变流变频技术
变频器的工作原理和接线详细图文解析
变频器的工作原理和接线详细图文解析
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。
一、变频器工作原理
变频器可分为电压型和电流型两种变频器：
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。
是整流器，整流器，逆变器。
而变频器的主电路由整流器、平波回路和逆变器三部分构成，将工频电源。
变频器的分类_变频器应用技术1
二、
外形
ABB变频器（瑞士） 变频器（瑞士） 变频器
电 气 自动化
ABB变频器（瑞士） 变频器（瑞士） 变频器
电 气 自动化
富士变频器G11系列 系列 富士变频器
富士变频器GP11系列 系列 富士变频器
富士变频器（日本） 富士变频器（日本）
电 气 自动化
MICROMASTER 440系列
西门子变频器（德国） 西门子变频器（德国）
电 气 自动化
G110系列 系列
西门子变频器（德国） 西门子变频器（德国）
电 气 自动化
西门子变频器（德国） 西门子变频器（德国）
电 气 自动化
变频器外形
FR-E500系列 系列
FR-S500E系列 系列
三菱变频器（日本） 三菱变频器（日本）
电 气 自动化
J7系列 系列
安川变频器（日本） 安川变频器（日本）
电 气 自动化
变频器外形
SB40系列高性能通用型 系列高性能通用型
SB80系列矢量控制型 系列矢量控制型
森兰变频器
电 气 自动化
变频器外形
SB60系列全能王 系列全能王
SB12系列风机 水泵专用 系列风机/水泵专用 系列风机
森兰变频器
电 气 自动化
当中间直流环节采用大电感滤波时，电流波形较平直， 当中间直流环节采用大电感滤波时，电流波形较平直，因而电源内阻抗大 输出是一个恒流源，输出交流电流是矩形波或阶梯波， ，输出是一个恒流源，输出交流电流是矩形波或阶梯波，这类变频装置叫电 流型变频器。 流型变频器。
电气自动化
3. 电压型和电流型变频器比较
2.交-交变频器 交 交变频器 交-交变频器是把工频交流电直接变换成不同频率交流电的 交变频器是把工频交流电直接变换成不同频率交流电的 过程，它不通过中间直流环节， 过程，它不通过中间直流环节，故又称为直接变频器或周波变换 因为没有中间环节，仅用一次变换就实现了变频， 器。因为没有中间环节，仅用一次变换就实现了变频，效率较高 主要构成环节如下图所示。 。主要构成环节如下图所示。
电力电子变流技术
绪论一、电力电子技术包括以下三个方面：•电力电子元器件•电力电子变流技术二、变流技术按其功能可分为：•整流器：把交流电变为固定的或可调的直流电。
•逆变器：把固定直流电变成固定或可调的交流电。
•斩波器：把固定的电压变成可调的直流电压。
•交流调压器：把固定交流电压变成可调的交流电压。
•周流变流器：把固定的交流电压和频率变为可调的交流电压和频率。
三、电力电子技术的应用：直流电机调速，交流电机调速，UPS，开关电源，功率因数校正，高压直流输电，照明电源—电子镇流器，新能源并网技术。
四、电力电子器件的分类：•按照器件能够被控制的程度分：半控型：通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断，如晶闸管。
全控型：通过控制信号既可控制其导通又可控制其关断，又称自关断器件，如MOSFET、IGBT。
不可控：不能用控制信号来控制其通断, 因此也就不需要驱动电路，如二极管。
•按照驱动信号的性质：电流驱动型和电压驱动型。
•按照驱动信号的波形：脉冲触发型、电平控制器。
•按载流子参与导电的情况：单极型器件、双极型器件、复合型器件。
第一章晶闸管一、晶闸管的工作特性：1.当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极承受何种电压，晶闸管都处于关断状态。
2.当晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才能导通，正向阳极电压和正向门极电压两者缺一不可。
3.晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，不论门极电压是正还是负，晶闸管保持导通，故导通的控制信号只须正向脉冲电压称之为触发脉冲即可。
