变频器讲座(有动画)
变频器基础讲座(三)
变频器基础讲座（三）作者：佚名文章来源：网上收集点击数：685 更新时间：2007-7-24 【文章收藏】中国技术资料网本讲讨论变频器电机的转矩问题。
当电机的旋转速度改变时，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，我们经常听到下面的说法："电机在工频电源供电时（*1）时，电机的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"。
如果用大的电压和频率起动电机，例如使用工频电网直接供电，就会产生一个大的起动冲击（大的起动电流 (*2) ）。
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，所以电机产生的转矩要小于工频电网供电的转矩值。
所以变频器驱动的电机起动电流要小些。
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。
当变频器调速到大于60Hz频率时，电机的输出转矩将降低，通常的电机是按50Hz(60Hz)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60Hz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)更正一下: 最后一段应全为"50Hz"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.(我们先不考虑短时的过流过压).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/30 A. 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, w增加了, 所以转矩会相应减小.我们还可以再换一个角度来看:电机的定子电压 U = E + I*R (I为电流, R为电子电阻, E为感应电势)可以看出, U,I不变时, E也不变.而E = k*f*X, (k:常数, f: 频率, X:磁通), 所以当f由50-->60Hz时, X会相应减小对于电机来说, T=K*I*X, (K:常数, I:电流, X:磁通), 因此转矩T会跟着磁通X减小而减小.同时, 小于50Hz时, 由于I*R很小, 所以U/f=E/f不变时, 磁通(X)为常数. 转矩T和电流成正比. 这也就是为什么通常用变频器的过流能力来描述其过载(转矩)能力. 并称为恒转矩调速(额定电流不变-->最大转矩不变)结论: 当变频器输出频率从50Hz以上增加时, 电机的输出转矩会减小.其他和输出转矩有关的因素载波频率: 一般变频器所标的额定电流都是以最高载波频率, 最高环境温度下能保证持续输出的数值.一般变频器如果负载能力不够, 大都是变频器检测到电流太大而报警如果降低载波频率, 但是电机的电流不会受到影响. 虽然元器件的发热会减小,但我觉得这个量很难定量给出, 不同功率的也不同. 一般的厂商会在功率器件选型上留很大的裕量. 不大会因为你设定的载波频率小了而把内部的电流保护水平放宽. 就向厂商不会因为检测到周围温度比较低时就增大变频器保护电流值.海拔高度: 海拔高度增加, 对散热和绝缘性能都有影响.一般1000m以下可以不考虑. 以上每1000米降容5%就可以了。
变频器基础讲座(一)
变频器基础讲座（一）变频的基本概念1.什么是变频器？VVVF 改变电压、改变频率（Variable Voltage and Variable Frequency）的缩写。
CVCF 恒电压、恒频率（Constant Voltage and Constant Frequency）的缩写.各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均为400V/50Hz 或200V/60Hz（50Hz），等等。
通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。
为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC）。
把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。
