变频器基础知识
变频器入门知识
第一、什么是变频器？
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。
n = 60f/p n: 同步速度 f: 电源频率 p: 电机极数 改变频率和电压是最优的电机控制方法，如果仅改变频率，电机将被烧坏。特别是当频率降低时，该问题就非常突出。为了防止电机烧毁事故的发生，变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。例如：为了使电机的旋转速度减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz，这时变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。例如：为了使电机的旋转速度减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz，这时变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。
⑤按用途分是属于高性能通用变频器.
第三、变频器有什么分类?
变频器的分类方式很多,这里主要对交-直-交变频器进行分类.
①按直流电源的性质分:电流型变频器和电压型变频器.
②按输出电压调节方式分:PAM方式、PWM方式和高载波变频率PWM方式.
③按控制方式分:U/F控制、转差频率控制、矢量控制.
高性能通用变频器主要分三类:有速度传感器的矢量控制变频器、无速度传感器的矢量控制变频器、无速度传感器的直接转矩矢量控制变频器。
变频器知识点
变频器知识点一、知识概述《变频器知识点》①基本定义：变频器呢，简单说就是一种能改变电动机工作电源频率的设备。
电动机一般接在电源上就按照固定的频率转，有了变频器，就可以自由改变这个频率了。
就好比是汽车的调速器，本来车按照一个速度跑，这个调速器能让车想快就快，想慢就慢。
②重要程度：在电机控制领域，它的地位可是相当重要。
可以精确控制电机的转速、转矩等关键参数。
在工业生产、建筑行业的电梯控制，甚至家里的变频空调都离不了。
③前置知识：得先对电路知识有点了解，像电压、电流这些概念得知道。
还得知道电机是怎么工作的，最起码得知道电机转速和电源频率有关系。
④应用价值：实际应用场景超级多。
在工厂里，那些需要精确控制速度的生产机械，像车床。
假如不精确控制速度，生产出来的零件可能就不合格。
还有大型的通风设备，根据实际需求调节风速，节省能源。
二、知识体系①知识图谱：在电气学科里，变频器属于电机控制这一块的重要组成部分。
它与电机学、电力电子技术等知识都有密切联系。
②关联知识：和电机知识关联紧密，因为它是用来控制电机的。
还和电力电子电路知识有关，变频器内部就是靠各种电力电子元件来实现变频功能的。
③重难点分析：掌握的难点在于理解变频原理。
像逆变电路、整流电路在变频器里怎么协同工作的，说实话挺绕的。
关键点在于把变频的控制逻辑搞清楚，知道怎么根据需求设置参数。
④考点分析：在电气相关的考试里，可能会让你画变频器的主电路结构，或者写简单的控制程序逻辑。
一般会结合电机的运行情况一起考查。
三、详细讲解【理论概念类】①概念辨析：变频器核心就是能把恒压恒频的交流电变成可变频率可变电压的交流电。
比如说家里插座的电是220V、50Hz的交流电，变频器进去这样的电，出来的电频率和电压可以按照设定变化。
②特征分析：它能实现电机的软启动，就像慢慢地给汽车踩油门一样，电机启动的时候不会一下子就很大电流。
还可以实现无级调速，不像有级调速只能固定几个速度。
③分类说明：按变频方式分，有交- 交变频和交- 直- 交变频。
变频器基础知识及应用指南
去 掉 减 速 器
图4-4 用变频器取代减速器
5. 增强带负载的能力
4. 开关元器件应满足的条件
图3-4 开关元器件的条件
开关元器件应满足的条件
1.
