高压变频器简介
高压变频器原理
高压变频器原理
高压变频器是一种用于控制电机转速的设备，其原理是通过改变电源电压的频率来控制电机的转速。
高压变频器主要由直流电源、整流器、滤波器、逆变器和输出滤波器等组成。
首先，直流电源将交流电转化为直流电，并通过整流器和滤波器将其变成稳定的直流电。
然后，直流电源将直流电转换为需要的频率的交流电，通过逆变器将其变成交流电信号，并通过输出滤波器来除去噪声和谐波。
高压变频器的控制原理是通过改变逆变器的输出电压频率来改变电机的转速。
导弹，逆变器的输出频率通常是可调的，可以根据需要改变。
当输出频率增加时，电机的转速也会增加，而当输出频率减少时，电机的转速也会减少。
高压变频器通过改变逆变器的输出电压频率，改变电机的供电频率，从而实现对电机转速的精确控制。
此外，高压变频器还可以实现电机的软启动和软停止，避免电机在启动和停止过程中产生的过大的力矩冲击。
总的来说，高压变频器是一种通过改变电源电压的频率来控制电机转速的设备。
它的工作原理是通过逆变器改变输出电压的频率，从而实现对电机转速的准确控制。
高压变频器的工作原理与性能特点
高压变频器的工作原理与性能特点一、工作原理高压变频器是一种用于调节机电转速的电力调节设备，它通过改变电源频率来控制机电的转速。
其工作原理如下：1. 输入电源：高压变频器通常接收三相交流电源作为输入。
输入电源的电压和频率会经过变频器内部的电路转换。
2. 整流器：输入电源经过整流器，将交流电转换为直流电。
整流器通常采用可控硅技术，可以控制整流电压的大小。
3. 中间电路：直流电经过整流器后，进入中间电路。
中间电路是一个电容器和电感器的组合，用于平滑直流电压。
4. 逆变器：中间电路的直流电经过逆变器，将直流电转换为交流电。
逆变器通常采用现代功率半导体器件，如IGBT（绝缘栅双极型晶体管）。
5. 输出电源：逆变器输出的交流电经过滤波器，得到稳定的高压交流电，用于驱动机电。
6. 控制系统：高压变频器的控制系统根据用户的需求，通过调整逆变器的输出频率和电压，来控制机电的转速。
二、性能特点高压变频器具有以下性能特点：1. 转速调节范围广：高压变频器可以实现机电的连续调速，转速调节范围广，可以满足不同工况下的需求。
2. 高效节能：高压变频器采用先进的逆变器技术，可以根据负载需求自动调整输出频率和电压，使机电在高效率运行状态下工作，从而实现节能效果。
3. 良好的动态响应性：高压变频器具有快速的动态响应能力，可以实现机电的快速启停和转速调节，适合于对转速要求较高的应用场合。
4. 机电保护功能：高压变频器内置了多种保护功能，如过电流保护、过压保护、欠压保护等，可以有效保护机电的安全运行。
5. 自诊断功能：高压变频器具有自动故障检测和自诊断功能，可以实时监测设备状态，及时发现故障并提供相应的保护措施。
6. 可编程控制：高压变频器支持可编程控制功能，用户可以根据实际需求进行参数设置和逻辑控制，实现更加灵便的应用。
7. 抗干扰能力强：高压变频器采用先进的电磁兼容设计，具有良好的抗干扰能力，可以在复杂电磁环境下稳定工作。
8. 可靠性高：高压变频器采用高品质的元器件和严格的创造工艺，具有良好的可靠性和稳定性，可长期稳定运行。
高压变频器工作原理
高压变频器工作原理一、概述高压变频器是一种用于调节电机转速的电力调节设备，广泛应用于工业生产中。
通过改变电源输入电压和频率，控制电机的转速和负载，从而实现对工业生产过程的精确控制。
本文将详细介绍高压变频器的工作原理，包括其基本构成、工作原理和应用场景。
二、基本构成高压变频器主要由整流器、逆变器、滤波器、控制电路和保护电路等组成。
1. 整流器：将交流电源转换为直流电源，通常采用整流桥电路实现。
2. 逆变器：将直流电源转换为可变频率的交流电源。
逆变器通常采用IGBT（绝缘栅双极性晶体管）作为开关元件，通过控制开关元件的开关频率和占空比来调节输出电压和频率。
3. 滤波器：用于滤除逆变器输出中的谐波和干扰，保证输出电压的纯净度和稳定性。
4. 控制电路：负责接收用户输入的控制信号，通过对逆变器的控制来实现对电机转速的调节。