由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”，故该产品本身就被命名为“inverter”，即：变频器 变频器也可用于家电等领域。
用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。
2. 部分常用术语中英文对照变频器：inverter (日本常用)，AC Drive (欧美常用)，Frequency Converter (欧州常用) 变流器 converters 整流 rectifying-rectification 整流器 rectifier 逆变 inverting-inversion 逆变器 inverter 转矩脉动 torque pulsation 脉宽调制 (PWM) pulse width modulation 谐波 harmonic 矢量控制(VC) vector control 直接转矩控制(DTC) direct torque control 四象限运行 Four quadrant operation 再生(制动) Regeneration 直流制动 d.c braking 漏电流 leak current 滤波器 filter 电抗器 reactor 电位器 potentiometer 编码器encoder, PLG (pulse generator) 定子 stator 转子 rotor3. 变频器和软启动器变频器：变频变压。
变频器培训课件ppt课件
行业定制化
针对不同行业和应用场景， 开发定制化的变频器产品， 以满足特定需求并优化性能 。
感谢您的观看
THANKS
实施效果
03
通过变频器控制，实现了空调系统的智能调节，提高了室内环
境的舒适度和空调系统的能效比。
电梯控制系统应用案例
案例背景
某高层住宅电梯控制系统，需保证电梯运行平稳、快速响 应乘客需求。
解决方案
采用变频器控制电梯曳引机电机，根据电梯运行状态和乘 客需求实时调整电机转速和制动力矩，保证电梯运行平稳 、快速响应。
程序编写方法及技巧
编程语言基础
编程技巧与规范
简要介绍变频器编程所涉及的编程语 言基础，如变量、数据类型、控制结 构等。
分享一些实用的编程技巧和规范，如 代码优化、错误处理、注释规范等， 提高学员的编程效率和代码质量。
程序结构与设计
讲解变频器程序的结构和设计方法， 包括主程序、子程序、中断程序等的 设计思路和实现方法。
欠压故障
变频器输出电压过低，可能是电源电 压过低、电源缺相等原因导致。
过热故障
变频器内部温度过高，可能是散热系 统不良、环境温度过高等原因导致。
故障排除方法和步骤
识别故障现象
根据变频器的故障指示或报警信息，识别 出具体的故障现象。
排除故障
根据故障原因，采取相应的措施进行故障 排除，如更换损坏的部件、调整参数设置
实施效果
通过变频器控制，实现了电梯控制系统的精确控制，提高 了电梯的运行效率和乘客的舒适度。同时，变频器还具有 节能效果，降低了电梯的能耗和运行成本。
05
变频器维护保养与故障排 除
日常维护保养项目
清洁变频器表面
定期清除变频器表面的 灰尘、油污等杂物，保
2024版变频器技术培训课件pptx
调试技巧与经验分享
分享在调试过程中积累的技巧和经验，如如何快速定位问题、如 何解决常见错误等。
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04
变频器选型、安装与 调试
2024/1/25
18
选型原则及注意事项
负载特性
根据负载类型（如恒转矩、变转矩）、 负载变化范围及启动频率等选择合适 的变频器。
逐一测试各项功能，如正反转、多段速、模 拟量输入/输出等，确保功能正常。
负载试车
常见问题处理
在空载试车正常后，逐步增加负载进行试车， 观察变频器运行情况和负载响应。
针对调试过程中出现的常见问题，如过流、 过压、欠压等，分析原因并采取相应的处理 措施。
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21
05
变频器维护保养与故 障排除
2024/1/25
8
变频器分类及应用领域
新能源领域
如风力发电、太阳能发电等新能源设备的驱动和控制。
其他领域
如楼宇自动化、智能家居等领域的驱动和控制。
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02
变频器硬件组成与结 构
2024/1/25
10
主电路结构
整流电路
将交流电转换为直流电， 通常采用三相桥式不可控 整流电路。