能承受足够大的电压和电流 2. 允许长时间频繁接通和关断 3. 接通和关断的控制十分方便 IGBT的特点：
耐压1200V 开关频率高达30 ~ 40KHZ 驱动电路电流小，功耗很少
6. GTR大功率晶体管
~380
50HZ
N
图3-7 变频器主电路结构图
控制端子接线图
9. 整流和滤波电路
图3-8 整流和滤波电路
10. 充电过程的限流电路
图3-9 合上电源时的充电过程
11. 逆变电路的基本结构
图3-10 逆变电路的结构
a） 逆变电路 b）输出电压波形 c）输出电压等效波形
1、测试整流电路 找到变频器内部直流电源的P(positive)端和N(negative)端，将万用表调到电阻X10档，红表棒接 到P，黑表棒分别依到R、S、T，应该有大约几十欧的阻值，且基本平衡。相反将黑表棒接到P端，红 表棒依次接到R、S、T，有一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到N端，重复以上步骤，都应得到 相同结果。如果有以下结果，可以判定电路已出现异常，A.阻值三相不平衡，可以说明整流桥故障。 B.红表棒接P端时，电阻无穷大，可以断定整流桥故障或起动电阻出现故障。
三.变频器调速原理
1.变频调速原理
~ 380V 50HZ
f = 0~ 500HZ
图 3-1 变频调速 • 变频调速 f • 变极对数调速 P • 变转差率调速 S
2. 交—直—交变频器基本结构
整 流 器
滤 波 器
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
变频器基础原理知识
变频器基础原理知识1.变频器基础1: VVVF 是Variable Voltage and Variable Frequency 的缩写，意为改变电压和改变频率，也就是人们所说的变压变频。
2: CVCF 是Constant Voltage and Constant Frequency 的缩写，意为恒电压、恒频率，也就是人们所说的恒压恒频。
我们使用的电源分为交流电源和直流电源，一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压，整流滤波后得到的。
交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95％左右。
无论是用于家庭还是用于工厂，单相交流电源和三相交流电源，其电压和频率均按各国的规定有一定的标准，如我国大陆规定，直接用户单相交流电为220V，三相交流电线电压为380V，频率为50Hz，其它国家的电源电压和频率可能于我国的电压和频率不同，如有单相100V/60Hz，三相200V/60Hz等等，标准的电压和频率的交流供电电源叫工频交流电。
通常，把电压和频率固定不变的工频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），这个过程叫整流。
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)。
一般逆变器是把直流电源逆变为一定的固定频率和一定电压的逆变电源。
对于逆变为频率可调、电压可调的逆变器我们称为变频器。
变频器输出的波形是模拟正弦波，主要是用在三相异步电动机调速用，又叫变频调速器。
对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器，要对波形进行整理，可以输出标准的正弦波，叫变频电源。
一般变频电源是变频器价格的15－－20倍。
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产品。
使用变频器的家电产品中，不仅有电机（例如空调等），还有荧光灯等产品。
变频器基础知识
变频器基础知识变频器是一种用于改变交流电频率的电子设备，也被称为变频调速器或电机调速器。
其主要作用是将来自电源的交流电转换为所需的频率和电压以驱动电机运行。
变频器在工业生产和日常生活中起着重要作用，本文将介绍变频器的基础知识。
一、变频器的工作原理变频器通过将交流电转换为直流电，再将直流电转换为所需的频率和电压信号来控制电机运行。
其基本构成由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
首先，交流电通过整流器将交流电转换为直流电。
然后通过滤波器去除电流中的谐波和干扰，使电流更加稳定。
接下来，逆变器将直流电转换为所需的交流电频率和电压信号。
最后，控制电路根据设定的参数来调整逆变器的输出信号，以实现电机的精确控制。
二、变频器的优势和应用领域1. 节能降耗：变频器可以根据实际负载条件智能调整电机的转速和运行状态，实现节能降耗的效果。
通过减少机械设备的启停次数和降低设备的运行速度，可以降低电机的能耗，并减少电机的磨损和故障率，延长设备的使用寿命。