4.要使晶闸管关断，必须去掉阳极正向电压，或者给阳极加反压，或者降低正向阳极电压，使通过晶闸管的电流降低到一定数值以下。
5.当门极未加触发电压时，晶闸管具有正向阻断能力，它是一般二极管不具备的。
二、电流、电压的平均值、有效值的计算：1、周期：[0 , ]2、积分函数3、有效积分区间: [0 , ]4、平均值的计算：5、有效值的计算：6、波形系数：K f=I/I d >1第二章单相整流一、整流电路及其分类：1、按组成的器件分为：可控、不可控、全控2、按电路结构分：桥式、零式3、按交流输入相数分：单相、三相4、按变压器二次侧电流的方向是单向还是双向分：单拍电路、双拍电路二、单相整流电路：1、电路结构：2、引入概念：触发角：VT开始承受正向压降至门极脉冲信号到来时的电角度。
变频器工作原理图解
变频器工作原理图解-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII变频器工作原理图解1 变频器的工作原理变频器分为 1 交---交型输入是交流，输出也是交流将工频交流电直接转换成频率、电压均可控制的交流，又称直接式变频器2 交—直---交型输入是交流，变成直流再变成交流输出将工频交流电通过整流变成直流电，然后再把直流电变成频率、电压、均可控的交流电又称为间接变频器。
多数情况都是交直交型的变频器。
2 变频器的组成由主电路和控制电路组成主电路由整流器中间直流环节逆变器组成先看主电路原理图三相工频交流电经过VD1 ~ VD6 整流后，正极送入到缓冲电阻RL中，RL的作用是防止电流忽然变大。
经过一段时间电流趋于稳定后，晶闸管或继电器的触点会导通短路掉缓冲电阻RL ，这时的直流电压加在了滤波电容CF1、CF2 上，这两个电容可以把脉动的直流电波形变得平滑一些。
由于一个电容的耐压有限，所以把两个电容串起来用。
耐压就提高了一倍。
又因为两个电容的容量不一样的话，分压会不同，所以给两个电容分别并联了一个均压电阻R1、R2 ，这样，CF1 和CF2 上的电压就一样了。
继续往下看，HL 是主电路的电源指示灯，串联了一个限流电阻接在了正负电压之间，这样三相电源一加进来，HL就会发光，指示电源送入。
接着，直流电压加在了大功率晶体管VB的集电极与发射极之间，VB的导通由控制电路控制，VB上还串联了变频器的制动电阻RB，组成了变频器制动回路。
我们知道，由于电极的绕组是感性负载，在启动和停止的瞬间都会产生一个较大的反向电动势，这个反向电压的能量会通过续流二极管VD7~VD12使直流母线上的电压升高，这个电压高到一定程度会击穿逆变管V1~V6 和整流管VD1~VD6。
当有反向电压产生时，控制回路控制VB导通，电压就会通过VB在电阻RB释放掉。
当电机较大时，还可并联外接电阻。
一般情况下“+”端和P1端是由一个短路片短接上的，如果断开，这里可以接外加的支流电抗器，直流电抗器的作用是改善电路的功率因数。
变频器工作原理与结构图文详解—变频器的功能作用分析
变频器工作原理与结构图文详解—变频器的功能作用分析变频器变频器（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）、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。
变频器基本组成变频器通常分为4部分：整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。
整流单元：将工作频率固定的交流电转换为直流电。
高容量电容：存储转换后的电能。
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。
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。
变频器的结构与原理图解变频器的发展也同样要经历一个徐徐渐进的过程，最初的变频器并不是采用这种交直交：交流变直流而后再变交流这种拓扑，而是直接交交，无中间直流环节。
这种变频器叫交交变频器，目前这种变频器在超大功率、低速调速有应用。
其输出频率范围为：0-17（1/2－1/3 输入电压频率），所以不能满足许多应用的要求，而且当时没有IGBT，只有SCR，所以应用范围有限。
变频器其工作原理是将三相工频电源经过几组相控开关控制直接产生所需要变压变频电源，其优点是效率高，能量可以方便返回电网，其最大的缺点输出的最高频率必须小于输入电源频率1/3或1/2，否则输出波形太差，电机产生抖动，不能工作。
