变频器的组成与分类
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的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM 控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。
一、主电路工作方式分类：1、电压型变频器：电压型变频器与电流型变频器同属于交一直一交变频器，也由整流器、滤波器、逆变器三部分组成。
工作原理也是整流电路将电网来的交流电转换成直流电；再经三相桥式逆变电路转变为频率可调的交流电，供给推进电动机，电压型变频器的中问环节采用大电容。
2、电流型变频器：电流型工作原理是整流电路将电网来的交流电转换成直流电；再经三相桥式逆变电路转变为频率可调的交流电，供给推进电动机，电流型变频器的直流中间环节，采用大电感滤波。
3、电压型变频器和电流型变频器的区别：就是储能元件不同，电压型的储能元件是电容，电流型的是电感。
其实普通变频器应用电力电子电路，就是一个交流变直流--〉直流储能--〉直流变交流的过程。
也就是常说的整流环节--〉储能环节--〉逆变环节。
一般控制环节在逆变上，除非是四象限变频器，要用于回馈至电网的，会把整流和逆变做的结构一样。
否则的话，整流一般用晶闸管等，逆变用IGBT。
说多了，反正最后的控制都是对变流进行控制的，电压型和电流型的差别就在储能环节。
二、开关方式分类1、PAM控制变频器PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅值调制) 缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。
2、PWM控制变频器PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调制方式。
3、高载频PWM控制变频器高载频PWM控制。
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。
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。
变频器控制方式有哪些_变频器有几种控制方式_变频器的控制方式详解
变频器控制方式有哪些_变频器有几种控制方式_变频器的控制方式详解变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向，而作为变频调速系统的核心变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素，除了变频器本身制造工艺的先天条件外，对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的。
本文从工业实际出发，综述了近年来各种变频器控制方式的特点，并展望了今后的发展方向。
变频器简介1）变频器的基本结构变频器是把工频电源（50Hz或60Hz）变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。
对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。
2）变频器的分类变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM 控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。
变频器控制方式选择依据对于控制方式，要根据生产机械的具体要求来进行选择。
1、二次方律负载对于离心式风机、水泵和空气压缩机一类的二次方律负载，一般采用V/F控制方式为宜。
因为V/F控制方式有低励磁U/f线，在低频运行时可以更好地节能。
矢量控制方式实质上是使电动机始终保持额定磁通的控制方式，不可能实现低励磁。
2.恒转矩负载（1）对于负载率经常变动、调速范围又不很大的负载，一般以选择无反馈矢量控制为好，因为V/F控制方式的转矩提升量不易预置得恰到好处，但采用无馈矢量控制方式时，须注。
变频器的基础知识
变频器在长时间运行过程中保持性能 稳定的能力，包括温度稳定性、电气 性能稳定性等。
04 变频器的应用领域
工业自动化
电机控制
01
变频器在工业自动化领域中广泛应用于电机控制，通过调节电
源频率来改变电机转速，实现生产线的自动化和高效化。
过程控制
02
变频器能够精确控制工业生产过程中的各种参数，如流量、压
直接转矩控制
通过控制电机的磁通和转矩来直接控制电机的输 出转矩和速度，具有快速响应和良好的动态性能。
调速性能指标
调速范围
变频器能够调节的电机转速范围，通常 以最高转速与最低转速的比值来表示。
动态响应时间
从设定值变化到实际输出值所需的时 间，要求快速响应以减小对机械系统
的冲击。
调速精度
调速过程中实际转速与设定转速的偏 差，一般要求精度在±5%以内。
其他领域
楼宇自动化
变频器在楼宇自动化领域中用于控制 空调系统、电梯和照明等设备的运行 ，提高楼宇的能源效率和舒适度。
医疗器械