2. 调速控制：变频器具有精确的调速控制能力，可以根据实际需要灵活地调整电机的转速和运行方式。
无论是低速运行、中速运行还是高速运行，变频器都可以满足不同的工业生产和设备驱动需求。
3. 软启动和平稳运行：变频器具有软启动功能，可以使电机在启动过程中渐进加速，避免了电机启动时的冲击和压力。
此外，变频器可以实现电机的平稳运行，减小了机械设备的振动和噪音。
4. 提高生产效率：变频器可以根据工艺要求和实际需要调整电机的转速，从而实现生产过程的精确控制。
例如，在纺织、化工、食品等行业，通过合理地调整电机的转速和材料的输送速度，可以提高生产效率并减少产品质量缺陷。
变频器广泛应用于各个领域，如冶金、化工、食品、建筑、纺织、电力等。
无论是驱动机械设备，还是控制生产过程，都可以借助变频器来实现需要的电机调速和精确控制。
三、变频器的选型和安装注意事项1. 负载特性：在选择变频器时，需要考虑电机的负载特性和工作环境。
变频器基础知识大全
变频器基础知识大全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电源变换为另一频率的电能控制装置.2、PWM和PAM的不同点是什么?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值方式.PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅度调制) 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.3、电压型与电流型有什么不同?变频器的主电路大体上可分为两类: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,其直流回路滤波石电感.4、为什么变频器的电压与电流成比例的改变?异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的,在额定频率下,如果电压一定而只降低频率,那么磁通就过大,磁回路饱和,严重时将烧毁电机.因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制变频器输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生.这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器.5、电动机使用工频电源驱动时,电压下降则电流增加;对于变频器驱动,如果频率下降时电压也下降,那么电流是否增加?频率下降(低速)时如果输出相同的功率则电流增加但在转矩一定的条件下电流几乎不变.6、采用变频器运转时,电机的起动电流、起动转矩怎样?采用变频器运转,随着电机的加速相应提高频率和电压,起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同,为125%~200%).用工频电源直接起动时,起动电流为6~7倍,因此,将产生机械电气上的冲击.采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长).起动电流为额定电流的1.2~1.5倍,起动转矩为70%~120%额定转矩;对于带有转矩自动增强功能的变频器,起动转矩为100%以上,可以带全负载起动.7、V/f模式是什么意思?频率下降时电压V也成比例下降,这个问题已在回答4说明.V与f 的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的,通常在控制器的存储装置(ROM)中存有几种特性,可以用开关或标度盘进行选择8、按比例地改V和f时,电机的转矩如何变化?频率下降时完全成比例地降低电压,那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变,将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向.因此,在低频时给定V/f要使输出电压提高一些以便获得一定地起动转矩这种补偿称增强起动.可以采用各种方法实现有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法9、在说明书上写着变速范围60~6Hz,即10:1,那么在6Hz以下就没有输出功率吗?在6Hz以下仍可输出功率,但根据电机温升和起动转矩的大小等条件,最低使用频率取6Hz左右,此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题.变频器实际输出频率(起动频率)根据机种为0.5~3Hz.10、对于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩一定,是否可以?