ข่าว

ตั้งแต่การมาถึงของมอเตอร์อัตโนมัติอินดักชั่น การทํางานของอินเวอร์เตอร์มีอยู่ในรูปแบบของอัลเตอร์เนเตอร์ เปลี่ยนความเร็วของเครื่องกําเนิดและเปลี่ยนความถี่การออกของมันก่อนการมาถึงของทรานซิสเตอร์ความเร็วสูง, นี่คือหนึ่งในวิธีหลักในการเปลี่ยนความเร็วของมอเตอร์ แต่เพราะความเร็วของเครื่องกําเนิดลดความถี่ออกแทนความแรงดัน, การเปลี่ยนแปลงความถี่มีจํากัด

ลองดูส่วนประกอบของอินเวอร์เตอร์ และดูว่ามันทํางานร่วมกันอย่างไร เพื่อเปลี่ยนความถี่และความเร็วของมอเตอร์

01 องค์ประกอบของอินเวอร์เตอร์ - เครื่องปรับ

เนื่องจากมันยากที่จะเปลี่ยนความถี่ของคลื่นไซน์ AC ในโหมด AC งานแรกของเครื่องปรับเปลี่ยนคือการแปลงรูปคลื่นเป็น DC เพื่อทําให้มันดูเหมือน AC การทํางาน DC ค่อนข้างง่ายส่วนประกอบแรกของเครื่องแปลงความถี่ทั้งหมดคืออุปกรณ์ที่เรียกว่า เครื่องปรับความถี่ หรือเครื่องแปลงตามภาพด้านล่าง:

วงจรปรับตรงเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าสลับเป็นกระแสไฟฟ้าแบบตรง และทํางานในแบบที่คล้ายกับเครื่องชาร์จแบตเตอรี่หรือเครื่องปั่นวงโคมันใช้สะพานไดโอเดส เพื่อจํากัดคลื่นไซน์ AC ให้เคลื่อนไหวไปในทิศทางเดียวผลก็คือ รูปแบบคลื่น AC ที่ถูกแก้ไขได้อย่างสมบูรณ์แบบถูกตีความโดยวงจร DC เป็นรูปแบบคลื่น DC ท้องถิ่นอินเวอร์เตอร์สามเฟส ใช้สามเฟสการเข้า AC ที่แยกแยกกันและแปลงมันเป็นผลิต DC เดี่ยว.

อินเวอร์เตอร์สามเฟสส่วนใหญ่ยังสามารถรับพลังงานแบบหนึ่งเฟส (230V หรือ 460V) ได้ แต่เนื่องจากมีแค่สองสาขาเข้าความแรงผลิตของอินเวอร์เตอร์ (HP) ต้องถูกลดลง เพราะกระแสไฟฟ้าแบบ DC ที่ผลิตจะลดลงตามสัดส่วนในทางกลับกัน อินเวอร์เตอร์ชันเฟสเดียวจริง (อินเวอร์เตอร์ชันเฟสเดียวที่ควบคุมมอเตอร์ชันเฟสเดียว) ใช้อินเทอร์ชันเฟสเดียวและผลิตอัตราผลิต DC ที่สัดส่วนกับอินเทอร์ชัน

เมื่อพูดถึงการทํางานความเร็วแปรปรวน มอเตอร์สามเฟสใช้กันทั่วไปกว่าส่วนประกอบของเครื่องนับหนึ่งเฟส เพราะสองเหตุผลในอีกด้านหนึ่งปกติต้องมีการลงมือจากภายนอก เพื่อเริ่มการหมุน

02 องค์ประกอบของอินเวอร์เตอร์ - บัส DC

องค์ประกอบที่สองของบัส DC (แสดงโดยบัส DC ในรูป) ไม่เห็นได้ในเครื่องแปลงทั้งหมดเพราะมันไม่ได้ส่งผลกระทบโดยตรงต่อการแปลงความถี่มันมีอยู่เสมอในไดรฟ์ที่มีคุณภาพสูง.บัส DC ใช้คอนเดสเตอร์และอินดักเตอร์เพื่อกรองความแรงดัน "คลื่น" AC ใน DC ที่แปลงแล้วเข้าในส่วนอินเวอร์เตอร์มันยังรวมถึงกรองที่กั้นการบิดเบือนฮาร์มอนิกและสามารถได้รับการให้อาหารกลับสู่พลังงานแลกเปลี่ยนอินเวอร์เตอร์เก่าและกรองสายแยกที่จําเป็นต้องดําเนินการนี้