2024/1/25
和腐蚀性气体。
2024/1/25
安装空间
预留足够的空间以便于 散热和维护。
电源连接
通讯接口
按照规范连接电源，确 保接地良好，避免电磁
干扰。
根据需要连接通讯接口， 如RS485、CAN等，以 便实现远程控制和监控。
20
调试过程及常见问题处理
参数设置
变频器基本原理讲座
调速的优缺点
调速的优点包括
可实现无级调速，调速范围广， 动态响应速度快，能够有效地节 约能源等。
调速的缺点包括
成本较高，对电机和传动系统有 一定的冲击，可能会产生谐波干 扰等。
05
变频器的使用和维护
变频器的安装与调试
安装环境
选择干燥、通风良好、无腐蚀性气体 的环境，避免阳光直射和靠近热源。
电缆连接
变频器能够实现电机的软启动和平稳 运行，从而减少机械磨损，延长设备 使用寿命。
节能降耗
通过调节电机的工作频率，变频器可 以有效降低能源消耗，为企业节约成 本。
变频器的应用领域
01
02
03
04
工业自动化
在工业自动化生产线中，变频 器广泛应用于各种电机设备的
调速控制。
电力、能源
变频器在电力、能源领域用于 调节风机、水泵等设备的运行
速度，实现节能减排。
交通运输
在交通运输领域，变频器用于 控制电梯、地铁、动车等设备
的运行速度和加速度。
家电行业
在家电产品中，变频技术也得 到了广泛应用，如空调、冰箱 、洗衣机等电器的电机调速。
02
变频器的基本原理
变频器的组成
01
02
03
主电路
包括输入端、整流器、滤 波器和逆变器，用于实现 电能的处理和转换。
04
变频器的调速原理
调速原理简介
变频器是一种电力控制设备，通 过改变电机输入电源的频率来调 节电机的转速，从而实现调速的
目的。
变频器的基本原理基于电机学和 电力电子技术，通过控制电源的 频率来实现对电机转速的精确控
制。
变频器主要由整流器、滤波器、 逆变器和控制器等部分组成，各 部分协同工作，实现电源频率的
变频器工作原理及应用-PPT
变频器选型—选型原则
确定负载可能出现的最大电流，以此电流作为待选变频器的额定电流。如果该
电流小于适配电机额定电流，则按适配电机选择对应变频器，考虑成本因素， 如
选用的是通用变频器，则可以选择P型机
以下情况要考虑容量放大一档：
1、长期高温大负荷
2、异常或故障停机会出现灾难性后果的现场
3、目标负载波动大
4、现场电网长期偏低而负载接近额定
5、绕线电机、同步电机或多极电机（6极以上）
变频器选型—选型原则
充分了解各变频器支持的选配件是正确选配的基础。 对于变频器的选配件选配，必须要把握以下几个原则： 以下情况要选用交流输入电抗器、直流电抗器
民用场合，如：宾馆中央空调、电机功率大于55KW以上 电网品质恶劣或容量偏小的场合 如不选用可能会造成干扰、三相电流偏差大，变频器频繁炸机 以下情况要选用交流输出电抗器 变频器到电机线路超过100米（一般原则） 以下情况一般要选用制动单元和制动电阻 提升负载 频繁快速加减速 大惯量（自由停车需要1min以上，恒速运行电流小于加速电流的设备）
变频器保护功能
由于变频器大量的使用了各种半导体器件，如整流桥、IGBT、电解电容等， 要想保证变频器长期稳定工作，则必须保证各器件工作在其允许条件下。 超出条件则必须立刻或延时停止变频器工作，待异常条件消失后才能重 新开始工作，如保护失效或动作延迟将导致变频器出现不可恢复性损害。
变频器的保护功能
T电机转矩
T负载转矩
T电机转矩>T负载转矩－－－加速运行 T电机转矩<T负载转矩－－－减速运行 T电机转矩＝T负载转矩－－－恒速运行
电机转矩控制性能是影响电气传动系统性能高低的最重要因素 加减速时间和电机转矩、负载转矩以及系统惯量有关
《变频器使用培训》课件
带载调试
在电机带载的情况下，启 动变频器并检查其运行状 态和电机性能。
参数设置
根据实际需求，通过操作 面板或通讯接口对变频器 的参数进行设置和调整。
变频器的调试方法与参数设置
频率设置
设置变频器的输出频率，以满足电机转速的要求。
控制模式设置
选择适合的控制模式，如速度控制、转矩控制等。
变频器的调试方法与参数设置
恢复正常。
05
安全注意事项
操作变频器的安全规范
01
操作前确保电源已断开 ，避免带电操作引发触 电事故。
02
操作时应佩戴合适的防 护眼镜和手套，防止飞 溅物伤害。
03
操作时禁止吸烟、吃东 西，避免意外事故发生 。
04
操作时应遵循先启动后 加负载的原则，避免设 备损坏或人员伤亡。
安全防护措施与设备
03
变频器的使用与维护
变频器的操作面板介绍