变频器在医疗器械中用于控制设备的 运行速度和精度，如呼吸机、输液泵 等，保障患者的安全和治疗质量。
05 变频器的选型与使用注意 事项
选型原则
根据电机功率选择合适的变频器
在选择变频器时，应确保其能够满足电机的功率需求，同时 留有一定的余量。
保护电路
在变频器出现异常时，及时切断主电 路和控制电路的电源，保护变频器和 电机不受损坏。
保护电路
过流保护
检测主电路的电流，当电流超过设定值时， 保护电路动作，切断电源。
欠压保护
检测直流母线的电压，当电压低于设定值时， 保护电路动作，切断电源。
过压保护
变频器的原理,组成
1、什么是变频器？变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频（50Hz）电源变换为另一频率的电能控制装置。
2变频器的组成：变频器实际上就是一个逆变器.它首先是将交流电变为直流电.然后用电子元件对直流电进行开关.变为交流电.一般功率较大的变频器用可控硅.并设一个可调频率的装置.使频率在一定范围内可调.用来控制电机的转数.使转数在一定的范围内可调，变频器广泛用于交流电机的调速中。
变频器不仅调速平滑，范围大，效率高，启动电流小，运行平稳，而且节能效果明显。
因此，交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统，越来越广泛的应用于煤炭、冶金、纺织、印染、空调，烟机生产线及楼宇、供水等领域。
变频器一般分为整流电路、平波电路、控制电路、逆变电路等几大部分。
1. 整流电路整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。
整流电路一般都是单独的一块整流模块.2. 平波电路平波电路在整流器、整流后的直流电压中含有电源6倍频率脉动电压，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容和电感吸收脉动电压(电流)，一般通用变频器电源的直流部分对主电路而言有余量，故省去电感而采用简单电容滤波平波电路。
3. 控制电路现在变频调速器基本系用16位、32位单片机或DSP为控制核心，从而实现全数字化控制。
变频器是输出电压和频率可调的调速装置。
提供控制信号的回路称为主控制电路，控制电路由以下电路构成：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”。
运算电路的控制信号送至“驱动电路”以及逆变器和电动机的“保护电路变频器采取的控制方式有：速度控制、转矩控制、PID控制或其它方式4 逆变电路逆变电路同整流电路相反，逆变电路是将直流电压变换为所要频率的交流电压，以所确定的时间使上桥、下桥的功率开关器件导通和关断。
从而可以在输出端U、V、W三相上得到相位互差120°电角度的三相交流电压3.IGBTIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型功率管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件, IGBT驱动功率小而饱和压降低。
变频器的分类作用及工作原理
变频器的分类作用及工作原理变频器是一种能够改变电源输入频率的电力转换器。
它可以将固定频率的交流电转换为可调节频率的交流电，从而使电动机实现步骤或无极调速，大大提高了电动机的效率和控制性能。
下面将详细介绍变频器的分类、作用以及工作原理。
一、变频器的分类：1.按控制方式分类：开环变频器和闭环变频器。
开环变频器只能单向探测电机转速，无法进行反馈控制；闭环变频器能够通过反馈装置实时感知电机的转速并进行调整。
2.按输出电压分类：单相变频器和三相变频器。
单相变频器输出电压只有一个相位，适用于单相电动机的调速；三相变频器输出电压具备三相电流相位，适用于三相电动机的调速。
3.按拓扑结构分类：单级变频器和多级变频器。
单级变频器电路简单，适用于小功率电动机的调速；多级变频器能够提供更高的输出电压和电流，适用于大功率电动机的调速。
4.按调速性能分类：V/F控制变频器、矢量控制变频器和直接转矩控制变频器。
V/F控制变频器能够实现简单的速度调节；矢量控制变频器在速度和转矩控制上具备更高的精度；直接转矩控制变频器能够实现更精准的速度和转矩控制。
二、变频器的作用：1.电机调速：变频器能够调控电动机的转速，使其实现步骤或无级调速。
2.节能降耗：变频器通过实时调节电机的转速，避免了电机在运行过程中的过度能量消耗，降低了能耗。
3.保护电机：变频器能够监测电机的工作状态，及时发现异常情况并对电机进行保护，延长了电机的使用寿命。
4.改善运行平稳性：变频器通过控制电机的转速和起停过程中的电流变化，使电机运行更加平稳，减少机械部件的磨损。
5.提高生产效率：变频器具备快速启动和停止的功能，能够提高生产线的效率和灵活性。
三、变频器的工作原理：变频器通过将输入的固定频率交流电源转换为可调节频率的交流电源，从而实现电机的调速控制。
其工作原理主要包括整流、滤波、逆变和控制四个阶段：1.整流：变频器首先将输入的交流电源通过整流器转换为直流电压。
整流器通常使用整流桥等电路将交流电转换为直流电。
