2变频器分类
变频器的分类方式
变频器基础知识及变频器的分类变频器的分类（1）按直流电源的性质分类变频器中间直流环节用于缓冲无功功率的储能元件可以是由电容或是电感，据此变频器可分成电压型变频器和电流型变频器两大类。
电流型变频器的特点是中间直流环节采用大电感作为储能元件，无功功率将由该电感来缓冲。
电流型变频器的一个较突出的优点是，当电动机处于再生发电状态是，回馈到直流侧的再生电能可以方便地回馈交流电网，不需要在主电路内附加任何设备。
电流型变频器常用于频繁急加减速的大容量电动机的传动。
在大容量风机、泵类节能调速中也有应用。
电压变频器的特点是中间直流环节的储能元件采用大电容，用来缓冲负载的无功功率。
对负载而言，变频器是一个交流电压源，在不超过容量限度的情况下，可以驱动多台电动机并联运行，具有不选择负载的通用性。
缺点是电动机处于再生发电状态时，回馈到直流侧的无功能量难于回馈给交流电网。
要实现这部分能量向电网的回馈，必须采用可逆变流器。
（2）按变换环节分类1）交-交变频器交-交变频器是将工频交流电直接变换成频率电压可调的交流电（转换前后的相数相同），又称直接式变频器。
对于大容量、低转速的交流调速系统，常采用晶闸管交一交直接变频器直接驱动低速电动机，可以省去庞大的齿轮减速箱。
其缺点是：最高输出频率不超过电网频率的l/3～1/2，且输入功率因数较低，谐波电流含量大，谐波频谱复杂，因此必须配置大容量的滤波和无功补偿设备。
近年来，又出现了一种应用全控型开关器件的矩阵式交一交变压变频器，采用PWM控制方式，可直接输出变频电压。
这种调速方法的主要优点是：①输出电压和输人电流的低次谐波含量都较小。
②输入功率因数可调。
③输出频率不受限制。
④能量可双向流动，可获得四象限运行。
⑤可省去中间直流环节的电容元件。
2）交-直-交变频器交-直-交变频器是先把工频交流电通过整流器变成直流电，然后再把直流电变换成频率电压可调的交流电，又称间接式变频器。
把直流电逆变成交流电的环节较易控制，在频率的调节范围，以及改善变频后电动机的特性等方面，都具有明显的优势。
变频器的分类
变频器的分类变频器是一种能够改变电源频率的装置，广泛应用于工业生产中。
根据其功能和特点的不同，变频器可以分为多种分类。
下面将介绍几种常见的变频器分类。
一、按输出功率分类根据变频器的输出功率不同，可以将其分为低功率变频器、中功率变频器和高功率变频器三类。
1. 低功率变频器：低功率变频器通常指输出功率在1千瓦以下的变频器。
这类变频器体积小、重量轻，适用于小型机械设备的驱动，如风扇、水泵等。
低功率变频器具有运行稳定、噪音低等特点。
2. 中功率变频器：中功率变频器的输出功率在1千瓦到100千瓦之间。
这类变频器广泛应用于中型机械设备的驱动，如压缩机、切割机等。
中功率变频器具有较高的输出功率和较强的控制能力。
3. 高功率变频器：高功率变频器的输出功率在100千瓦以上。
这类变频器适用于大型机械设备的驱动，如电机、风力发电机组等。
高功率变频器具有较大的输出功率和高效率的能量转换。
二、按控制方式分类根据变频器的控制方式不同，可以将其分为V/F控制变频器和矢量控制变频器两类。
1. V/F控制变频器：V/F控制变频器是一种常见的变频器控制方式，其通过控制输出电压和频率的比值来控制电机的转速。
V/F控制变频器结构简单，控制稳定，适用于一般的驱动需求。
2. 矢量控制变频器：矢量控制变频器是一种高级的变频器控制方式，其通过对电机转子位置和转速进行精确控制，实现对电机的高性能驱动。
矢量控制变频器具有较高的控制精度和动态响应能力，适用于对转速要求较高的场合。