操作面板概述
介绍操作面板的组成和功能，包括显 示屏幕、按键、旋钮等。
按键功能说明
显示屏幕内容解读
解释显示屏幕上的各种参数和状态信 息，如频率、电流、电压、故障代码 等。
详细解释每个按键的功能和使用方法 ，如启动、停止、加速、减速等。
变频器的常用功能与参数设置
电缆连接
按照接线图正确连接电源 和电机电缆，确保接线牢 固、安全。
变频器的安装步骤与注意事项
• 接地处理：按照安全规定进行接地处理，确保设备安全运 行。
变频器的安装步骤与注意事项
注意安全
在安装过程中，务必注意安全， 避免触电等事故发生。
遵守规定
遵守相关国家和地区的电气安全 法规和标准。
变频器的安装步骤与注意事项
某工厂操作工在操作变频器时未断开电源，导致 触电事故发生，造成人员伤亡。
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
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O
t
u UN'
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Ud
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2
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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
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专用变频器
风机 水泵型 伺服型 高压型 专用设备型
2.变频器容量的选择
①一拖一：一般与电动机的功率相同 以下情况需要高一档次:六极 八极电机，加减速时间
较短，启动转矩要大。
②一拖几
同时启动同时停止 IIm 不同时启动不同时停止 IIm 0 .9 IM m s
3.变频器功能参数的设置
①无特殊要求默认“出厂设置”，按要求重新设 置
②使用变频器调速后，是否还需要减速机？ 答：一般不需要，但长期工作频率在低频时，加 减速机后效果更好。
③变频器的输出电流为什么会大于输入电流？
答：测量误差。输出频率低于基本频率时，
ViIi=VoIo Vi=C 因为Vo下降 所以Io上升。 ④变频器驱动电机，电机为何易发热？
输出
三相0-50(200)Hz
n-380V 等效正弦波 实际PWM波
二 变频器的基本结构
所有变频器其基本结构相同，但具体电 路各有差异。
A.主电路(主回路)
①整流电路:将三相交流电变成脉动直流电
②滤波电路:使脉动直流电成为较平滑的直流电
滤波元件
电容器 电压型变频器 电感器 电流型变频器
③限流电路:限止刚接通电源时的充电电流，以
欢迎参加龙川钢管变频器 培训
变频器的原理和结构
❖原则: 轻理论、重基本概念、旨在解决 实际问题
❖内容: 变频器的基本原理、应用技术、 维护修理
❖要求: 多提问题:听课时的问题、工作 中遇到的问题
一.异步电动机变频调速的基本原理
1
.结构
定子 转子
定子绕组、铁芯、机座
绕线式:三相转子绕组 可串电 阻 鼠笼式
通过检测到的定子电压和电流直接在定 子坐标下可计算出电动机的电磁转矩。转速和 转矩的测量值与给定值进行比较，通过磁通调 节器和转速调节器控制逆变器的开关状态，获 取相应的空间电压矢量，由空间电压矢量直接 控制电机的转速和电磁转矩，达到调速的目的。
四.变频器的应用
1.变频器的选择
通用变频器
U/f 控制方式 一般性能的调速 矢量 直接转矩 高性能的调速
(5)点动频率—调试点动时的输出频率，一般较低 (6)上升时间—指变频器启动到输出最高频率所需
的时间
(7)下降时间—变频器从最高频率下降到零频率 需的时间
(8)上升，下降方式 线性方式 S型方式(反) 半S型方式(反)
(9)停止方式
正常(停止)—停止时输出频率逐渐 下降
自由滑行—停止时变频器停止输出
④操作面板:一是用于显示，另外作为操作键盘 ⑤CPU:变频器的核心电路，按照相关信号控制变
频器的工作
⑥开关电源:向控制电路提供所需的直流工作电压
变频器实物
操作面板
内部整体结构
电路主体结构
主电路
三.变频器的控制方式
变频器的输出电压必须与输出频率按比例变化。
忽略定子绕组漏阻抗,每相定子绕组上的电动势则
2.旋转磁场:
当三相对称的电流流入三相定子绕组后，
电动机内便会产生旋转磁场.