03 ส่วนประกอบของเครื่องเปลี่ยน - เครื่องเปลี่ยน

ทางขวาของภาพคือ "ท้อง" ของเครื่องเปลี่ยน (แสดงในเครื่องเปลี่ยน)อินเวอร์เตอร์ใช้สามชุดของทรานซิสเตอร์สลับความเร็วสูง (แสดงใน IGBT) เพื่อสร้าง DC "ผลักดัน" ที่จําลองทั้งสามระยะของคลื่นไซน์ ACอัมพวาลเหล่านี้ไม่เพียงแต่กําหนดความกระชับของคลื่น แต่ยังมีความถี่ของมัน คําว่า อินเวอร์เตอร์ หรือ อินเวอร์เตอร์ หมายถึง "การพลิก" และเป็นเพียงแค่การเคลื่อนไหวขึ้นและลงของรูปคลื่นที่เกิดขึ้นอินเวอร์เตอร์อัตราแปลงที่ทันสมัยใช้เทคนิคที่เรียกว่า "การปรับเปลี่ยนความกว้างของกระแทก" (PWM) เพื่อควบคุมความกระตุ้นและความถี่.

จากนั้นเราก็พูดถึง IGBT ซึ่งหมายถึง "ไทร์นิสเตอร์ไบโปลาร์ประตูแยก" ซึ่งเป็นส่วนผสมการสลับ (หรือแรงกระแทก) ของอินเวอร์เตอร์ทรานซิสเตอร์ (แทนท่อสูบว่าง) มีหน้าที่สองอย่างในโลกอิเล็กทรอนิกส์ของเรามันสามารถทําหน้าที่เป็นเครื่องขยายเสียง เหมือนเครื่องขยายเสียง และเพิ่มสัญญาณ หรือมันสามารถทําหน้าที่เป็นสวิทช์ โดยการเปิดและปิดสัญญาณIGBT เป็นเวอร์ชั่นที่ทันสมัยที่ให้ความเร็วการสลับที่สูงขึ้น (3000-16000 Hz) และการผลิตความร้อนที่ลดลงความเร็วการสลับที่สูงขึ้นสามารถปรับปรุงความแม่นยําของการจําลองคลื่น AC และลดเสียงเสียงของมอเตอร์ ความร้อนที่ถูกผลิตลดลง หมายความว่าระบายความร้อนจะเล็กกว่าดังนั้น เครื่องแปลงความถี่จึงมีพื้นที่ใช้งานที่เล็กกว่า.

04 รูปแบบคลื่น PWM ของอินเวอร์เตอร์

ภาพด้านล่างแสดงรูปคลื่นที่ผลิตโดยเครื่องปรับเปลี่ยนที่มีเครื่องปรับ PWM เมื่อเทียบกับคลื่นไซน์ AC จริงการออกของตัวแปลงประกอบด้วยชุดของกระแทกสี่เหลี่ยมที่มีความสูงคงที่และความกว้างปรับในกรณีเฉพาะอย่างยิ่งนี้ มีสามชุดของกระแทก - ชุดกว้างในกลางและชุดแคบที่เริ่มต้นและปลายของส่วนบวกและลบของวงจร AC

ยอดพื้นที่ของอัมพวาลเท่ากับความกระชับกําลังประสิทธิภาพของคลื่น AC จริงๆถ้าคุณตัดอัมพวาบน (หรือด้านล่าง) รูปแบบคลื่น AC ที่จริง และเติมเต็มพื้นว่างด้านล่างของเส้นโค้งด้วย, คุณจะพบว่ามันตรงกันได้เกือบสมบูรณ์แบบ มันเป็นในวิธีนี้ที่ตัวแปลงสามารถควบคุมความตึงของมอเตอร์