三、按输出电压分类根据变频器的输出电压不同，可以将其分为单相变频器和三相变频器两类。
1. 单相变频器：单相变频器适用于单相电源供电的场合，常见于家用电器和小型机械设备的驱动。
单相变频器结构简单，安装方便，但输出功率相对较小。
2. 三相变频器：三相变频器适用于三相电源供电的场合，广泛应用于工业生产中的大型机械设备。
三相变频器输出功率较大，能够满足各种工业驱动需求。
四、按应用场景分类根据变频器的应用场景不同，可以将其分为通用型变频器和专用型变频器两类。
2 变频器的型号与规格(4-9)
200 485 280 505 252 261 9 22 图 c
EDS1000-4T0450G/4T0550P EDS1000-4T0550G/4T0750P
250 620 370 645 258 267 12 50 图 c
6
变频器的型号与规格
2.7 操作键盘及键盘安装盒外形尺寸(单位：mm)
EN-KB5
电压
400 伏级;0-380V;200 伏级;0~220V
输 出
频率
0Hz-400Hz
过载能力
G 型：150%额定电流 1 分钟，200%额定电流 0.5 秒； P 型：120%额定电流 1 分钟；
7
变频器的型号与规格
控制方式
调速范围
起动转矩 运行转速稳
态精度 频率精度
无速度传感器闭环转差矢量控制，开环 V/F 控制 1：100 1Hz 时 150%额定转矩 ≤±0.5%额定同步转速 数字设定：最高频率×±0.01%；模拟设定：最高频率×±0.5%
频率分 辨率
模拟设定 数字设定 外部脉冲
最高频率的 0.1% 0.01Hz 最高频率的 0.5%
转矩提升
自动转矩提升，手动转矩提升 0.1%~20.0%
V/F 曲线(电压 额定频率在 5~400Hz 任意设定，可选择恒转矩、递减转矩 1、
控 制
频率特性)
递减转矩 2、递减转矩 3、自定义 V/F 共 5 类曲线
运 行
运行频率给定通道 数字给定、模拟给定、脉冲给定、串行口给定、组合给定，可 通过多种方式随时切换
功 能
脉冲输出通道
0~20KHz 的脉冲方波信号输出，可实现设定频率、输出频率等
物理量的输出
模拟输出通道
《变频器》教案(2)
《变频器》教案重点和难点解析一、教学内容本节课主要讲解变频器的基本原理和应用。
教材的章节为第五章第一节，内容包括：1. 变频器的定义和工作原理；2. 变频器的分类和主要参数；3. 变频器在工业控制中的应用。
二、教学目标1. 让学生了解变频器的基本原理和分类；2. 使学生掌握变频器的主要参数和调整方法；3. 培养学生运用变频器解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点重点：变频器的基本原理、分类和主要参数；变频器在工业控制中的应用。
难点：变频器的调整方法和工作原理的深入理解。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体教学设备、变频器实物、电路图；2. 学具：笔记本电脑、变频器操作手册、测量工具。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示工业生产线上的变频器应用实例，让学生了解变频器在实际生产中的重要性。
2. 知识讲解：讲解变频器的基本原理、分类和主要参数，引导学生掌握变频器的基本概念。
3. 例题讲解：分析变频器在不同工业场合的应用案例，让学生了解变频器的调整方法和实际操作步骤。
4. 随堂练习：让学生根据给定的电路图和参数，设计一个简单的变频器控制系统，并现场演示。
5. 课堂讨论：引导学生探讨变频器在工业控制中的优势和局限性，以及如何解决实际问题。