故交交变频器至今局限低转速调速场合，因而大大限制了它的使用范围。
变频器电路结构框架图矩阵式变频器是一种交交直接变频器，由9个直接接于三相输入和输出之间的开关阵组成。
电力电子变流技术
A
P1
N1
P2
N2
N2
K
G
A
P1
N1
G
P2
N2
K
3. 晶闸管的工作原理
IG↑→Ib2↑→IC2(Ib1)↑→IC1↑
欲使晶闸管导通需具备两个条件：
① 应在晶闸管的阳极与阴极之间加上正向电压。 ② 应在晶闸管的门极与阴极之间也加上正向电压和电流。
晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用，故晶闸管为半控型器 件。
重复峰值电压URRM 取反向不重复峰值电压URSM的80％称为反向重复峰 值电压URRM，也被定义为二极管的额定电压URR。显 然，URRM小于二极管的反向击穿电压URO。
(2) 额定电流IFR
二极管的额定电流IFR被定义为其额定发热所允许的正弦半波电流 平均值。其正向导通流过额定电流时的电压降UFR一般为1～2V。 当二极管在规定的环境温度为+40℃和散热条件下工作时，通过正 弦半波电流平均值IFR时，其管芯PN结温升不超过允许值。若正弦 电流的最大值为Im，则额定电流为
电力电子变流技术
电能有直流(DC)和交流(AC)两大类。前者有电压幅值 和极性的不同，后者除电压幅值和极性外，还有频率 和相位的差别。
实际应用中，常常需要在两种电能之间，或对同种电 能的一个或多个参数(如电压，电流，频率和功率因 数等)进行变换。
变换器共有四种类型：
交流-直流(AC-DC)变换 直流-交流(DC-AC)变换：
1.2 晶闸管
晶闸管(Thyristor)就是硅晶体闸流管，普通晶闸管也 称为可控硅SCR, 普通晶闸管是一种具有开关作用的 大功率半导体器件。
1.2.1 晶闸管的结构和工作原理
1.晶闸管的外形
变频器工作原理-整流逆变演示幻灯片
SPWM 2. 电压型正弦波脉宽调制（SPWM）
变频器及应用技术
35
2.6 SPWM变频器的工作原理：
❖所谓正弦波脉宽调制(SPWM)就是把正弦波 等效为一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形， 如图4所示，等效的原则是面积相等。
u
u rU
uc urV
urW
O
t
u UN'
Ud
2
O
Ud
t
2
u VN'
电路有公共端，连线方便。
T
a
VT1
b
VT2
c ud
VT3
R id
图3-19 三相半波可控整流电路
10
2.3.2共阳极三相半波可控整流电路
❖电路
➢ 共阳极电路，即将三个晶 闸管的阳极连在一起，其 阴极分别接变压器三相绕 组，变压器的零线作为输
T
a
b
VT1 VT2
c
VT3
出电压的正端，晶闸管共 阳极端作为输出电压的负 端，如图2-26所示。
16
（3）ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，所以三相全桥电路称 为6脉波整流电路；
（4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲： 可采用两种方法：一种是宽脉冲触发(大于600)
另一种是双脉冲触发（常用）：在Ud的六个时间段，均给应该导 通的SCR提供触发脉冲，而不管其原来是否导通。所以每隔600 就需要提供两个触发脉冲。 实际提供脉冲的顺序为：1,2 - 2,3 - 3,4 - 4,5 - 5,6 - 6,1 - 1,2，不断 重复。 （5）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同， 晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同为：
➢ 这种共阳极电路接法，对
变频器工作原理
变频器工作原理及应用一、变频器简介变频器，英文名为frequency changer或frequency converter，是一种用来改变交流电频率电气设备。
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。
此外，它还具有改变交流电电压辅助功能。
