模式下的低阻抗電源。高壓負(fù)荷跟著就會(huì)商店。這步會(huì)使那些電容器避免超容。當(dāng)你將DC電源應(yīng)用到電容器上，電容立刻做出漏電的反應(yīng)，這樣會(huì)導(dǎo)致從電源輸出大浪涌電流（圖8）。

有一個(gè)微處理器通過監(jiān)測(cè)輸入電壓、轉(zhuǎn)速定點(diǎn)、直流電壓、輸出電壓和電流去控制進(jìn)程，以這種方式保證變頻器在設(shè)定的參數(shù)下工作。Altivar12的設(shè)計(jì)師用32位RISC 的瑞薩R5F71253VD50 SuperH設(shè)備，這個(gè)整合了會(huì)產(chǎn)生時(shí)滯和12位ADC轉(zhuǎn)換控制的三相PWM波形的計(jì)時(shí)單元（圖9）。

這些變頻器用Modbus串口去連接外圍軟件，Modbus工業(yè)網(wǎng)絡(luò)或者遙控顯示（圖10），瑞薩的這個(gè)16位R5F3640微處理器處理顯示功能和翻譯電動(dòng)和驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)使信息能夠顯示。電位計(jì)則連接到前板的輕推轉(zhuǎn)盤，這使其像一個(gè)本機(jī)模式導(dǎo)向的電位計(jì)，能夠在順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的的情況下選擇和摁下確認(rèn)。這種對(duì)功能設(shè)計(jì)節(jié)省空間和花費(fèi)。歐姆龍的G5RL繼電器在班上提供一個(gè)遠(yuǎn)距離指示的變頻器數(shù)據(jù)。

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