六、板书设计板书内容主要包括：1. 变频器的定义和工作原理；2. 变频器的分类和主要参数；3. 变频器在工业控制中的应用案例。
七、作业设计1. 作业题目：请根据教材第五章第一节的内容，简述变频器的基本原理和分类。
答案：变频器是一种电力调节装置，其基本原理是通过改变电源输出频率，实现对交流电机转速的控制。
变频器主要分为电压型和电流型两种，其中电压型变频器输出电压与输入电压成正比，电流型变频器输出电流与输入电流成正比。
2. 作业题目：请分析一个你熟悉的工业场合中变频器的应用，说明变频器如何改善控制系统性能。
答案：以电梯控制系统为例，变频器通过调整输出频率，实现对电梯速度的精确控制，提高了电梯运行的平稳性和舒适性。
变频器的分类 特点及应用
变频器的分类特点及应用变频器（Inverter）是一种能够将电能进行调节和控制的设备，它主要用于改变电源的频率和电压，从而实现对电动机的调节和控制。
根据不同的应用场景和功能要求，变频器可以分为多种类型，以下将对常见的变频器分类、特点及应用进行详细介绍。
1. 离散型变频器离散型变频器主要适用于一些独立控制的电机，其特点是控制效果简单并且成本相对较低。
离散型变频器通常采用开环控制方式，即输出频率根据电动机的负载条件和输入信号进行固定比例调节。
离散型变频器在一些需要频繁启动和停止的场合应用广泛，如风机、泵站等。
2. 矢量控制变频器矢量控制变频器是一种具有高精度和高响应性能的变频器，能够实现对电机的精确控制。
相较于离散型变频器，矢量控制变频器具有更高的控制精度和稳定性，能够实现闭环控制并且具备动态响应能力。
矢量控制变频器主要适用于一些对电机速度和扭矩控制要求较高的场合，如电梯、机床、纺织机械等。
3. 脉宽调制变频器脉宽调制变频器是一种利用高频脉冲信号来控制输出电压和频率的变频器。
其工作原理是通过改变脉冲信号的占空比来实现对电机的控制。
脉宽调制变频器具有响应速度快、输出稳定等特点，并且具备较好的瞬时过载能力。
脉宽调制变频器主要应用于一些功率较大的变频调速系统，如大型工矿用变频调速系统等。
4. 基于DSP的变频器基于数字信号处理器（DSP）的变频器是一种利用高性能DSP芯片进行控制的变频器。
相较于传统的变频器，基于DSP的变频器具有更高的计算速度和更强的数据处理能力，能够实现更加精确和高效的控制。
同时，基于DSP的变频器还具备更好的稳定性和抗干扰能力，能够满足复杂工况下的运行需求。
基于DSP 的变频器主要应用于一些对控制精度和系统可靠性要求较高的场合，如电力、冶金等行业。
总结起来，变频器根据不同的控制方式和应用要求可分为离散型变频器、矢量控制变频器、脉宽调制变频器和基于DSP的变频器等。
这些不同类型的变频器都具有各自的特点和应用领域，可以满足不同行业和场合对于电机控制的需求。
变频器分类与原理
变频器分类与原理变频器是一种可以改变电源频率的设备。
它通过将输入的直流电转换为高频交流电，然后通过变压器将其转换为所需要的电流频率和电压输出。
变频器在工业和家庭中被广泛使用，例如在交流电动机的速度控制中，以及在空调和电冰箱等家用电器中。
根据其工作原理和应用领域的不同，变频器可以分为几种不同的类型。
下面将介绍四种常见的变频器类型。
1.电机驱动变频器：这是最常见的变频器类型，也被称为矢量变频器。
它主要用于控制交流电动机的转速和扭矩。
电机驱动变频器根据电机的电流和转速等参数进行监测和控制，以实现电机的精确控制。
它在工业生产线、机床、输送带和泵等设备中广泛应用。
2.电网接入变频器：这种变频器类型主要用于将交流电网的电能转换为所需的频率和电压输出。
