变频器原理与应用教程

一:变频器的原理及应用

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[1]: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”。

(1)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。

(2)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。

(3)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逆变器为例示出开关时间和电压波形。 矗 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,使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。

变频器的作用

变频器集成了高压大功率晶体管技术和电子控制技术,得到广泛应用。变频器的作用是改变交流电机供电的频率和幅值,因而改变其运动磁场的周期,达到平滑控制电动机转速的目的。变频器的出现,使得复杂的调速控制简单化,用变频器+交流鼠笼式感应电动机组合替代了大部分原先只能用直流电机完成的工作,缩小了体积,降低了维修率,使传动技术发展到新阶段。

参考资料:baike.baidu.com/view/10353.html?wtp=tt#2

二:变频器原理及应用的内容简介

变频器的原理是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”。

变频器基本组成:

1、变频器通常分为4部分:整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。

2、整流单元:将工作频率固定的交流电转换为直流电。

3、高容量电容:存储转换后的电能。

4、逆变器:由大功率开关晶体管阵列组成电子开关,将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。

5、控制器:按设定的程序工作,控制输出方波的幅度与脉宽,使叠加为近似正弦波的交流电,驱动交流电动机。

变频器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)、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。

三:变频器的知识,原理及操作方法。

变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。

1. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变?

*1: r/min 电机旋转速度单位:每分钟旋转次数,也可表示为rpm.

例如:2 极电机50Hz 3000 [r/min]

4 极电机50Hz 1500 [r/min]

$电机的旋转速度同频率成比例.

本文中所指的电机为感应式交流电机,在工业中所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机(以后简称为电机)的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值(为2 的倍数,例如极数为2,4,6),所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度。

另外,频率能够在电机的外面调节后再供给电机,这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。

因此,以控制频率为目的的变频器,是做为电机调速设备的优选设备。

n = 60f/p

n: 同步速度f: 电源频率p: 电机极对数

改变频率和电压是最优的电机控制方法

如果仅改变频率而不改变电压,频率降低时会使电机出于过电压(过励磁),导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。

输出频率在额定频率以上时,电压却不可以继续增加,最高只能是等于电机的额定电压。

例如:为了使电机的旋转速度减半,把变频器的输出频率从50Hz 改变到25Hz,这时变频器的输出电压就需要从400V 改变到约200V

2. 当电机的旋转速度(频率)改变时,其输出转矩会怎样?

*1: 工频电源由电网提供的动力电源(商用电源)

*2: 起动电流当电机开始运转时,变频器的输出电流

变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动,电机在工频电源供电时起动和加速冲击很大,而当使用变频器供电时,这些冲击就要弱一些。工频直接起动会产生一个大的起动起动电流。而当使用变频器时,变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的,所以电机起动电流和冲击要小些。

通常,电机产生的转矩要随频率的减小(速度降低)而减小。减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。通过使用磁通矢量控制的变频器,将改善电机低速时转矩的不足,甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。

3.当变频器调速到大于50Hz 频率时,电机的输出转矩将降低。

通常的电机是按50Hz 电压设计制造的,其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速. (T=Te, P<=Pe)变频器输出频率大于50Hz 频率时,电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。当电机以大于50Hz 频率速度运行时,电机负载的大小必须要给予考虑,以防止电机输出转矩的不足。

举例,电机在100Hz 时产生的转矩大约要降低到50Hz 时产生转矩的1/2。因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速. (P=Ue*Ie)

4. 变频器50Hz 以上的应用情况

大家知道, 对一个特定的电机来说, 其额定电压和额定电流是不变的.

如变频器和电机额定值都是: 15kW/380V/30A, 电机可以工作在50Hz 以上

当转速为50Hz 时, 变频器的输出电压为380V, 电流为30A. 这时如果增大输出频率到60Hz, 变频器的最大输出电压电流还只能为380V/30A. 很显然输出功率不变. 所以我们称之为恒功率调速.

这时的转矩情况怎样呢?

因为P=wT (w:角速度, T:转矩). 因为P 不变,......余下全文>>

四:变频器的原理及基本作用中哪些?

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置,能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素、过流/过压/过载保护等功能。国内技术较领先的品牌有汇川、欧瑞(原烟台惠丰)、三晶、蓝海华腾。

变频器的作用

变频器集成了高压大功率晶体管技术和电子控制技术,得到广泛应用。变频器的作用是改变交流电机供电的频率和幅值,因而改变其运动磁场的周期,达到平滑控制电动机转速的目的。变频器的出现,使得复杂的调速控制简单化,用变频器+交流鼠笼式感应电动机组合替代了大部分原先只能用直流电机完成的工作,缩小了体积,降低了维修率,使传动技术发展到新阶段。[3] 变频器可以优化电机运行,所以也能够起到增效节能的作用。根据全球著名变频器生产企业A定B的测算,单单该集团全球范围内已经生产并且安装的变频器每年就能够节省1150亿千瓦时电力,相应减少9,700万吨二氧化碳排放,这已经超过芬兰一年的二氧化碳排放量。[4]