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[讲授新课]
一
变频器组成： 主电路 控制电路
变频器的组成
（一） 、主电路 1．整流电路
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组成：VD1~VD6。 功能：将工频交流电整流为脉动直流电。 整流原理：二极管整流过程。 2．滤波电路 组成：C1、C2、R1、R2。 功能：将脉动直流电变为较平滑的直流电。 原理：电容滤波原理、电阻分压原理。
二
（一） 、按变换环节分
变频器的分类
交-直-交型：低压变频器通用，调节频率范围 较宽。
交-交型：变换效率高，可调频率范围窄，用于低
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速大容量的调速系统。 （二） 、按改变变频器输出电压的方法分 PAM 型：脉冲幅度调制，少 用。 PWM 型：脉冲宽度调制，多用。 （三） 、按电压的等级分 低压变频器：220V~460V，一般为中小容量。 高压大容量变频器： 电压等级有 3 kV 、6 kV 、 10 kV。 类型有高-低-高型和直接高 压型。 （四） 、按滤波方式分 （五） 、按用途分 电流型：电感滤波，适用于大容量变频器。 电压型：电容滤波，适用于小容量变频器。 专用型：为具体应用而设计，使用面窄、价格低、 操作简单。 通用型：用于机械传动调速，功能齐全、性能好、价格贵。
益阳高级技ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ学校
包括键盘及显示屏等。 (1) 键盘：进行运行操作或程序预置，其上有运行键；模式转换键；读 出、写入键；数据增减键；位移键；复位键；数字键。 (2) 显示屏：显示控制面板提供的各种显示数据。有两种 LED 数码显示屏：显示无单位的数字量和简单的英文代码； 液晶显示屏：显示数字和文字。 显示屏显示的数据类型： 运行数据：运行时的各种输出数据。 功能参数码：编程时的功能代码和数据。 故障代码：故障状态下的故障代码。 3．电源 为控制电路提供直流电源。其内部电源具有电压稳定性好，抗干扰能力 强等优点，并与主电路有很好的电气隔离。 4．外部端子 主电路的端子 输入端子：R、S、T 输出端子：U、V、W 控制电路的端子 输入端子 输入模拟控制端子： 接收模拟信号调节 运行频率 输入接点控制端子： 接收开关信号进行 运行控制。 输出端子 输出监视端子：输出开关信号用于报警 或运行状态指示。 输出指示端子：输出与频率成正比的模 拟信号， 用于指示各种 输出数据 （三） 、接地问题 变频器各部分均有独立的接地端，这些接地端不能连接在一起。 主电路接地端：PE 输入接点控制端子接地端：CM 输入模拟控制端子接地端：GND （四） 、RS485 通信接口 用于多个变频器之间，或变频器与计算机之间进行联网控制。
复习
外部控制端子的作用。
借助 PPT 演示、板书等多种形式启发式教学
无
1、组织教学时间 2、复习导入时间 5、作业布置时间
2 8 5
3、讲授新课时间 4、归纳小结时间
70 5
注：教案首页，教案用纸由学校另行准备
湖南省劳动厅编制
[复习导入]
试述二极管整流电路的工作原理； 说出几种常用的电力电 子器件， 并简要说明其工作原理； 什么是脉宽调制技术？ 有哪几种控制方式？
3．逆变电路 组成：VT1~VT6、VD7~VD12。 功能：将直流电变为频率和电压可调的三相交流电。 逆变原理：IGBT 可控开关、SPWM 原理。 4．指示电路 组成：R4、HL。 5．制动单元 组成：VT7、R5 功能：消耗电动机制动过程中的回馈能量，保护变频器。 制动单元工作原理：电动机制动时，回馈电流通过 VD7~VD12 给 C1、 C2 充电。当电容两端电压升到一定程度时，计算机控制 VT7 导通，电容通 过 R5 和 VT7 放电，电阻发热消耗能量，电容两端电压降低，电动机制动。 6．输入端子：R、S、T，连接电源。 7．输出端子：U、V、W，连接电动机。 （二） 、控制电路 指为主电路提供控制信号，以完成电路输出调节、各种保护，实现输出 指示的弱电电路。如图 1-20 下半部分。 各部分功能： 1．主控制板：单片机，变频器的控制中心，其功能主要有七类。 2．操作面板
湖 南 省 技 工 学 校
理
学 科 检查 签字 课题 教 学 目 的 教 学 重 点 教 学 难 点 主要 教学 方法 教 具 挂 图 教学 环节 时间 分配 教 学 后 记
论
日期
教
学
教
案
教师姓名：
变频 调速
执 行 记 录 节次 课 类 的 型 星期 班级
变频器的组成与分类 1．掌握变频器的内部电路结构； 2．掌握变频器各组成部分的功能及工作原理； 3．了解变频器的各种分类方法 变频器主电路的结构及各组成部分的功能；
[归纳小结]
1．变频器的用途、组成及各部分的工作原理； 2．变频调速过程中电动机对变频器的要求； 3．变频调速的种类；
[布置作业]
1. 变频器由哪几个部份组成？控制电路起什么作用？ 2. 变频器可以分为哪几大类？按用途可分为哪几种？
[课后预习]
通用变频器功能介绍
益阳高级技工学校