通用变频器功能解析

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通用变频器的基本工作原理

第1章通用变频器的基本工作原理
§1.1 交－直－交变频器的基本工作原理
§1.2 交－交变频器的工作原理
§1.3 变频器的分类 §1.4 通用变频器的面板结构 §1.5 通用变频器的接线端子
§1.1 交－直－交变频器的基本工作原理
变频器的功能就是将频率、电压都固定的交流电源变
成频率、电压都连续可调的三相交流电源。按照变换环节
§1.2 交－交变频器的工作原理
交－交变频器是指无直流中间环节，直接将电网固定频率的恒压恒频（CVCF）交流电源变换成变压变频（VVVF）交流电源的变频器，因此称之为“直接”变压变频器或交－交变频器，亦称周波变换器（Cycloconverter）。
1.2.1 交－交变频器的基本原理在有源逆变电路中，若采用两组反向并联的可控整流电路，适当控制各组可控硅的关断与导通，就可以在负载上得到电压极性和大小都改变的直流电压。若再适当控制正反两组可控硅的切换频率，在负载两端就能得到交变的输出电压，从而实现交－交直接变频。
虽然SPWM电压波形与正弦波相差甚远，但由于变频器的负载是电感性负载电动机，而流过电感的电流是不能突变的，当把调制频率为几kHz的SPWM电压波形加到电动机时，其电流波形就是比较好的正弦波了。 1.1.3 通用变频器电压与频率的关系
U
为了充分利用电机铁心，发挥电机转矩的最佳性能，适合各种不同种类的负载，通用变频器电压与频率之间的关系如图1.1.11所示。
2、基频以上调速在基频以上调速时，频率可以从基频往上增高，但电压U却始终保持为额定电压，输出功率基本保持不变。所以，在基频以上变频调速属于恒功率调速。由此可见，通用变频器属于变压变频(VVVF)装置，其中VVVF是英文Variable Voltage Variable Frequency的缩写。这是通用变频器工作的最基本方式，也是设计变频器时所满足的最基本要求。