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五:变频器工作原理

变频器通过改变电源的频率的作用,改变电动机,其通常被称为频率控制的速度。开车进入,AC-DC,AC-AC逆变器两大类。 LCI美联储目前更广泛的应用,我们简单的谈一下它是如何工作的。它由光滑的变化,中间过滤环节逆变器三部分组成。

顺变化的作用恒定压力固定频率交流电转换成直流电可调通过逆变器的过滤器,以提供一个直流电源电压或电流。逆变器将直流电转换为交流电频率可调的电流。顺变化和逆变器的三相可控硅桥电路。由电容器或电抗器滤波器,提供了一个稳定的电压源逆变器或一个电流源

六:变频器的电机自学习功能的原理是什么?

控制方式不一样自学习的原理也不一样。

举一个例子DTC控制,这个现在是变频器最先进是矢量控制方式

是一种先进的电机控制方式,它直接控制电机的关键变量:磁通和转矩, 在变频器内部,建立了一个交流异步电动机的软件数学模型,将实测的电动机电压、电流,换算成一组精确的电动机力矩和磁通实际值,并将这些参数直接用于控制输出单元的开关状态。

七:变频器是怎样的工作原理?

v=60f/n

v 电机速度

f 频率

n 电机极对数

没有变频器时,要改变电机速度只有通过改变电机的极对数来实现,频率都是50HZ;

通过变频器来调速,就是改变电机运俯的频率,无需更换电机就可实现调速。调速原理就是上面的公式。

八:变频器工作原理及控制过程

变频器工作原理

直流->振荡电路->变压器(隔离、变压)->交流输出

方波信号发生器使直流以50Hz的频率突变,用正弦和准正弦的振荡器,波形类似于长城的垛口,一上一下的方波,突变量约为5V;再经过信号放大器使突变量扩大至12V左右;经变压器升压至220V输出

怎样将直流电转换成交流电?

有三种方法:

1、用直流电源带动直流电动机----机械传动到交流发电机发出交流电;这是一种最古老的方法,但现在仍有人在用,特点是成本低,易维护。目前在大功率转换中还在使用。

2、用振荡器(就是目前市场上的逆变器);这是比较先进的方法,成本高,多用于小功率变换;

3、机械振子变换器,其原理就是让直流电流断断续续,通过变压器后就能在变压器的次级输出交流电,这是一种比较老的方法,目前基本上已被淘汰。

现在日本发现一种有机物可以转换

2交流电是指电压或电流的幅值在0值附近震荡,也就是有正有负,方向会发生变化,而并不一定是正弦的。

直流电也并不是恒定不变的,它的幅值也是可以变化的,但不会改变方向。也就是说恒为正或恒为负。

在逆变器中不能单独应用可控硅,它仅仅是起一个开关作用,必须要由振荡电路来控制可控硅的开/关状态,得到方波形的交流电,再经变压、滤波,得到较纯的正弦波交流电。

UPS电源(Uninterruptible Power System 不间断电源系统)利用逆变电路,即用直流电驱动一个振荡器,产生交流振荡,一般得到的是方波。如果经过滤波电路去除50Hz的谐波,就能得到比较纯的50Hz交流电。

变频器1

1.1变频技术的概念

1.常用的调速方法 变极调速、定子调压调速、转差离合器调速

2.变频技术的概念 把直流电逆变成不同频率的交流电,或是把交流电变成直流电再逆变成不同频率的交流电,或是把直流电变成交流电再把交流电变成直流电等技术的总称。特点:电能不变,只有频率变。

3.变频技术的发展 应交流电机无级调速的需要而诞生的。 自20世纪60年代以来,电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,电气传动技术面临着一场革命,即交流调速取代直流调速、计算机数字控制技术取代模拟控制技术已经成为发展趋势。电机变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、失去技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速起动、制动性能,高效率、高功率因数和节电效果,得到广泛应用。

变频调速技术是强弱电混合、机电一体的综合性技术,既要处理巨大电能的转换(整流、逆变),又要处理信息的收集、交换和传输,因此它的共性技术必定分成功率和控制两大部分。前者要解决与高电压大电流有关的技术问题,后者要解决控制模块的硬、软件开发问题

4.变频调速的主要发展方向

(1)实现高水平的控制

(2)开发清洁电能的变流器

(3)缩小装置的尺寸

(4)高速度的数字控制

(5)模拟器与计算机辅助设计(CAD)技术

1.2变频技术的类型及用途

1.变频技术的类型主要有以下几种

(1)交-直变频技术(即整流技术) 通过整流元件实现功率转换 。

(2)直-直变频技术(即斩波技术) 通过改变电力电子器件的通断时间即改变脉冲频率或宽度,从而达到调节直流平均电压的目的

(3)直-交变频技术(即逆变技术) 利用功率开关将直流电变......余下全文>>

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