过去，变频器一般被包含电动发电机、旋转转换器等电气设备中。
半导体电子设备出现，人们已经可以生产完全独立变频器。
变频技术就是通过改变交流电频率的方式实现交流电控制的技术就叫变频技术。
变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。
20世纪60年代后半期开始，电力电子器件从SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制品闸管)发展到今天的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)，器件的更新促使电力变换技术的不断发展。
20世纪70年代开始，脉宽调制变压变频(PWM—VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。
20世纪80年代，作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣，并得出诸多优化模式，其中以鞍形波PWM模式效果最佳。
20世纪80年代后半期开始，美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并广泛应用。
VVVF变频器的控制相对简单，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。
但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较小，受定子电阻压降的影响比较显著，故造成输出最大转矩减小。
另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，因此人们又研究出矢量控制变频调速。
矢量控制变频调速的做法是：将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic、通过三相—二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流)，然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1、价等，成本较 高
2、系统可靠性比定频空调低 由于变频空调的结构特殊， 复杂精密的电控系统，制冷系 统，让变频空调的整体可靠性 打折
4、谐波污染 这是变频空调的致命弱点， 谐波就是变频控制器在变频 过程或者调整过程中产生的 电磁波，这是一种高频的电 磁污染，对人体有害。
什么是变频空调 变频空调与定频空调的区别 变频空调的优缺点 变流新变频——格兰仕空调
什么是变频空调
变频空调是在定频空调的基础上选用了变频专用压缩机 ，增加了变频控制系统。它的基本结构和制冷原理和定频 空调完全相同。
变频空调主机能自动进行无级变速，能根据房间情况自动 提供所需的冷（热）量，即室内温度达到期望值后，空凋主机 则以能够准确保持这一温度的恒定速度运转，实现“不停机运 转”，从而保证环境温度的稳定。
耗电量：
变频空调的耗电量始终 比定频空调要少
省电达到30%～45%
定频空调运行如在城市中开车遇到红灯需停车一样，不能持续运行，详细比较 请看下图：
型式 一般 驾驶 损耗性 驾驶
场合
发动机状态 耗油量
高速公路 城市中 经常遇到塞车
调节转速
少
不断开、关
多
型式 变频空调 定频空调
压缩机状态 调节转速 不断开、关
首先，我们来了解变频技术的发展： 低价 交流 变频 变频 直流 机 空调 变频 空调 单转子变频压缩机
(假变频）
变流 科技 变频 空调
采用交流变频压缩机
(需经二次整流）
采用直流数字变转速压缩机
(现在产品通用技术）
优化整流过程，降低能耗
(为直流变频空调的升级版，格兰仕专有）
变流技术是伴随着半导体器件的发展而发展出来的一种交叉新技术； 是指利用电子电力器械（变流变频器），改变电压、电流、波形、频率 等一个或者多个电子工业特征，避免产生功能损耗的过程。 变流技术本质上是一种升级的直流变频，但是为了与第三代直流变 频区分，故称其为变流技术。
变频技术与变流科技
中山格兰仕家用电器销售有限公司终端部
“你好，欢迎光临， 变流新变频，格兰仕空调”
是2012年格兰仕空调终端统一的欢迎辞！ 无论是千里冰封的东北漠河，还是椰岛枫林的南海，都 要听到同一个声音！