5. 保护电路：用于监测和保护高压变频器的工作，包括过电流保护、过温保护、短路保护等功能。
三、工作原理高压变频器的工作原理可以分为三个步骤：输入电源调整、逆变器输出调整和电机转速调整。
1. 输入电源调整：高压变频器首先将输入的三相交流电源通过整流器转换为直流电源。
整流器采用整流桥电路，将交流电源的负半周和正半周分别转换为直流电压。
整流后的直流电压经过滤波器平滑处理，得到稳定的直流电源。
2. 逆变器输出调整：经过整流和滤波后的直流电源被送入逆变器，逆变器通过控制开关元件的开关频率和占空比来调节输出电压和频率。
逆变器采用IGBT作为开关元件，通过不断切换开关状态来生成可变频率的交流电源。
逆变器输出的交流电源经过滤波器滤除谐波和干扰，得到纯净且稳定的输出电压。
3. 电机转速调整：逆变器输出的交流电源被送入电机，通过调节输出电压和频率来控制电机的转速。
高压变频器的控制电路接收用户输入的控制信号，根据用户需求调节逆变器的输出电压和频率，从而控制电机的转速。
控制电路还可以根据电机的负载情况进行动态调整，保证电机的运行稳定和效率。
高压变频器效率曲线
高压变频器效率曲线一、高压变频器简介高压变频器是一种电力电子设备，能够将交流电源转换成可控的直流电源，再将直流电源通过逆变器转换为可调节的交流电源输出。
因此，高压变频器广泛应用于工业生产中的各种机械设备中，如水泵、风机等。
二、高压变频器效率曲线概述高压变频器效率曲线是指在不同负载下高压变频器的输出功率与输入功率之比。
通常情况下，高压变频器在满负载时的效率最高，而在低负载时效率会降低。
三、高压变频器效率曲线特点1. 高效性：随着负载的增加，其效率也会随之提高；2. 低损耗：由于采用了先进的功率半导体技术和优化设计，使得其损耗非常小；3. 稳定性：在不同负载下能够保持稳定的输出功率；4. 可靠性：采用了先进的故障保护技术和多级过温保护系统，使得其具有很强的可靠性。
四、影响高压变频器效率曲线的因素1. 负载大小：负载越大，效率越高；2. 输出电压：输出电压越高，效率越低；3. 输入电压：输入电压越高，效率越低；4. 工作温度：温度过高会影响变频器的效率。
五、如何提高高压变频器的效率1. 选择合适的负载；2. 降低输出电压；3. 降低输入电压；4. 控制工作温度。
六、高压变频器效率曲线实例分析以某型号高压变频器为例，其额定功率为500KW，额定电流为1000A，额定输入电压为6KV。
在不同负载下测试得到其效率曲线如下图所示。
从图中可以看出，在满负载时该变频器的效率最高可达98%，而在50%负载时其效率约为94%，在25%负载时则只有85%左右。
因此，在实际应用中应尽量选择合适的负载以提高其效率。
七、总结高压变频器是一种非常重要的工业设备，在应用中需要注意其效率曲线。
通过选择合适的负载、控制输出电压和输入电压、控制工作温度等方法可以提高其效率。
在实际应用中，应根据具体情况选择合适的变频器以及负载，以达到最佳的效率和经济效益。
高压变频器的工作原理与性能特点
高压变频器的工作原理与性能特点高压变频器是一种电力调节设备，主要用于控制和调节电动机的转速和负载。
它通过改变电源电压和频率的方式，实现对电动机的精确控制，从而实现对机械设备的精确控制。
工作原理：高压变频器的工作原理基于变频技术和电力电子技术。
它通过将输入的交流电转换为直流电，然后再将直流电转换为可调频率和可调幅度的交流电。
具体工作原理如下：1. 输入电源：高压变频器通常接收三相交流电源，电压范围通常为380V至10000V。
2. 整流器：交流电经过整流器，将交流电转换为直流电。
整流器通常采用可控硅整流器，通过控制可控硅的导通角度，实现对直流电的控制。
3. 逆变器：直流电经过逆变器，将直流电转换为可调频率和可调幅度的交流电。
逆变器通常采用IGBT（绝缘栅双极型晶体管）作为主要元件，通过控制IGBT的开关状态，实现对输出交流电频率和幅度的控制。
4. 控制系统：高压变频器的控制系统通过对整流器和逆变器的控制，实现对输出电压、频率和电流的精确控制。
