臺(tái)達(dá)變頻器(VFD)是一種利用變頻技術(shù)和微電子技術(shù)，通過(guò)改變電機(jī)的工作電源頻率來(lái)控制交流電機(jī)的功率控制設(shè)備。
臺(tái)達(dá)變頻器主要由整流器(交流到DC)、濾波器、逆變器(DC到交流)、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元和微處理器單元組成。臺(tái)達(dá)變頻器通過(guò)關(guān)閉內(nèi)部IGBT來(lái)調(diào)節(jié)輸出電源的電壓和頻率，并根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要提供所需的電源電壓，從而達(dá)到節(jié)能調(diào)速的目的。此外，臺(tái)達(dá)變頻器還有過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載保護(hù)等多種保護(hù)功能。隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，臺(tái)達(dá)變頻器得到了廣泛的應(yīng)用。
臺(tái)達(dá)變頻器的發(fā)展也要經(jīng)歷一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。原臺(tái)達(dá)變頻器不采用AC-DC-AC拓?fù)?，直接通信，無(wú)需中間DC鏈路。這個(gè)臺(tái)達(dá)變頻器叫AC臺(tái)達(dá)變頻器。目前這個(gè)臺(tái)達(dá)變頻器在chaogao功率和低速調(diào)節(jié)方面都有應(yīng)用。其輸出頻率范圍為0-17(輸入電壓頻率的1/2-1/3)，不能滿(mǎn)足很多應(yīng)用的要求。當(dāng)時(shí)沒(méi)有IGBT，只有SCR，所以應(yīng)用范圍有限。
臺(tái)達(dá)變頻器的工作原理是三相電源由幾組相控開(kāi)關(guān)控制，直接產(chǎn)生所需的變壓變頻電源。其優(yōu)點(diǎn)是效率高，能量可以方便地返回電網(wǎng)。它zui大的缺點(diǎn)是zui大輸出頻率bixu小于輸入功率頻率的1/3或1/2，否則輸出波形太差，電機(jī)會(huì)抖動(dòng)而無(wú)法工作。所以穿越臺(tái)達(dá)變頻器一直局限于低速調(diào)整，大大限制了它的適用范圍。
矩陣臺(tái)達(dá)變頻器是一個(gè)交替的直接臺(tái)達(dá)變頻器，由直接連接在三相輸入輸出之間的九個(gè)開(kāi)關(guān)陣列組成。矩陣變換器沒(méi)有中間DC環(huán)節(jié)，輸出由三級(jí)組成，諧波含量相對(duì)較小；其供電電路簡(jiǎn)單緊湊，能輸出頻率、幅值和相位可控的正弦負(fù)載電壓。矩陣變換器的輸入功率因數(shù)可控，可在四個(gè)象限工作。
雖然矩陣變換器有很多優(yōu)點(diǎn)，但由于兩個(gè)開(kāi)關(guān)不能同時(shí)導(dǎo)通或關(guān)斷，所以很難實(shí)現(xiàn)。矩陣變換器的zui大輸出電壓能力低，電壓高，這是變換器的主要缺點(diǎn)。
在風(fēng)力發(fā)電中應(yīng)用時(shí)，矩陣變換器的輸入和輸出是解耦的，即負(fù)載側(cè)和電源側(cè)之間的不對(duì)稱(chēng)會(huì)影響另一側(cè)。此外，矩陣變換器的輸入端bixu連接濾波電容。雖然它的電容比交流-DC-交流中間儲(chǔ)能電容小，但它是交流電容，所以它要承受開(kāi)關(guān)頻率的交流電流，體積也不小。
交-交變頻是直接變頻，少了一個(gè)環(huán)節(jié)，但是用了很多設(shè)備。三相逆變器需要36個(gè)晶閘管，控制復(fù)雜。另外，交-交變頻只能把頻率調(diào)整到工頻，一般是工頻的1/3-1/2，差不多20Hz。
我們把這個(gè)交流到DC，然后交流到交流臺(tái)達(dá)變頻器分為交流-DC-交流電壓型和交流-DC-交流電流型。其中前者應(yīng)用廣泛，目前的臺(tái)達(dá)變頻器采用這種拓?fù)洹?/span>
其特點(diǎn)是中間為電解電容儲(chǔ)能提供母線(xiàn)電壓，前級(jí)采用二ji管無(wú)控整流，簡(jiǎn)單可靠，逆變器采用三相PWM調(diào)制(電流調(diào)制算法為空間電壓矢量)。因?yàn)殡娊怆娙萜饔幸欢ǖ娜萘?，所以DC母線(xiàn)電壓是穩(wěn)定的。此時(shí)，只要逆變器IGBT的開(kāi)關(guān)序列(輸出相位序列、頻率)和占空比(輸出電壓)被良好地控制，就可以獲得優(yōu)異的控制特性。
交流-DC-交流臺(tái)達(dá)變頻器表示交流通過(guò)整流器整流到DC，DC中間電路平滑整流電路的輸出，然后DC電流通過(guò)變頻器轉(zhuǎn)換chengjiao流。
交流/DC/交流臺(tái)達(dá)變頻器可分為電壓型和電流型。由于控制方法和硬件設(shè)計(jì)等各種因素，電壓源逆變器得到了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的電流型交流-DC-交流臺(tái)達(dá)變頻器采用自然換流晶閘管作為功率開(kāi)關(guān)，其DC側(cè)電感昂貴。而且用于雙饋調(diào)速時(shí)，過(guò)同步時(shí)需要換向電路，低轉(zhuǎn)差頻率時(shí)性能較差，很少用于雙饋異步風(fēng)力發(fā)電。
電壓型交流-DC-交流-臺(tái)達(dá)變頻器整流變頻裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、諧波含量少、定子和轉(zhuǎn)子功率因數(shù)可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。它能明顯改善雙饋發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和輸出電能質(zhì)量，該結(jié)構(gòu)通過(guò)DC母線(xiàn)側(cè)電容完全實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)的分離。
電壓源交流-DC-交流臺(tái)達(dá)變頻器雙饋發(fā)電機(jī)定子磁場(chǎng)定向矢量控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基于風(fēng)力發(fā)電機(jī)zui大功率點(diǎn)跟蹤的有功功率和無(wú)功功率解耦控制，是目前變速恒頻風(fēng)力發(fā)電的代表方向。
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