ยอดของความกว้างของกระแทกและความกว้างว่างระหว่างพวกเขากําหนดความถี่ของรูปคลื่นที่เห็นโดยมอเตอร์ (ดังนั้น PWM หรือการปรับปรุงความกว้างของกระแทก) หากกระแทกต่อเนื่อง (เช่นไม่มีช่องว่าง), ความถี่จะยังคงถูกต้อง แต่ความแรงดันจะใหญ่กว่าคลื่นไซน์ AC จริงเครื่องแปลงความถี่จะเปลี่ยนความสูงและความกว้างของกระแทกและความกว้างของพื้นที่ว่างระหว่างพวกเขา.

บางคนอาจสงสัยว่า AC "ปลอม" นี้ (จริง ๆ แล้วเป็น DC) ทําให้มอเตอร์อินดูชั่น AC ทํางานอย่างไรคุณต้องการกระแสไฟฟ้าหมุนเวียนที่จะ "รู้สึก" กระแสในหมุนของมอเตอร์และสนามแม่เหล็กที่ตรงกัน? จากนั้น AC จะทําให้เกิดการผลักดันโดยธรรมชาติ เพราะมันเปลี่ยนทิศทางอยู่ตลอด ขณะที่ DC จะไม่ทํางานตามปกติ เมื่อวงจรถูกเปิด

อย่างไรก็ตาม หาก DC เปิดและปิด DC สามารถผลักดันกระแสไฟฟ้าได้ สําหรับระบบจุดจุดไฟรถยนต์เก่ากว่า (ก่อนการจุดไฟในสภาพแข็ง) เคยมีจุดชุดหนึ่งในตัวจําหน่ายวัตถุประสงค์ของจุดเหล่านี้คือ "กระแทก" จากแบตเตอรี่ไปยังโค้ล (ทรานฟอร์ม)ซึ่งทําให้มีไฟฟ้าติดในโค้ล ซึ่งเพิ่มความกระชับกระแสไปถึงระดับที่อนุญาตให้จุดไฟจุดไฟอัมพวาสไฟฟ้าแบบ DC ที่เห็นในรูปข้างบนนั้น จริงๆแล้วประกอบด้วยอัมพวาสไฟฟ้าหลายร้อยตัว, และการเคลื่อนไหวเปิดและปิดของผลิตของอินเวอร์เตอร์ทําให้มันเกิดขึ้นผ่านการนํา DC

05 ความดันจริง

ปัจจัยหนึ่งที่ทําให้ AC ยุ่งยาก คือมันเปลี่ยนความกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับแล้วกลับไปที่ศูนย์อีกครั้ง. วิธีการกําหนดความแรงดันจริงที่นําไปใช้กับวงจร? ภาพด้านล่างเป็นคลื่นไซน์ 60Hz, 120V. อย่างไรก็ตามสังเกตว่าความแรงดันสูงสุดของมันคือ 170V. หากความแรงดันจริงของมันคือ 170V,เราเรียกมันว่าคลื่น 120 วอลล์ได้อย่างไร?

ในวงจรหนึ่ง มันเริ่มที่ 0 วอลล์ ขึ้นไป 170 วอลล์ แล้วลดลงมา 0 อีกครั้ง มันยังคงลดลงมา -170 แล้วลดลงมา 0 อีกครั้งพื้นที่ของฉากสี่เหลี่ยมสีเขียวดั้งเดิมที่มีขอบบนที่ 120V เท่ากับยอดของพื้นที่ของส่วนบวกและลบของเส้นโค้งดังนั้น 120V คือค่าเฉลี่ย?

ถ้าเราทําค่าเฉลี่ยของความดันทุกจุดตลอดวงจร ผลจะอยู่ที่ 108V ดังนั้นมันจึงไม่สามารถเป็นคําตอบได้มันเกี่ยวข้องกับสิ่งที่เราเรียกว่า "ความกระชับกําลังประสิทธิภาพ."