通常情况下时不可以的.在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)电压不变,大体为恒功率特性,在高速下要求相同转矩时,必须注意电机与变频器容量的选择.11、所谓开环是什么意思?给所使用的电机装置设速度检出器(PG),将实际转速反馈给控制装置进行控制的,称为“闭环”,不用PG运转的就叫作“开环”.通用变频器多为开环方式,也有的机种利用选件可进行PG反馈.12、实际转速对于给定速度有偏差时如何办?开环时,变频器即使输出给定频率,电机在带负载运行时,电机的转速在额定转差率的范围内(1%~5%)变动.对于要求调速精度比较高,即使负载变动也要求在近于给定速度下运转的场合,可采用具有PG反馈功能的变频器(选用件).13、如果用带有PG的电机,进行反馈后速度精度能提高吗?具有PG反馈功能的变频器,精度有提高.但速度精度的植取决于PG 本身的精度和变频器输出频率的分辨率.14、失速防止功能是什么意思?如果给定的加速时间过短,变频器的输出频率变化远远超过转速(电角频率)的变化,变频器将因流过过电流而跳闸,运转停止,这就叫作失速.为了防止失速使电机继续运转,就要检出电流的大小进行频率控制.当加速电流过大时适当放慢加速速率.减速时也是如此.两者结合起来就是失速功能.15、有加速时间与减速时间可以分别给定的机种,和加减速时间共同给定的机种,这有什么意义?加减速可以分别给定的机种,对于短时间加速、缓慢减速场合,或者对于小型机床需要严格给定生产节拍时间的场合是适宜的,但对于风机传动等场合,加减速时间都较长,加速时间和减速时间可以共同给定.16、什么是再生制动?电动机在运转中如果降低指令频率,则电动机变为异步发电机状态运行,作为制动器而工作,这就叫作再生(电气)制动.17、是否能得到更大的制动力?从电机再生出来的能量贮积在变频器的滤波电容器中,由于电容器的容量和耐压的关系,通用变频器的再生制动力约为额定转矩的10%~20%.如采用选用件制动单元,可以达到50%~100%.18、请说明变频器的保护功能?保护功能可分为以下两类:(1) 检知异常状态后自动地进行修正动作,如过电流失速防止,再生过电压失速防止.(2) 检知异常后封锁电力半导体器件PWM控制信号,使电机自动停车.如过电流切断、再生过电压切断、半导体冷却风扇过热和瞬时停电保护等.19、为什么用离合器连续负载时,变频器的保护功能就动作?用离合器连接负载时,在连接的瞬间,电机从空载状态向转差率大的区域急剧变化,流过的大电流导致变频器过电流跳闸,不能运转.20、在同一工厂内大型电机一起动,运转中变频器就停止,这是为什么?电机起动时将流过和容量相对应的起动电流,电机定子侧的变压器产生电压降,电机容量大时此压降影响也大,连接在同一变压器上的变频器将做出欠压或瞬停的判断,因而有时保护功能(IPE)动作,造成停止运转.21、什么是变频分辨率?有什么意义?对于数字控制的变频器,即使频率指令为模拟信号,输出频率也是有级给定.这个级差的最小单位就称为变频分辨率.变频分辨率通常取值为0.015~0.5Hz.例如,分辨率为0.5Hz,那么23Hz的上面可变为23.5、24.0 Hz,因此电机的动作也是有级的跟随.这样对于像连续卷取控制的用途就造成问题.在这种情况下,如果分辨率为0.015Hz左右,对于4级电机1个级差为1r/min 以下,也可充分适应.另外,有的机种给定分辨率与输出分辨率不相同.22、装设变频器时安装方向是否有限制.变频器内部和背面的结构考虑了冷却效果的,上下的关系对通风也是重要的,因此,对于单元型在盘内、挂在墙上的都取纵向位,尽可能垂直安装.23、不采用软起动,将电机直接投入到某固定频率的变频器时是否可以?在很低的频率下是可以的,但如果给定频率高则同工频电源直接起动的条件相近.将流过大的起动电流(6~7倍额定电流),由于变频器切断过电流,电机不能起动.24、电机超过60Hz运转时应注意什么问题?超过60Hz运转时应注意以下事项(1)机械和装置在该速下运转要充分可能(机械强度、噪声、振动等).(2) 电机进入恒功率输出范围,其输出转矩要能够维持工作(风机、泵等轴输出功率于速度的立方成比例增加,所以转速少许升高时也要注意).(3) 产生轴承的寿命问题,要充分加以考虑.(4) 对于中容量以上的电机特别是2极电机,在60Hz以上运转时要与厂家仔细商讨.25、变频器可以传动齿轮电机吗?根据减速机的结构和润滑方式不同,需要注意若干问题.在齿轮的结构上通常可考虑70~80Hz为最大极限,采用油润滑时,在低速下连续运转关系到齿轮的损坏等.26、变频器能用来驱动单相电机吗?可以使用单相电源吗?机基本上不能用.对于调速器开关起动式的单相电机,在工作点以下的调速范围时将烧毁辅助绕组;对于电容起动或电容运转方式的,将诱发电容器爆炸.变频器的电源通常为3相,但对于小容量的,也有用单相电源运转的机种.27、变频器本身消耗的功率有多少?