它将电网的直流电转换为交流电，并通过变压器将其输出为所需的电力。
电网接入变频器广泛应用于可再生能源发电、电网稳压和电网扩建等领域。
3.家用电器变频器：这种变频器类型主要用于家用电器的控制和调节。
例如，空调、电冰箱等家用电器中的变频器可以控制电机的转速，以调节制冷或制热效果，并提高能效。
家庭光伏发电和智能家居系统中也广泛使用家用电器变频器来实现电力的管理和优化。
4.高压直流变频器：这种变频器类型主要用于将交流电转换为高压直流电以供电的应用。
高压直流变频器主要用于高压输电和交流电力转换系统，可以提高输电效率和能源利用率。
同时，它还可以实现直流电能的逆变，将高压直流电转换为交流电。
无论是哪种类型的变频器，其工作原理都是类似的。
变频器主要由直流电源、中频逆变器、变压器和反馈控制等组成。
直流电源将输入的交流电转换为直流电，然后通过中频逆变器将其转换为高频交流电。
变压器将高频交流电转换为所需的电流频率和电压输出。
反馈控制系统可以监测电机的转速、电流和温度等参数，并根据设定值进行控制和调节。
总之，变频器是一种重要的电力转换设备，可以实现电源频率和电压的调节。
无论是工业生产线、家庭电器还是电力系统，都离不开变频器的应用。
变频器的分类及应用
变频器的分类及应用随着现代工业自动化程度的提高，变频器作为一种重要的电力调节设备，在工业生产领域中起到了关键的作用。
本文将讨论变频器的分类以及其在各个领域中的应用。
一、变频器的分类1.1 按照功能分类按照功能的不同，变频器可以分为调速型变频器和恒压型变频器。
调速型变频器根据负载的需求，通过控制电机的转速来实现调速控制。
它常用于风机、水泵等负载变化较大的设备中，通过调整电机的转速，实现负载的精确控制。
恒压型变频器主要用于控制供水系统或空压机等负载的水压或气压，并保持其在设定范围内的稳定输出。
它通过控制电机的转速，使得输出水压或气压保持在恒定的水平。
1.2 按照工作原理分类按照工作原理的不同，变频器可以分为电压型变频器和电流型变频器。
电压型变频器通过改变电压的大小来控制电机的转速。
它通常采用PWM（脉宽调制）技术，将输入电压转换为脉冲信号，通过改变脉冲信号的宽度和频率来改变电机的转速。
电流型变频器则通过改变电流的大小来控制电机的转速。
它先将输入电压转换为电流信号，然后通过控制电流的大小来实现对电机的调速。
1.3 按照控制方式分类根据控制方式的不同，变频器可分为V/F控制型变频器和矢量控制型变频器。
V/F控制型变频器采用电压频率调节方式控制电机的转速。
它将输出电压和频率的比值保持为一个恒定值，以实现对电机的精确控制。
矢量控制型变频器则采用闭环控制方式，通过对电机的转矩和磁场进行控制，实现对电机的精确控制。
它适用于负载波动大、转矩要求高的场合。
二、变频器在各个领域中的应用2.1 工业制造领域在工业制造领域，变频器被广泛应用于各种设备，如风机、水泵、压缩机等。
通过精确的控制电机的转速和输出功率，可以实现对生产过程的精细调节，提高生产效率和产品质量。
2.2 楼宇自动化领域楼宇自动化系统中，变频器常被用于控制空调系统、供水系统、电梯等设备。
通过调整电机的转速和输出功率，可以实现对楼宇设备的精确控制，提高能源利用率和舒适度。
四象限变频器和两象限变频器区别
四象限变频器和两象限变频器区别
一、定义
四象限变频器和两象限变频器均是用于控制交流电机速度的装置，但其工作原理和应用场景有所不同。
•四象限变频器：四象限变频器是一种能够实现正转（正常工作）、反转（反向工作）、减速、加速等四个象限操作的变频器。
其可以实现全速控制，具有较强的调速性能。