ถ้าคุณจะวัดความร้อนที่เกิดจากกระแสไฟตรงที่ไหลผ่านตัวต่อต้าน คุณจะพบว่ามันใหญ่กว่าความร้อนที่เกิดจากกระแสไฟตรงที่เทียบเท่านี้เป็นเพราะความจริงที่ว่า AC ไม่รักษาค่าคงที่ตลอดวงจรหากทําในห้องทดลอง ภายใต้สภาพที่ควบคุม พบว่ากระแสไฟฟ้าแบบดีซีเฉพาะหนึ่ง สร้างความร้อนเพิ่มขึ้น 100 องศา7 องศาเพิ่มขึ้นหรือ 700.7% ของค่า DC ดังนั้นค่าจริงของ AC คือ 70.7% ของ DCมันยังสามารถเห็นได้ว่าค่าประสิทธิภาพของแรงดัน AC เท่ากับสแควร์รูทของยอดของแรงดันกําลังสองของครึ่งแรกของเส้นโค้ง.

หากแรงดันสูงสุดเท่ากับ 1 และความดันแต่ละตัวจาก 0 องศาถึง 180 องศาจะวัด, ความดันที่มีประสิทธิภาพจะเป็นความดันสูงสุด 0-707.707 คูณความแรงดันสูงสุดของ 170 ในรูป เท่ากับ 120V. โวลเตจมีประสิทธิภาพนี้ยังเป็นที่รู้จักกันในชื่อ โวลเตจสี่เหลี่ยมราก หรือ โวลเตจ RMS ดังนั้น โวลเตจสูงสุดจะเสมอ 1.414 ของโวลเตจมีประสิทธิภาพกระแส AC 230V มีแรงดันสูงสุด 325V ขณะที่ 460 มีแรงดันสูงสุด 650V.

นอกจากการเปลี่ยนแปลงความถี่ แม้ว่าความดันจะอิสระจากความเร็วในการทํางานของมอเตอร์แอลซี แต่เครื่องเปลี่ยนไฟฟ้าต้องเปลี่ยนความดันด้วย

ภาพแสดงคลื่นไซน์ 460V แอคสองคลื่น สีแดงคือเส้นโค้ง 60hz สีฟ้าคือ 50hz ทั้งคู่มีแรงดันสูงสุด 650V แต่ 50hz กว้างกว่ามากคุณสามารถเห็นได้ง่ายว่าพื้นที่ภายในครึ่งแรกของเส้นโค้ง 50Hz (0-10ms) ใหญ่กว่าครึ่งแรกของเส้นโค้ง 60hz (0-8.3ms) นอกจากนี้ เนื่องจากพื้นที่ภายใต้เส้นโค้งมีสัดส่วนกับความกระชับกําลังประสิทธิภาพ ความกระชับกําลังประสิทธิภาพสูงขึ้น เมื่อความถี่ลดลงการเพิ่มความกระชับกําลังประสิทธิภาพจะมากขึ้น.

ถ้าปล่อยให้มอเตอร์ 460 วอลต์ทํางานในความดันสูงกว่านี้ อายุการใช้งานของมันจะลดลงมากอินเวอร์เตอร์ต้องเปลี่ยนความแรงดัน "สูงสุด" ต่อความถี่อย่างต่อเนื่อง เพื่อรักษาความแรงดันที่มีประสิทธิภาพอย่างคงความถี่ทํางานที่ต่ํากว่า ความถี่สูงต่ํากว่า และตรงกันข้าม

ตอนนี้คุณคงเข้าใจดีแล้วว่า อินเวอร์เตอร์ทํางานอย่างไร และวิธีควบคุมความเร็วของมอเตอร์เครื่องขับขี่ส่วนใหญ่ทําให้ผู้ใช้สามารถกําหนดความเร็วของมอเตอร์ด้วยมือด้วยสวิทช์หลายตําแหน่งหรือคีย์บอร์ด, หรืออัตโนมัติกระบวนการโดยใช้เซ็นเซอร์ (ความดัน, การไหล, อุณหภูมิ, ระดับ, ฯลฯ)