它与变频器的机种、运行状态、使用频率等有关,但要回答很困难.不过在60Hz以下的变频器效率大约为94%~96%,据此可推算损耗,但内藏再生制动式(FR-K)变频器,如果把制动时的损耗也考虑进去,功率消耗将变大,对于操作盘设计等必须注意.28、为什么不能在6~60Hz全区域连续运转使用?一般电机利用装在轴上的外扇或转子端环上的叶片进行冷却,若速度降低则冷却效果下降,因而不能承受与高速运转相同的发热,必须降低在低速下的负载转矩,或采用容量大的变频器与电机组合,或采用专用电机.29、使用带制动器的电机时应注意什么?制动器励磁回路电源应取自变频器的输入侧.如果变频器正在输出功率时制动器动作,将造成过电流切断.所以要在变频器停止输出后再使制动器动作.30、想用变频器传动带有改善功率因数用电容器的电机,电机却不动,清说明原因变频器的电流流入改善功率因数用的电容器,由于其充电电流造成变频器过电流(OCT)所以不能起动,作为对策,请将电容器拆除后运转,甚至改善功率因数,在变频器的输入侧接入AC电抗器是有效的.31、变频器的寿命有多久?变频器虽为静止装置,但也有像滤波电容器、冷却风扇那样的消耗器件,如果对它们进行定期的维护,可望有10年以上的寿命.32、变频器内藏有冷却风扇,风的方向如何?风扇若是坏了会怎样?对于小容量也有无冷却风扇的机种.有风扇的机种,风的方向是从下向上,所以装设变频器的地方,上、下部不要放置妨碍吸、排气的机械器材.还有,变频器上方不要放置怕热的零件等.风扇发生故障时,由电扇停止检测或冷却风扇上的过热检测进行保护33、滤波电容器为消耗品,那么怎样判断它的寿命?作为滤波电容器使用的电容器,其静电容量随着时间的推移而缓缓减少,定期地测量静电容量,以达到产品额定容量的85%时为基准来判断寿命.34、装设变频器时安装方向是否有限制.应基本收藏在盘内,问题是采用全封闭结构的盘外形尺寸大,占用空间大,成本比较高.其措施有:(1)盘的设计要针对实际装置所需要的散热;(2)利用铝散热片、翼片冷却剂等增加冷却面积;(3) 采用热导管.此外,已开发出变频器背面可以外露的型式.35、想提高原有输送带的速度,以80Hz运转,变频器的容量该怎样选择?设基准速度为50Hz50Hz以上为恒功率输出特性.像输送带这样的恒转矩特性负载增速时,容量需要增大为80/50≈1.6倍.电机容量也像变频器一样增大.变频器工作原理变频器主要由整流(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.1. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变?*1: r/min电机旋转速度单位:每分钟旋转次数,也可表示为rpm.例如:2极电机50Hz 3000 [r/min]4极电机50Hz 1500 [r/min]结论:电机的旋转速度同频率成比例本文中所指的电机为感应式交流电机,在工业中所使用的大部分电机均为此类型电机.感应式交流电机(以后简称为电机)的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率.由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的.由于该极数值不是一个连续的数值(为2的倍数,例如极数为2,4,6),所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度.另外,频率能够在电机的外面调节后再供给电机,这样电机的旋转速度就可以被自由的控制.因此,以控制频率为目的的变频器,是做为电机调速设备的优选设备.n = 60f/pn: 同步速度f: 电源频率p: 电机极对数结论:改变频率和电压是最优的电机控制方法如果仅改变频率而不改变电压,频率降低时会使电机出于过电压(过励磁),导致电机可能被烧坏.因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压.输出频率在额定频率以上时,电压却不可以继续增加,最高只能是等于电机的额定电压.例如:为了使电机的旋转速度减半,把变频器的输出频率从50Hz改变到25Hz,这时变频器的输出电压就需要从400V改变到约200V2. 当电机的旋转速度(频率)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电机在工频电源供电时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.工频直接起动会产生一个大的起动起动电流.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,所以电机起动电流和冲击要小些.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.3. 