方向:相序决定
大小:电流决定
转速: f1=50
n
0
P
6
0 P
f1
1
(亦称同步转速)
2
3
4
工频 n0= 3000 1500 1000 750
3.异步电动机的旋转
通入三相电源 → 产生旋转磁场 → 转子 导条切割磁场 → 产生感应电动势(电流) 带电导体在磁场中 → 产生电磁力 → 对轴 心产生二个方向相反、大小相等的电磁转矩 → 转子旋转
4.转速
转子与旋转磁场有相对运动是电动机旋转的
原因 nn0n0 (称异步电动机)
s n n0 n
n0
n0
nn0(1s)60 Pf1(1s)
5.调速方法
（1）.改变极对数P 调速电机
（2）.改变转差率S 滑差电机
（3）.改变频率 f1 变频调速
6.异步电动机变频调速(实际应用)
输入
三相 50Hz 380V 正弦波
①交流电动机转换成直流电动机
②交流电流分解 励磁电流分量 转矩电流分量
（一）交流电动机转换成直流电动机
（2）构思框图
3.直接转矩控制方式
对于拖动系统而言
TM＞TL n↑ TM＜TL n↓ TM=TL n不变 TM—电机转矩 TL—负载转矩 n —电机转速
转子电磁机链的。电磁转矩TM决定于电机的定子磁链和
②主要功能参数名词解释 (1)基本频率—电动机电源的额定频率 (2)最高频率—指给定信号为最大值时变频器的 输出频率 (3)上、下限频率—变频器的输出频率被限制在 这两个频率之间
既 当X≤XL fx=fL,，X≥XH fx=fH 操作面板控制，效果相同
(4)回避频率—能使调速系输入相关电机参数 在线：可以随温度变化而自动修正
参数，使运行保持稳定
4.变频器输出频率的几种控制方法
① 操作面板控制 ②电压控制 0-5V(0-10V、0-15V) ③电流控制 4-20mA(0-20mA) ④通讯控制 通过通讯接口 ⑤脉冲控制
. 5变频器调速的问与答
①如何选择变频器的载波频率? 答：所谓载波频率是指变频器输出的PWM信号 的频率。一般0.5-12KHz之间可通过功能参数设 定。载波频率较高时，噪音可以减小，电机发热 和对外干扰会增强。
保护整流二极管
④制动电路:吸收泵生电压和增大电机制动转矩
⑤逆变电路:在驱动电路的控制，将直流电变成
交流电.
B.控制电路
①保护电路:由取样、放大、处理三部分电路组成 ②驱动电路:把CPU送出的PWM信号进行电压和功
率放大，控制逆变电路中六个开关器 件
③I/O电路:处理变频器对外输入和输出相关信号的 电路
·Z1I1是电机内阻压降
对于风机水泵型负载 使用中发现节能效果显著,同时控制也方便，广泛应用 于电力拖动(恒转矩或恒功率负载)。
（1）.采用低频补偿,将Z1I1补上 2）.E1/f1=C 控制方式
2.矢量控制方式
目的:达到直流调速的性能
方法:仿直流调速
直流调速
励磁电流 —— 控制磁场 电枢电流 —— 控制转矩
U1≈E1=4.44K1w1f1φm=Kf1φm
设 U1=C 不变
则φm∝ 1/f1
f1↑→ φm↓→ Tm ↓ 电动机功率变小
f1↓→ φm↑→ 磁饱和
定子电流增大 涡流严重
发热
所以 必须使 φm=C 要求U1/ f1=C
1.U1 / f1=C 控制方式
因为 U1=Z1I1+E1
f1较高时 U1较大 Z1I1影响较小 f1较低时 U1较低 Z1I1影响较大