随着变频技术的提升和空调市场的变化，变频空调已 经越来越受消费者的追捧，作为空调的一线销售人员，掌 握变频技术，是争取市场占有率的第一步。 接下来，我们将了解，什么是变频空调，格兰仕的变 流技术和传统变频相比，又有哪些优势？
有变频控制器
压缩机不同
将传统的定频压缩机换装为变频压缩机
变频压缩机是由变频电 机和压缩主机构成，可以在 额定的范围内无级调速，根 据需要输出制冷热功率。
在1——130赫兹内 能无极调速。
节流元件不同
将毛细管换为电子膨胀阀
电子膨胀阀是一个可以自动 控制制冷剂流量的毛细管，能实 现制冷剂流动的自动调节，以适 应变频压缩机不断变化的排气量， 同时对制冷剂进行截流降压，使 液态制冷剂变成气液混合的制冷 剂，便于制冷剂蒸发，从而使空 调系统始终保持在最佳的状态下 运行，以达到制冷的目的。
以上为变频空调与格兰仕变流技术的相关知识， 请各位牢记并运用到销售中，
行动起来，圆梦三甲！
谢谢！
3、使用维护成本高 变频控制器，变频压缩机， 电子膨胀阀等精密部件的价 值太高，特别是变频控制器 和电子膨胀阀都属于易损耗 部件，维护，保养成本是一 笔可观的开支
自2000年进入空调行业来，格兰仕一直致力打造最尖 端、最实用的空调，从预防外机生锈的不锈钢空调，到能 杀菌的光波空调，如今，应市场变频空调的增长需求，格 兰仕强势推出变流技术，打造全世界最领先的变频空调。
根据压缩机排气量调节 冷媒流量的大小。
变频空调的优缺点 优点 1、节能
缺点
价格高
2、低噪音
3、温控精度高 4、调温速度快 5、电压要求低
系统可靠性比定频低
维护成本较高 谐波污染
定频：每一次开启都需要较大 的启动电流，运行的时 候也一直保持满负荷的 运转。 变频：只在刚启动的时候会进 行100%的运转，之后就 进入到低转速的状态， 相对的，其耗电量也大 大降低了。
空调 型式 定频 变频
室内 温度
温度控制
依靠压缩机 不断启停 改变压缩机 的转速
温度波动 范围 4℃ 1℃
太热了
28℃
定频空调反复停止、运行，人 体感觉忽冷忽热。
好舒服
26.5℃ 26℃ 25.5℃
变频空调始终在控温，人体感 觉舒适。
24℃
不暖和
时间
变频空调开机即能以最大频率运行，最大化缩短制冷制 热的时间，以最短的时间调节室内温度，满足您对房间温度 变化的迫切要求！
炎热的夏日，感受瞬间凉爽
寒冷的冬天，感受瞬间温暖
空调型式 定频
对电压要求 高
电压范围 180V-250V
变频
低
开
150V-264V
升频 恢复
示例：
电压 电压 180V 150V 定频空调当电压 不足180V时， 无法启动、运行。 关
180V
降频
变频空调当电压不足 180V时，仍可低频启动， 或者低频运行，待电压恢 复后升频运行。
耗电量
少 多
空调型式 定频 变频
压缩机状态 不断启停 始终为满负荷运转 自动调节转速 大多处于低负荷运转
噪音 大 小
空调启动时会有电机启动声，由于定频空调始终只能以高频率运行， 故噪音值比较大；变频空调多数时间处于低频率运行状态，故噪音值较 定频空调而言更低； 现在空调技术日趋成熟，无论定频变频，格兰仕空调都能做到23分 贝以内的低噪音值，但是变频空调更加静音。
基本结构（包括：压缩机、蒸发器、冷凝器、电控系统等） 制冷原理与定频空调是完全相同。
变频空调与定频空调的区别
控制器不同
压缩机不同
节流元件不同
控制器不同
在原有的电脑板基础上，增加了变频控制器系统
变频控制系统是在原有电脑 板的基础上增加了变频控制系 统，变频控制器接受空调微电 脑的指令，向变频压缩机提供 频率可变的交变电流，控制变 频压缩机的转速和输出功率。
更顺畅：自动调节至压缩机的最佳频率，降低变频阻力。 更长寿：有效减阻，减缓压缩机疲劳。 更节能：降低了压缩机在每一次频率转换过程中的阻力， 使得压缩机更加节能；
更安静：优化后的压缩机在合理的范围内运行，避免了因 高频工作而产生的震动噪音，让空调更安静！
所以，比较直流技术，格兰仕变流技术如下特点： 1、变流技术是在直流变频技术上升级而成，是第四代变频技术，也是目前行业 最领先的变频技术。 2、变频都是通过变频器改变压缩机转速，不同在于直流技术是直接改变压缩机 转速，压缩机运行的频率不一定是最佳的，而变流技术是改变电压、电流等电子 工业特征，从而改变压缩机的运行频率，使压缩机始终在最佳频率下运行，故能 更顺畅、更静音、更平稳、更长寿、更节能。