控制系统通常采用先进的数字信号处理器（DSP）和微处理器，通过对输入信号的采样和处理，实现对输出信号的精确控制。
性能特点：高压变频器具有以下几个性能特点：1. 宽频调节范围：高压变频器可以实现对电动机的宽范围频率调节，通常频率范围为0.1Hz至1000Hz。
这使得电动机可以在不同的工况下运行，提高了设备的适应性和灵活性。
2. 高效节能：高压变频器采用先进的电力电子技术，具有高效节能的特点。
通过调节电动机的转速，使其在负载变化时保持最佳运行状态，减少能量的浪费，提高了系统的能源利用率。
3. 精确控制：高压变频器具有精确的转速控制能力，可以实现对电动机的精确控制。
通过调节输出频率和电压，可以实现对电动机的精确转速控制，提高了系统的控制精度和稳定性。
4. 超载能力：高压变频器具有较强的超载能力，可以在短时间内承受较大的过载电流，保证设备的正常运行。
这使得高压变频器在起动和负载突变时具有较好的适应性和稳定性。
高压变频器的工作原理与性能特点
高压变频器的工作原理与性能特点一、工作原理高压变频器是一种用于调节机电转速的电力设备，通过改变电源输入的电压和频率，控制机电的转速。
其工作原理主要包括以下几个方面：1. 电源输入：高压变频器通常接受三相交流电源输入，输入电压范围广泛，可以适应不同的电源条件。
2. 整流：输入的交流电经过整流单元，将交流电转换为直流电。
这个过程通常采用整流桥电路来实现，将交流电转换为直流电，为后续的逆变提供直流电源。
3. 逆变：直流电经过逆变单元，将直流电转换为可调频率的交流电。
逆变单元通常采用高频开关器件（如IGBT）来实现，通过调节开关器件的开关频率和占空比，可以控制输出交流电的频率和电压。
4. 输出：逆变后的交流电经过输出滤波单元，去除杂散波形和谐波，得到稳定的输出电压和频率，供给驱动机电。
5. 控制：高压变频器通过内部的控制器，根据用户设定的转速要求，自动调节输出电压和频率，实现机电的精确控制。
二、性能特点高压变频器具有以下几个性能特点，使其在工业应用中得到广泛应用：1. 宽频调节范围：高压变频器可以实现广泛的频率调节范围，通常在0-400Hz 之间。
这使得机电可以在不同的负载条件下运行，并且实现精确的转速控制。
2. 高效节能：相比传统的调速方式（如阀门调节、机械变速器等），高压变频器具有更高的能量转换效率。
通过调整机电的转速，可以根据实际负载需求提供恰当的功率输出，从而降低能耗和运行成本。
3. 精确控制：高压变频器具有精确的转速控制能力，可以实现机电的恒定转矩调速和矢量控制。
通过内部的PID控制算法，可以根据负载变化实时调整输出电压和频率，使机电运行更加平稳。
4. 保护功能：高压变频器内置了多种保护功能，包括过电流、过电压、欠电压、过载、短路、过热等保护。
当检测到异常情况时，变频器会自动停机或者降低输出功率，保护机电和设备的安全运行。
5. 多种控制方式：高压变频器支持多种控制方式，包括本地控制、远程控制、自动控制等。
高压变频器
高压变频器是指输入电源电压在3KV以上的大功率变频器，主要电压等级有3000V、3300V、6000V、6600V、10000V等电压等级的高压大功率变频器，高压变频器主要以进口为主，我国已有高压变频器生产企业，以后我们就可以用国产的高压变频器了。
对大企业的高压电机节能也就方便多了。
高压变频器由高- 低- 高;低- 高;高- 高之分：
高- 低- 高方式高压变频器是把高压电源用变压器降压后，用低压变频器进行控制，再用升压变压器把电压升到我们使用的电压，供给高压电机使用。
一般高低高方式都用在小功率的高压电机做变频节能用。
低- 高方式高压变频器是用低压变频器控制后，直接用升压变压器把电压升到电机使用电压。
低高方式也是用在小功率高压电机做变频节能用。
高- 高方式高压变频器是直接用变频器多个模块串联后，直接使用高压电源，直接输出高压，供高压电机使用。
高高方式主要用在大功率高压电机做变频节能用。
高压变频器主要有日本富士高压变频器、日本三菱高压变频器、日本东芝高压变频器、瑞典 ABB 高压变频器、德国西门子高压变频器、美国罗宾康高压变频器、合亿高压变频器、利德华福高压变频器等。
