变频器概述高级电工

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1、三凌变频器应用技术 学习内容 1：变频器的结构和工作原理 2：变频器和外围设备的接线 3：变频器的操作和运行 4：变频器的参数设置 5：变频器的应用案例 变频器概述 一、变频器 所谓变频器即电压频率变换器，是一种将固定频率的交流电换成频率、电压连续可调的交流电源装置。 二、变频器分类： 1、按变换环节可分为，交 直 交和交 交变频器 2、按电压调制方式不同可分为，脉幅调制（ PAM）制和脉宽调制（ PWM） ,及脉宽按正弦规律变化正弦脉宽调制（ SPWM）方式。 3、按滤波方式不同，电压型变频器和电流型变频器。 4、按控制方式可分为： 普通功能型 U/f控制变频器 具有转矩控制功能的高性能 U

2、/f控制变频器 矢量控制高性能变频器 变频器的工作原理 变频器工作原理主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类 :电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。 它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。整流器最近大量使用的是二极管的变流器，它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以进行再生运转。平波回路在整流器整流后的直

3、流电压中，含有电源 6倍频率的脉动电压，此外逆变器产生的脉动 . 通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电（ DC）。然后再把直流电（ DC）变换为三相或单相交流电（ AC）。变频器同时改变输出频率与电压，也就是改变了电机运行曲线上的 n0，使电机运行曲线平行下移。因此变频器可以使电机以 . 变频器（ Variable-frequency Drive， VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变 电机 工作电源 频率 方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流

4、）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部 IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。 工作原理 编辑 概述 主电路是给 异步电动机 提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。 它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“ 整流器 ”，吸收

5、在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路 整流器 大量使用的是二极管的变流器，它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以进行再生运转。 平波回路 在整流器整流后的 直流电压 中，含有电源 6倍频率的 脉动电压 ，此外逆变器产生的 脉动电流 也使直流电压变动。为了抑制 电压波动 ，采用电感和电容吸收脉动电压（电流）。装置容量小时，如果电源和主电路构成器件有余量，可以省去电感采用简单的平波回路。 逆变器 同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使 6个开关器件导通、关断就可以得到 3相交流输出。以电压型 pwm逆变

6、器为例示出 开关时间 和电压波形。 控制 电路 是给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制信号的回路，它有频率、电压的“ 运算电路 ”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”，将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”，以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。 （ 1）运算电路：将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。 （ 2）电压、电流检测电路：与主回路电位隔离检测电压、电流等。 （ 3）驱动电路：驱动主电路器件的电路。它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。 （ 4）速度检测电路 :以装在异步电动机轴机上的速度检

7、测器 (tg、 plg等 )的信号为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。 （ 5）保护电路：检测主电路的电压、电流等，当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏 功能作用 编辑 变频节能 变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。当使用变频

8、调速时，如果流量要求减小，通过降低泵或风机的转速即可满足要求。 电动机使用变频器的作用就是为了调速，并降低启动电流。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（ DC），这个过程叫整流。把直流电（ DC）变换为交流电（ AC）的装置，其科学术语为“ inverter”(逆变器 )。一般逆变器是把直流电源逆变为一定的固定频率和一定电压的逆变电源。对于逆变为频率可调、电压可调的逆变器我们称为变频器。变频器输出的波形是模拟正弦波，主要是用在三相异步电动机调速用，又叫变频调速器。对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器，要对波形进行整理，可以输出标准的正弦波

9、，叫变频电源。一般变频电源是变频器价格的 15 20倍。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“ inverter”，故该产品本身就被命名为“ inverter”，即：变频器。 变频不是到处可以省电，有不少场合用变频并不一定能省电。 作为电子电路，变频器本身也要耗电（约额定功率的 3-5%）。一台 1.5匹的空调自身耗电算下来也有 20-30W,相当于一盏长明灯 . 变频器在工频下运行，具有节电功能，是事实。但是他的前提条件是： 第一、大功率并且为风机 /泵类负载； 第二、装置本身具有节电功能（软件支持）； 这是体现节电效果的三个条件。除此之外，无所谓节不节电，没有什么意义。如果不加

10、前提条件的说变频器工频运行节能，就是夸大或是商业炒作。知道了原委，你会巧妙的利用他为你服务。一定要注意使用场合和使用条件才好正确应用，否则就是盲从、轻信而“受骗上当”。 异步电动机变频调速概述 可见要改变电动机的转速可改变供电电源的频率即可实现调速。 又根据电动同理论，三相异步电动机定子每相电动机势的有效值： E1=4.44fN1 m 调速过程中，希望 每极气隙磁通量 m不变，一即般情况下U1E 1，要 m不变只要保持 U1/f不变即可。 m的变化已否变频调速要分为： 基频以下的恒磁通变频调速。 基频以上的恒功率变频调速。 )1(60 Sp fn 根据(每极气隙磁通量 b） 简述电动机调速的必

11、要和方法 一、 机加设备调速的必要性 1. 提高生产效率，缩短辅加生产工时。 2. 满足机械加工艺要求，减少机加工件的废品率。 3. 降低机械冲击，克服惯性造成不良影响。 二、 机加设备常用的调速方法特点： 1. 机械调速 体积大，笨重无法实现无级调速，调速范围不大。 2. 电气调速 体积小，可实现无级调速，调速范围大，控制电路较复杂。 t n t n t n 电动机调速的常用的方法和原理 三、电气调速分类 : 1、按调速平滑性可分为无级调速和有级调速。 2、按调速方向可分为向上调速和向下调速。 3、按负载拖动负载性质可分为恒转矩调速和恒功率调速。 4、 按采用电动机不同可分为直流调速和交流调速 1）直流调速特点：取用直流电源和直流电动机，系统结构 复杂，故障率高，但各项调速性能指标较高。 2）交流调速特点：采用交流电源和交流电动机（鼠笼式异步电动机），系统结构较简单，但各项调速性能指标不高。要求高的控制场合达不到控制要求。