•两象限变频器：相比之下，两象限变频器只能实现正转和反转两个象限的操作，无法实现减速加速等控制功能。
其主要用于正转和反转工作的场景，如一些简单的风机、泵等设备的控制。
二、功率因素
四象限变频器在调速时，可以通过控制电机的电流和电压，调节功率因素，使电机在整个调速范围内保持较高的功率因素，减小电动机对电网的污染。
而两象限变频器在调速时，则无法像四象限变频器那样主动调节功率因素。
三、控制精度
由于四象限变频器具有更丰富的功能，能够实现较为精准的速度控制和定位控制，所以其控制精度一般要高于两象限变频器。
而在简单的正转反转控制需求下，两象限变频器的控制精度可以满足基本需求。
四、成本
四象限变频器由于功能更为强大，控制性能更好，所以通常成本会略高于两象限变频器。
在实际选择时，需根据具体的应用场景和需求来进行综合考虑。
综上所述，四象限变频器和两象限变频器在功能、功率因素调节、控制精度和成本等方面存在明显的差异。
在选择使用时，需根据具体的应用需求和实际情况综合考虑，以实现最佳的控制效果和经济性。
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Ld
+
逆
Ud
Id
变
器
-
电压源型和电流源型变频器示意图
电压源型变频器（Voltage Source Inverter—VSI ），直流环节采用大电容 滤波，因而直流电压波形比较平直，在理 想情况下是一个内阻为零的恒压源，输出 交流电压是矩形波或阶梯波，有时简称电 压型变频器。
电流源型变频器（Current Source Inverter — CSI），直流环节采用大电感滤 波，直流电流波形比较平直，相当于一个 恒流源，输出交流电流是矩形波或阶梯波， 或简称电流型变频器。
频率决定于正、反两组整流装置的切换频 率。如果控制角一直不变，则输出平均电 压是方波，如下图 b 所示。
•输出电压波形
u0
正组通
正组通
反组通
反组通 t
图6-13b 方波形平均输出电压波形
• 控制方式（ 2 ）
调制控制方式
要获得正弦波输出，就必须在每一组整流装 置导通期间不断改变其控制角。
例如：在正向组导通的半个周期中，使控制角 由
• 普通交-直-交变压变频器的基本结构
SCR可控 整流器
六拍 逆变器
AC ~ 50Hz
DC
AC
调压
调频
可控整流器调压、六拍逆变器调频的交-直-交变压变频器
二. 交-交变压变频器
交-交变压变频器的基本结构如下图所示， 它只有一个变换环节，把恒压恒频 （CVCF）的交流电源直接变换成VVVF输 出，因此又称直接式变压变频器。
3、用不可控整流器整流，PWM逆变器 同时变压变频
不控整流提高功率因数， SPWM逆变器可使 谐波分量减少，
DC
AC ~ 50Hz
不控整流
(CVCF)
PWM逆 变器
AC
(VVVF)
调压调频
PWM变压变频器的应用之所以如此广泛，是 由于它具有如下的一系列优点：
1）在主电路整流和逆变两个单元中，只有逆变 单元可控，通过它同时调节电压和频率，结构 简单。采用全控型的功率开关器件，只通过驱 动电压脉冲进行控制，电路也简单，效率高。
有时为了突出其变频功能，也称作周波 变换器（Cycloconveter）。
• 交-交变压变频器的基本结构
CVCF
AC 50Hz~
VVVF
交－交变频
AC
交-交变压变频器（直接变频装置）
常用的交-交变压变频器输出的每一相都 是一个由正、反两组晶闸管可控整流装置 反并联的可逆线路。
也就是说，每一相都相当于一套直流可 逆调速系统的反并联可逆线路（下图a）。
交-直-交变压变频器与交-交变压变频器 比较(表5-1）