《高压变频器》ppt课件
需求。
高可靠性
通过冗余设计、故障自诊断和容错控 制等技术，提高系统的可靠性和稳定
性。
高效率
采用先进的PWM控制技术和高效的 功率器件，实现高效率的能量转换， 降低能源浪费。
宽调速范围 能够实现电机从低速到高速的平滑调 速，满足不同工况下的运行需求。
中间直流环节
平滑直流电压，储存能量。
ABCD
整流
将三相交流电转换为直流电。
逆变
将直流电转换为频率和电压可调的三相交流电， 供给高压交流电机。
高压变频器分类
按电压等级分类
如6kV、10kV等，不同电压等级对应不同的高压变频 器产品。
按控制方式分类
包括开环控制和闭环控制（矢量控制、直接转矩控制 等）。
速度和运行性能。
节能
通过调节电机速度，使之与实际 负载需求匹配，从而达到节能效 果。
提高生产效率
优化电机运行性能，提高生产设 备的运行效率。
减少机械磨损
通过软启动和调速功能，减少电 机和机械设备的磨损。
工作原理简介
主电路结构
高压变频器主电路一般采用交-直-交结构，包括 整流器、中间直流环节和逆变器三部分。
按பைடு நூலகம்率等级分类
从小功率到大功率，不同功率等级的高压变频器适用 于不同的应用场景。
02
CATALOGUE
高压变频器市场现状及发展趋势
市场规模与增长趋势
市场规模
近年来，随着工业自动化水平的提高和能源节约需求的增加， 高压变频器市场规模不断扩大。根据市场调研数据，2022年高 压变频器市场规模已达到数十亿元人民币。
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▲高高电压型变频器
电路结构采用IGBT直接串联技术,也叫直接器件串联型高压变频器。其在直流环节使用高压电容进行滤波和储能,输出电压可达13.8KV,其优点是可以采用较低耐压的功率器件,串联桥臂上的所有IGBT作用相同,能够实现互为备用,或者进行冗余设计。缺点是电平数较低,仅为两电平,输出电压dV/dt也较大,需要采用特种电动机或加装共模电压滤波器和高压正弦波滤波器,其成本会增加许多。由于它与低压变频器有着一样的拓扑结构,因此它像低压变频器一样具有四象限运行功能,也可以实现矢量控制。
电路拓扑结构如图1所示,在低压变频器的直流环节由于采用了电感元件而得名。输入侧采用可控硅移相控制整流,控制电动机的电流,输出侧为强迫换流方式,控制电动机的频率和相位。能够实现电机的四象限运行。
▲高低高电压型变频器
前段引入降压变压器,将电网降压,然后连接低压变频器。低压变频器输入侧可采用可控硅移相控制整流,也可以采用二极管三相桥直接整流,中间直流部分采用电容平波并储能。逆变或变流电路常采用IGBT元件,通过SPWM变换,即可得到频率和幅度都可变的交流电,再经升压变压器变换成电机所需要的电压等级。需要指出的是,在变流电路至升压变压器之间还需要置入正弦波滤波器(F,否则升压变压器会因输入谐波或dv/dt过大而发热,或破坏绕组的绝缘。该正弦波滤波器成本很高,一般相当于低压变频器的1/3到1/2的价格。
高压变频器
基本信息
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。随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展,高压大功率变频调速装置不断地成熟起来,原来一直难于解决的高压问题,近年来通过器件串联或单元串联得到了很好的解决。其应用的领域和范围也越来越为广范,这使得高效、合理地利用能源(尤其是电能成为了可能。电机是国民经济中主要的耗电大户,高压大功率的更为突出,而这些设备大部分都有节能的潜力。大力发展高压大功率变频调速技术,,将是时代赋予我们的一项神圣使命,而这一使命也将具有深远的意义。
电压型高压变频器
由于在变频器的直流环节采用了电容元件而得名,随着技术的进步,高压变频器可以实现四象限运行,也能实现矢量控制,已经成为当前传动系统调速的主流产品。