当变频器调速到大于50Hz频率时,电机的输出转矩将降低通常的电机是按50Hz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=T e 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50Hz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)4. 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.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/30A. 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UI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.5. 其他和输出转矩有关的因素发热和散热能力决定变频器的输出电流能力,从而影响变频器的输出转矩能力.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. 降低载波频率电机的电流不会受到影响.但元器件的发热会减小.环境温度:就象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.。
变频器的一些基础知识介绍
变频器基础知识1、什么是变频器？变频器的基本功能？变频器是利用电力半导体器件（IGBT、IPM）的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
变频器的基本功能就是，将频率固定（工频通常为50Hz）交流电源（三相或单相）转换成频率在一定范围内连续可调（通常0-400Hz）三相交流电源。
2、变频器常用的控制方式有哪几种？V/F 控制、V/F+PG、无感矢量、矢量+PG。
3、变频器可以驱动哪几类电机？三相异步电机（包括普通鼠笼式电机和变频电机）、永磁同步电机。
4、三相异步电机的转速公式？N=60f/p —旋转磁场转速，n=60f(1-s)/P —电机转速N：同步转速（2 极电机3000r，4 极1500r，6 极1000r，8 极750r）；f：输入交流电源的频率（一般50Hz）；p：极对数（1、2、3、4）；n：电机转速（r/min）；s：异步电机的滑差率（无单位）。
二、目前在售产品系列1、产品系列有：PI9000：9100(9100A、9100B)、9200、9200Z、9300、9400；PI7800；PI8100。
2、简述9000 与130 的区别：A、电压等级：9000 有G1\G2\G3\G4，130 只有G1\G2\G3；B、控制方式：9000 有V/F、无PG 矢量控制、带PG 矢量控制，130 只有V/F、无PG 矢量控制；C、外围选件：9000 可以接PG 卡、485 通讯，130 不能接PG 卡、单有内置485 通讯；D、可拖动电机类型：9000 可拖动异步电机、同步电机（永磁电机），130 只能拖动异步电机。
E、功能方面：高速脉冲输入、输出9000 有，130 没有；定长和计数9000 有，130 没有；比例联动9000 有，130 没有；简易PLC功能9000 有，130 没有；参数拷贝9000 有，130 没有；按键锁定9000 没有，130 有。
休眠功能9000 有，130 没有；红外功能9000有，130 没有。
- 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)。
一、变频器的基本原理 1、 异步电动机的调速原理 2、 交流电机弱磁调速的概念 3、 V/F矢量控制调速方式
二、变频器的结构形式 1 、 一般变频器的基本构成与功能 2 、变频器主回路及控制回路构成 3 、 维修注意事项
6 、维修与保养
一．变频器的基本原理
1．步电动机的调速原理
异步电机的轴转速为：
c.逆变器
逆变器的作用是在所确定的时间里有规则地使 六个功率开关器件导通、关断,从而将直流功率变 换为所需电压和频率的交流输出功率.
d.制动单元
异步电机在再生制动区域运行时,再生能量首 先储存于储能电力电容器中,使直流电压升高.对 起重机机械系统惯量所积蓄的能量比电容器能储 存的能量大,并且需要快速制动,必须用可逆变流 器把再生能量反馈到电网侧,这样节能效果更好, 或设置制动单元,把多余再生功率消耗掉,以免直 流回路电压的上升超过限值。
（3） 再生过电压保护
采用变频器使电机快速减速时，由于再生 功率引起直流电路电压升高超过允许值时，停 止运行。
不要
PG-A2， PG-D2
不要
PG-B2， PG-X2
1：40
1：40
150%/3HZ
150%/3HZ
±2%～±3%