交-交变压变频器虽然在结构上只有一个变 换环节，省去了中间直流环节，看似简单， 但所用的器件数量却很多，总体设备相当 庞大。(表5-1）
不过这些设备都是直流调速系统中常 用的可逆整流装置，在技术上和制造工艺 上都很成熟，目前国内有些企业已有可靠 的产品。
2）输出电压波形虽是一系列的PWM波， 但由于采用了恰当的PWM控制技术，正弦 基波的比重较大，影响电机运行的低次谐 波受到很大的抑制，因而转矩脉动小，提 高了系统的调速范围和稳态性能。
3）逆变器同时实现调压和调频，动态响应 不受中间直流环节滤波器参数的影响，系 统的动态性能也得以提高。
4）采用不可控的二极管整流器，电源侧 功率因素较高，且不受逆变输出电压大小 的影响。
因此，两类变频器的区别还表现在采用什 么储能元件（电容器或电感器）来缓冲无 功能量。
（2）能量的回馈 用电流源型变频器给异 步电机供电的电流源型变压变频调速系统 有一个显著特征，就是容易实现能量的回 馈，从而便于四象限运行，适用于需要回 馈制动和经常正、反转的生产机械。
性能比较（续）
（3）动态响应 正由于交-直-交电流源型变 压变频调速系统的直流电压可以迅速改变， 所以动态响应比较快，而电压源型变压变 频调速系统的动态响应就慢得多。 （4）输出波形 电压源型逆变器输出的电 压波形为方波，电流源型逆变器输出的电 流波形为方波（见下表）。
/2（对应于平均电压 u0 = 0）逐渐减小到 0（对 应于 u0 最大），然后再逐渐增加到 /2（ u0 再变 为0），如下图所示。
•输出电压波形
=
2
=0
u0
=
2
A
B
C
0
D
wt
E
F
图6-14 交-交变压变频器的单相正弦波输出电压波形
当角按正弦规律变化时，半周中的
平均输出电压即为图中虚线所示的正弦波。 对反向组负半周的控制也是这样。
• 性能比较
两类变频器在主电路上虽然只是滤波环 节的不同，在性能上却带来了明显的差异， 主要表现如下：
（1）无功能量的缓冲 在调速系统中，逆 变器的负载是异步电机，属感性负载。在 中间直流环节与负载电机之间，除了有功 功率的传送外，还存在无功功率的交换。 滤波器除滤波外还起着对无功功率的缓冲 作用，使它不致影响到交流电网。
•交-交变压变频器的基本电路结构
VF ~ 50Hz
u0
-Id +
~ 50Hz
a) 电路结构 图6-13a 交-交变压变频器每一相的可逆线路
•交-交变压变频器的控制方式
整半周控制方式 正、反两组按一定周期相互切换，在负载 上就获得交变的输出电压 u0 ， u0 的幅值决
定于各组可控整流装置的控制角 ， u0 的
电压源型和电流源型变频器
在交-直-交变压变频器中，按照中间 直流环节直流电源性质的不同，变频器可 以分成电压源型和电流源型两类，两种类 型的实际区别在于直流环节采用怎样的滤 波器。下图绘出了电压源型和电流源型变 频器的示意图。
• 两种类型变频器结构
a) 电压源变频器
+
逆
Ud
Cd
变
器
-
b) 电流源变频器
PWM变压变频器常用的功率开关器件 有：P-MOSFET，IGBT，GTO和替代GTO 的电压控制器件如IGCT、IEGT等。
受到开关器件额定电压和电流的限制，
对于特大容量电机的变压变频调速仍只好 采用半控型的晶闸管（SCR），并用可控 整流器调压和六拍逆变器调频的交-直-交 变压变频器，见下图。
性能比较（续）
两种变频器输出波形比较
性能比较（续）
（4）应用场合 电压源型逆变器属恒压源， 电压控制响应慢，不易波动，所以适于做 多台电机同步运行时的供电电源，或单台 电机调速但不要求快速起制动和快速减速 的场合。采用电流源型逆变器的系统则相 反，不适用于多电机传动，但可以满足快 速起制动和可逆运行的要求。