inovance匯川變頻器WS100-4T1.1PB基本工作流程
匯川WS100-4T1.1PB變頻器的工作原理基于交-直-交(AC-DC-AC)變換技術,通過電力電子器件對輸入工頻交流電進行整流、濾波、逆變等處理,最終輸出頻率和電壓可調的三相交流電,實現對電機的無級調速控制。
基本工作流程
1. 整流環節(AC→DC)
輸入的三相380V/50Hz交流電通過三相整流橋(通常為二極管或IGBT模塊)轉換為脈動直流電。WS100系列采用不可控整流方式,結構簡單可靠。
2. 直流濾波環節
脈動直流電經過直流母線電容進行濾波,形成相對平滑的直流電壓(約540V DC)。電容同時起到儲能和濾波作用,為后續逆變環節提供穩定的直流電源。
3. 逆變環節(DC→AC)
這是變頻器的核心部分。通過IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)組成的全橋逆變電路,在DSP控制器的PWM(脈寬調制)信號驅動下,將直流電"斬波"成頻率和幅值可調的三相交流電。通過改變PWM脈沖的寬度和頻率,即可控制輸出電壓和頻率。
4. 控制與保護系統
內置DSP數字信號處理器實時監測運行狀態,根據用戶設定的頻率、PID參數等,通過矢量控制算法生成精確的PWM驅動信號,同時實現過流、過壓、過熱等保護功能。
核心控制原理
矢量控制技術(SVC)
WS100-4T1.1PB采用無速度傳感器矢量控制,其核心思想是將異步電機的三相電流分解為勵磁電流分量(Id)和轉矩電流分量(Iq),分別進行獨立控制,從而實現對電機轉矩和磁場的解耦控制。具體過程:
坐標變換:通過Clarke和Park變換,將三相定子電流從靜止坐標系轉換到旋轉坐標系
磁鏈觀測:通過電壓模型或電流模型估算轉子磁鏈位置和幅值
電流環控制:分別對Id和Iq進行PI調節,實現轉矩和磁場的精確控制
PWM生成:根據控制結果生成驅動IGBT的PWM信號
這種控制方式使變頻器在低頻(0.5Hz)時仍能提供100%啟動轉矩,且調速范圍寬、穩速精度高。
V/F控制模式
作為備用控制方式,通過保持電壓與頻率的比值恒定(V/F=常數),在基頻以下實現恒轉矩調速,基頻以上恒功率調速。雖然性能不如矢量控制,但調試簡單,適用于對動態性能要求不高的場合。

水行業專用功能實現原理
PID閉環控制
內置PID調節器通過反饋信號(壓力傳感器、液位傳感器等)與設定值比較,自動調整輸出頻率,實現恒壓供水或恒液位控制。例如:
多泵切換邏輯
通過內置PLC功能或外部控制器,根據流量需求自動啟停多臺水泵,實現節能運行。當單泵達到最gao頻率仍不能滿足需求時,自動啟動第二臺泵。
休眠與喚醒功能
當實際壓力長時間高于設定值(如夜間用水量少),變頻器自動進入休眠狀態(停止輸出),當壓力低于喚醒閾值時自動重啟,避免水泵長時間空轉。
保護機制工作原理
過流保護:通過霍爾電流傳感器實時檢測輸出電流,超過設定閾值時立即封suoPWM輸出
過壓/欠壓保護:檢測直流母線電壓,異常時報警或停機
過熱保護:溫度傳感器監測散熱器溫度,超溫時降頻或停機
缺相保護:檢測輸入或輸出缺相,防止電機損壞
節能原理
通過降低電機轉速實現節能,因為風機水泵類負載的功率與轉速的三次方成正比(P∝n3)。當流量需求減小時,降低轉速可大幅降低能耗。例如轉速降至80%時,功率可降至約51%。
實際工作過程示例
以恒壓供水為例:
用戶設定目標壓力(如0.4MPa)
壓力傳感器實時檢測管網壓力
變頻器比較實際壓力與設定值,通過PID運算輸出控制信號
PWM驅動電路調整輸出頻率,改變水泵轉速
壓力穩定在設定值附近,實現恒壓控制
inovance匯川變頻器WS100-4T1.1PB基本工作流程