异步电机变频驱动试验台

了解变频器（VFD）的工作原理非常重要，因为它们广泛用于交流电机驱动的应用中，例如变频驱动器用于电机控制，因为它们具有各种各样的特性。与传统的电机驱动器相比，VFD具有更大的功能和操作能力。除了可调速度控制外，变频器还提供相保护，欠压保护和过压保护。VFD的软件和接口选项允许用户以所需的水平控制电机。

变频器的两个主要特点是可调速度和软启动/停止功能。这两个特点使VFD成为控制交流电机的强大控制器。VFD主要由四部分组成; 那些是整流器，中间DC链路，逆变器和控制电路。

整流器：

这是变频驱动的第一个阶段。它将交流电源从主电源转换为直流电源。这部分可以单向或双向的基础上使用的应用程序，如电机的四象限运行。它利用二极管，可控硅，晶体管和其他电子开关设备。

如果使用二极管，转换后的直流电源在使用可控硅时是不受控制的输出，直流输出功率由门控控制。三相转换至少需要六个二极管，所以整流器单元被认为是六个脉冲转换器。

直流母线：

来自整流器部分的直流电力被馈送到直流链路。本部分由电容和电感组成，可以平滑波纹并存储直流电源。直流链路的主要功能是接收，存储和传送直流电源。

变频器：

该部分由晶体管，晶闸管，IGBT等电子开关组成，它接收来自直流链路的直流电，并转换成交流电，送到电机。它使用调制技术等的脉冲宽度调制通过以改变输出频率用于控制感应电动机的速度。

控制电路：

它由微处理器单元组成，执行各种功能，如控制，配置驱动器设置，故障条件和接口通信协议。它接收来自电机的反馈信号作为当前的速度参考，并相应地调节电压与频率的比值来控制电机速度。

什么是变频驱动？

变频驱动器或VFD是通过施加变化的交流电源电压频率来控制感应电机速度的方式。通过控制输出交流频率，可以根据要求以不同的速度驱动电机。这些变速驱动器主要用于工业应用，例如泵，通风系统，电梯，机床驱动器等。它本质上是一种节能系统。因此第一个要求是产生VFD不同频率的正弦波。

VFD采用的技术是什么？

交流输出变频的系统是根据需要来控制电机的转速。单相变频逆变器更为常见，因为大多数设备工作在单相交流电源。它由一个全波桥式整流器将230/110伏交流电转换为大约300/150伏直流电。桥式整流器的输出直流电平均由一个高值平滑电容器消除，以消除交流电的波动。然后将该固定电压DC馈送到由MOSFET（金属氧化物场效应晶体管）/ IGBT（隔离栅极双极晶体管）晶体管形成的频率产生电路。该MOSFET / IGBT电路接收DC并将其转换为具有可变频率的AC以控制器件的速度。

频率变化可以通过电子电路或微控制器来实现。该电路改变施加到MOSFET / IGBT电路的栅极驱动的电压（PWM）的频率。因此输出端出现不同频率的交流电压。微控制器可以被编程来根据需要改变输出的频率。

VFD系统：

变频器由交流电机，控制器和操作接口三部分组成。

尽管在某些系统中使用单相电机，但VFD中使用的交流电机通常是三相感应电机。通常使用设计用于定速运行的电机，但是一些电机设计在VFD中提供比标准设计更好的性能。

控制器部分是固态电子功率转换器电路，用于将交流电转换为直流电，然后转换为准正弦波交流电。第一部分是具有全波整流器的AC-DC转换器部分通常桥接三相/单相全波桥。然后使用逆变器开关电路将该DC中间器转换成准正弦波AC。这里MOSFET / IGBT晶体管用于将直流转换为交流。

逆变器部分将直流电转换成三个交流电通道来驱动三相电机。控制器部分也可以设计为改善功率因数，减少谐波失真和对输入交流瞬态的低灵敏度。

AC变频电驱动石油钻机概述

AC变频电驱动石油钻机(AC drawworks): AC变频电驱动石油钻机是 80年代发展起来的一种新型电驱动石油钻机 ,根据技术发展预测结果 ,将会有更大的技术发展 ,以代替现有的AC-SCR-DC电驱动石油钻机。

AC变频电驱动绞车结构设计具有以下特点:(1)绞车提升只设高低两挡,利用AC变频调速性能可获得较大的速度变化范围,更好地满足钻井工艺的需要;(2)采用离合器直接换挡,在运动状态下可实现换挡,简单方便快捷;(3)采用3根轴绞车结构,同时减少2对链条传动副,简化了绞车结构,降低了制造成本;(4)利用AC电动机反馈制动,在下钻过程中代替辅助刹车,可取消电磁涡流刹车和水刹车;(5)与同级AC-SCR-DC电驱动绞车相比较,质量减轻20%~30%,占地面积减少25%~40%,特别适用于海洋钻井。