inovance汇川变频器WS100-4T1.1PB基本工作流程
汇川WS100-4T1.1PB变频器的工作原理基于交-直-交(AC-DC-AC)变换技术,通过电力电子器件对输入工频交流电进行整流、滤波、逆变等处理,最终输出频率和电压可调的三相交流电,实现对电机的无级调速控制。
基本工作流程
1. 整流环节(AC→DC)
输入的三相380V/50Hz交流电通过三相整流桥(通常为二极管或IGBT模块)转换为脉动直流电。WS100系列采用不可控整流方式,结构简单可靠。
2. 直流滤波环节
脉动直流电经过直流母线电容进行滤波,形成相对平滑的直流电压(约540V DC)。电容同时起到储能和滤波作用,为后续逆变环节提供稳定的直流电源。
3. 逆变环节(DC→AC)
这是变频器的核心部分。通过IGBT(绝缘栅双极型晶体管)组成的全桥逆变电路,在DSP控制器的PWM(脉宽调制)信号驱动下,将直流电"斩波"成频率和幅值可调的三相交流电。通过改变PWM脉冲的宽度和频率,即可控制输出电压和频率。
4. 控制与保护系统
内置DSP数字信号处理器实时监测运行状态,根据用户设定的频率、PID参数等,通过矢量控制算法生成精确的PWM驱动信号,同时实现过流、过压、过热等保护功能。
核心控制原理
矢量控制技术(SVC)
WS100-4T1.1PB采用无速度传感器矢量控制,其核心思想是将异步电机的三相电流分解为励磁电流分量(Id)和转矩电流分量(Iq),分别进行独立控制,从而实现对电机转矩和磁场的解耦控制。具体过程:
坐标变换:通过Clarke和Park变换,将三相定子电流从静止坐标系转换到旋转坐标系
磁链观测:通过电压模型或电流模型估算转子磁链位置和幅值
电流环控制:分别对Id和Iq进行PI调节,实现转矩和磁场的精确控制
PWM生成:根据控制结果生成驱动IGBT的PWM信号
这种控制方式使变频器在低频(0.5Hz)时仍能提供100%启动转矩,且调速范围宽、稳速精度高。
V/F控制模式
作为备用控制方式,通过保持电压与频率的比值恒定(V/F=常数),在基频以下实现恒转矩调速,基频以上恒功率调速。虽然性能不如矢量控制,但调试简单,适用于对动态性能要求不高的场合。

水行业专用功能实现原理
PID闭环控制
内置PID调节器通过反馈信号(压力传感器、液位传感器等)与设定值比较,自动调整输出频率,实现恒压供水或恒液位控制。例如:
多泵切换逻辑
通过内置PLC功能或外部控制器,根据流量需求自动启停多台水泵,实现节能运行。当单泵达到最gao频率仍不能满足需求时,自动启动第二台泵。
休眠与唤醒功能
当实际压力长时间高于设定值(如夜间用水量少),变频器自动进入休眠状态(停止输出),当压力低于唤醒阈值时自动重启,避免水泵长时间空转。
保护机制工作原理
过流保护:通过霍尔电流传感器实时检测输出电流,超过设定阈值时立即封suoPWM输出
过压/欠压保护:检测直流母线电压,异常时报警或停机
过热保护:温度传感器监测散热器温度,超温时降频或停机
缺相保护:检测输入或输出缺相,防止电机损坏
节能原理
通过降低电机转速实现节能,因为风机水泵类负载的功率与转速的三次方成正比(P∝n³)。当流量需求减小时,降低转速可大幅降低能耗。例如转速降至80%时,功率可降至约51%。
实际工作过程示例
以恒压供水为例:
用户设定目标压力(如0.4MPa)
压力传感器实时检测管网压力
变频器比较实际压力与设定值,通过PID运算输出控制信号
PWM驱动电路调整输出频率,改变水泵转速
压力稳定在设定值附近,实现恒压控制
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