±0.3%
不可
不可
同时驱动多台电机， 电机参数不知道，不 能做Autotuning
机械侧已安装PG
1：100
1：100
150%/1HZ
150%/0г/min
±0.2%
±0.2%
不可
可以
2）基频以上的弱磁调速
由于v受电机额定电压限制不能继续升高， 只能通过减小来获得基频以上的调速特性，这 种定子电压不变，而减小Øm的调速区段称为 弱磁调速，也叫恒功率调速。
此时随着速度的不断升高，电机输出 转矩是在逐渐减小的。
3)特性曲制调速原理
1）V/f控制基本实现方法
控制模式 控制模式
速度检出器 速度检出器 Option 速度控制范围 启动转矩 速度控制精度 转矩控制 适用用途
5）四种控制模式的特点
v/f控制
带PG v/f控制
开环矢量控制
闭环矢量控制
电压/频率控制 （Open loop）
不要
电压/频率控制带速 度补偿
要（PG）
电流矢量不带 PG控制
不要
电流矢量带PG控制 要（PG）
2．交流电动机弱磁调速的概念
1）基频以下的恒磁通变频调速
由上节分析可知，基频（电机额定频率） 以下调速时，为保证电机负载能力，应尽量保 持主磁通Øm不变，这就要求在降低供电电源 频率f的同时，也应降低感应电动势E，使E/F 等于常数，这种恒磁通控制属于恒转矩控制方 式。
由于感应电动势均力敌E1难于检测和直 接控制，且当E和F值较高时，定子漏阻抗压降 相对较小，可近似认为E/fv/f。因此，按恒定比 例控制v/f，即可以达到恒磁通目的。
2）磁通太强，则铁芯处于过励磁状态，励磁电流过大，限制了定子电 流流的负载分量，电机负载能力下降。
主磁通也即气隙磁通是由定子、转子合成磁势 产生的，保持磁通恒定的方法：
三相异步电动机定子每相电动势的有效值为：
E1=4.44 f1N1 Øm 〈WØbm〉一定子相绕组有效砸数 Øm—每极磁通量 适当可的见控，制Ø，m是就由可E以和使FØ共m同保决持定最的值，不对变E. 和F进行
n=60×f1×(1- S)/p f1 -----定子频率 S -----异步电动机转差率
p -----磁极对数
可见，改变电动机定子侧供电电源频率，即可改变其同步转速，实现级 调速的目的。 异步电机调速时，希望尽量保持主磁通Øm不变：
1）磁通太弱，铁芯利用不充分，同样的转子电流下，电磁转矩小，电 机负载能力下降。
4）IGBT功率器件的迅速发展
① IGBT由于其开关损耗低，可使载波频率大幅度 提高到20K左右。
② 使电机电流更趋于正弦波，大大减小转矩脉动和 电机内部因脉动而造成的损耗。
③ IGBT为压控器件，门极触发功率很小，使驱动 回路简单及体积小。
④ 由于开关频率高，di/dt、dv/dt、通态电阻、阻 断电流（漏电流）等内部参数差异小，容易实现 并联扩容。
需多种调速的 场合
简易伺服驱动，高 精度速度控制，转 矩控制
变频器外接线电路
二．变频器的结构形式
1．一般变频器的基本构成与功能
1）主回路
给异步电动机提供调频调压电源的电力变换部分 ，称为主回路。 a.整流器
把工频电源变换为直流电源,电功率的传送不可逆.
b.滤波器
在整流器整流后的直流电压中,含有脉动电压,此外, 逆变器回路产生的脉动电流也使直流电压波动.为 了抑制这些电压波动采用直流电机器和电容器吸收 脉动电压(电流).
2)控制回路
a．运算回路 将外部的转速、转矩等指令同检测回路的
电流、电压信号进 行比较运算，决定变频器 的输出电压、频率。 b. 电压/电流检测回路
检测主回路电压、电流等。
c. 驱动回路 驱动主回路功率开关器件,使之导通、关断。
d. 转速检测回路 检测速度信号送入运算回路。
3）保护回路
保护回路可分为变频器保护和异步电机的保护 a、 变频器的保护 （1） 时过电流保护 由于变频器负载侧短路等原因，流过变频器元 件的电流达到异常值时，立即停止工作。 （2） 过载保护 变频器电流超过一定值，且连继流通超过规定 时间，停止工作。
② 当转矩增大到最大值以后，特性就向下弯了。
② 最大转矩随着f的降低而减少。 尽管可以采取低频补偿措施，但通常认为V/F 控制的下限频率应不小于0.3HZ.
3)矢量控制
由于V/F控制是基于异步电动机的静态数学 模型，因此，其动态指标不高，对于轧钢、造纸 等行业，还需要高品质动态指标的控制方式。
矢量控制是根据交流电动机的动态数字模型， 利用坐标变换手段，将电机的定子电流分解成磁 场分量电流和转矩分量电流，通过对一次定子电 流的大小、频率及相位进行适当的控制，可实现 矢量分解及控制。
PWM脉冲宽度调制方法（Pulse width Modulation） 利用参考电压U与载频三角波U互相比较，来决
定主功率器件的导通时间，实现调压。脉冲宽度调制 是利用相当于基波分量的信号波对三角载波进行调制 ，达到调节输出脉冲度的一种方法。
2) V/f控制方式的缺点
① 在低频时，由于V较小，定子阻抗压降的分量 比较显著，不在能忽略。