高低高变频器
采用升降压的办法,将低压或通用变频器应用在中、高压环境中而得名。原理是通过降压变压器,将电网电压降到低压变频器额定或允许的电压输入范围内,经变频器的变换形成频率和幅度都可变的交流电,再经过升压变压器变换成电机所需要的电压等级。
▲高高电流型变频器
它采用GTO,SCR或IGCT元件串联的办法实现直接的高压变频,目前电压可达10KV。由于直流环节使用了电感元件,其对电流不够敏感,因此不容易发生过流故障,逆变器工作也很可靠,保护性能良好。其输入侧采用可控硅相控整流,输入电流谐波较大。变频装置容量大时要考虑对电网的污染和对通信电子设备的干扰问题。均压和缓冲电路,技术复杂,成本高。由于器件较多,装置体积大,调整和维修都比较困难。逆变桥采用强迫换流,发热量也比较大,需要解决器件的散热问题。其优点在于具有四象限运行能力,可以制动。
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。
高高变频器
高高变频器无需升降压变压器,功率器件在电网与电动机之间直接构建变换器。由于功率器件耐压问题难于解决,目前最直接的做法是采用器件串联的办法来提高电压等级,其缺点是需要解决器件均压和缓冲难题,技术复杂,难度大。但这种变频器由于没有升降压变压器,故其效率较高低高方式的高,而且结构比较紧凑。
高高变频器也可分为电流型和电压型两种。由于专利技术保护的原因,电流型的仅罗克韦尔一家,电压型的仅成都佳灵一家。
高压大功率变频调速装置被广泛地应用于石油化工、市政供水、冶金钢铁、电力能源等行业的各种风机、水泵、压缩机、轧钢机等。
分类与结构
高压变频器的种类繁多,其分类方法也多种多样。按着中间环节有无直流部分,可分为交交变频器和交直交变频器;按着直流部分的性质,可分为电流型和电压型变频器;按着有无中间低压回路,可分为高高变频器和高低高变频器;按着输出电平数,可分为两电平、三电平、五电平及多电平变频器;按着电压等级和用途,可分为通用变频器和高压变频器;按着嵌位方式,可分为二极管嵌位型和电容嵌位型变频器等等。
分类
低压型变频器
产品定义电压等级低于690V的可调输出频率交流电机驱动装置,就归类为低压变频器(如下图。目前,随着低压变频器技术的不断成熟,低压变频的应用场合决定了它不同的分类。单
从技术角度来看,低压变频器的控制方式也在一定程度上表明了它的技术流派。
正弦脉宽调制(SPWM其特点是控制电路结构简单、成本较低,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。
电压空间矢量(SVPWM它是以三相波形整体生成效果为前提,以逼近
电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次生成三相调制波形,以内切多
边形逼近圆的方式进行控制的。
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电流Ia、
这种方式,由于采用标准的低压变频器,配合降压,升压变压器,故可以任意匹配电网及电动机的电压等频器低。缺点是升降压变压器体积大,比较笨重,频率范围易受变压器的影响,还有就是由于引入了变压器使得系统效率比较低。
一般高低高变频器可分为电流型和电压型两种。
▲高低高电流型变频器
直接转矩控制(DTC方式该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足,并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。
矩阵式交—交控制方式VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。
电流型变频器
由于在变频器的直流环节采用了电感元件而得名,其优点是具有四象限运行能力,能很方便地实现电机的制动功能。缺点是需要对逆变桥进行强迫换流,装置结构复杂,调整较为困难。另外,由于电网侧采用可控硅移相整流,故输入电流谐波较大,容量大时对电网会有一定的影响。