变频器功能参数

变频器功能参数变频器是一种用来调节电机转速的电子设备，可以将输入电源的频率和电压进行调节，从而改变电机的转速和运行效果。

它常用于工业生产中，能够提高生产效率、节约能源和保护设备。

下面是对变频器的功能参数的详细介绍。

1.频率控制范围：变频器能够调节电机的转速范围，通常以赫兹（Hz）为单位来表示。

频率控制范围描述了变频器能够改变电机转速的上下限，比如从0赫兹到60赫兹。

较大的频率控制范围意味着变频器能够适应更广泛的应用需求。

2.频率精度：这是指变频器输出电源频率与设定频率之间的差异或偏差。

通常以百分比为单位来表示，如±0.01%。

较高的频率精度意味着变频器能够更准确地控制电机的转速，提供更稳定的输出。

3.输出电压范围：变频器可以调整电机输出电压的范围，通常以伏特（V）为单位。

输出电压范围描述了变频器能够改变电机负载的功率输出，比如从0V到380V。

较大的输出电压范围意味着变频器能够适应不同负载的需求。

4.输出功率范围：这是指变频器能够调节电机输出功率的范围，通常以千瓦（KW）为单位。

输出功率范围描述了变频器能够适应不同负载和电机的需求。

较大的输出功率范围意味着变频器可以应对更高功率的电机运行需求。

5.效率：变频器的效率表示其能够将输入电能转化为输出电能的比例。

通常以百分比表示，如95%。

较高的效率意味着变频器在工作过程中能够减少能量的损耗，从而提高能源利用率。

6.响应时间：这是指变频器从接收到外部信号到输出电压或频率发生变化的时间间隔。

较短的响应时间表示变频器能够更快地响应和调节电机的转速，提供更精确的控制。

7.过载能力：变频器的过载能力是指其能够承受短时间内额定负载之上的电流。

过载能力决定了变频器是否能够适应高负载的运行条件，以防止设备的损坏和故障。

8.保护功能：变频器通常具有多种保护功能，用于保护电机和变频器自身免受过热、过电压、过电流和短路等问题的影响。

保护功能可包括过载保护、过热保护、欠压保护和过压保护等。

变频器参数及功能详解

变频器参数及功能详解变频器（Variable Frequency Drive，简称VFD）是一种用于控制电机转速的设备，常用于各种工业应用中。

它通过改变电源供电频率来控制电机的转速，并具有很多功能和参数，下面将对其进行详细解释。

一、变频器的参数：1.额定功率：变频器的设计功率，用于指定其适用的电机功率范围。

通常以千瓦（kW）为单位。

2.输入电压：变频器所需的电源电压范围。

3.输出电压：变频器提供给电机的电压范围。

4.频率范围：变频器可以提供的输出频率范围。

通常为0~50Hz或0~60Hz。

5.控制方式：包括V/F控制、矢量控制、直接转矩控制等不同的控制策略。

6.开关频率：变频器的开关频率指的是电子元器件的开关频率，通常以千赫兹（kHz）为单位。

开关频率越高，变频器的响应速度越快。

7.额定电流：变频器的设计电流，用于指定其适用的电机电流范围。

通常以安培（A）为单位。

8.过载能力：变频器超过额定功率时的容忍能力。

9.效率：变频器的电能转换效率，即输入功率和输出功率之间的比例关系。

二、变频器的功能：1.转速调节功能：变频器可以通过改变输出频率来实现电机的转速调节，从而适应不同的工作要求。

2.启动和停止功能：变频器具有启动和停止电机的功能，可以实现平滑启动和停止，避免电机过电流和机械冲击。

3.过载保护功能：变频器可以监测电机的电流和温度，当超过设定值时，会提供过载保护，以避免电机过载损坏。

4.节能功能：由于变频器通过调节电机的转速来匹配工作负载要求，可以实现节能效果。

尤其在轻负荷和部分负荷时，能够减少能源消耗。

5.故障检测功能：变频器可以检测电机和本身的故障，例如过电流、过温、短路等，以及供电电源的异常情况，并通过警报或自动停机功能及时发出警告。

6.其他辅助功能：例如，变频器可以提供电机的正反转功能、运行/停止按钮、速度预设功能、运行时间计数器等，以满足实际工作需要。

总结：变频器是一种用于控制电机速度的设备，具有多种功能和参数，可以实现电机的平滑启动、转速调节、节能效果、故障保护等。

变频器有哪些功能

变频器有哪些功能
变频器是一种将交流电源转换为可变频率输出的控制设备，广泛应用于工业生产中的电机控制系统。

变频器具有多种功能，下面将介绍其中的几种常见功能。

1. 可变频率输出：变频器可以根据需求灵活地调节输出频率，使电机能够在不同的转速下工作。

通过改变输出频率，可以实现电机的无级调速，适应不同工况下的需要。

2. 增加转矩控制和启动控制功能：变频器可以在电机启动时提供较大的启动转矩，保证启动时的顺利进行，并且可以通过控制输出电流，实现电机转矩的精确控制。

这样可以避免电机在启动和停止过程中的冲击和机械损坏。

3. 节能：变频器可以通过调整电机的工作频率，使电机的转速得到控制，从而实现能量的节约。

例如，在负载较小的情况下可以降低电机的转速，减少能耗。

因此，变频器被广泛应用于风机、水泵等需要经常调整转速的设备上，以提高能源利用率。

4. 提供保护功能：变频器可以监测电流、电压、温度等参数，及时发现电机运行中的异常情况，并采取相应的措施，保护电机和变频器自身的安全。

例如，在电机过载或短路时，变频器可以自动切断电流，避免电机受损。

5. 具备通讯功能：现代的变频器通常具备通讯接口，可以与上位机或其他设备进行数据交互。

这样可以实现对变频器的远程监控和控制，方便对生产过程进行管理和调整。

总之，变频器作为一种重要的控制设备，具有多种功能，包括可变频率输出、增加转矩和启动控制功能、节能、提供保护功能以及具备通讯功能等。

这些功能使得电机能够更加灵活、高效地工作，提高了生产效率和设备的稳定性。

变频器功能解析(一)--频率的给定与相关功能

变频器功能解析（一）－－频率的给定与相关功能1 频率给定的方式与选择1.1 基础概念(1) 给定方式的基本含义要调节变频器的输出频率，必须首先向变频器提供改变频率的信号，这个信号，称为频率给定信号，也有称为频率指令信号或频率参考信号的。

所谓给定方式，就是调节变频器输出频率的具体方法, 也就是提供给定信号的方式。

(2) 面板给定方式通过面板上的键盘或电位器进行频率给定(即调节频率)的方式，称为面板给定方式，面板给定又有两种情况如图1所示:(a) 键盘给定频率的大小通过键盘上的升键(▲键)和降键(q键)来进行给定。

键盘给定属于数字量给定，精度较高。

(b) 电位器给定部分变频器在面板上设置了电位器，如图1(a)所示。

频率大小也可以通过电位器来调节。

电位器给定属于模拟量给定，精度稍低。

图1 频率的面板给定方式多数变频器在面板上并无电位器，故说明书中所说的“面板给定”，实际就是键盘给定。

变频器的面板通常可以取下，通过延长线安置在用户操作方便的地方，如图2所示。

图2 面板遥控给定此外, 采用哪一种给定方式, 须通过功能预置来事先决定。

(3) 外部给定方式从外接输入端子输入频率给定信号，来调节变频器输出频率的大小，称为外部给定，或远控给定。

主要的外部给定方式有:(a) 外接模拟量给定通过外接给定端子从变频器外部输入模拟量信号(电压或电流)进行给定，并通过调节给定信号的大小来调节变频器的输出频率。

模拟量给定信号的种类有:·电压信号以电压大小作为给定信号。

给定信号的范围有:0~10v、2~10v、0~±10v、0~5v、1~5v、0~±5v 等。

·电流信号以电流大小作为给定信号。

给定信号的范围有:0~20ma、4~20ma等。

(b) 外接数字量给定通过外接开关量端子输入开关信号进行给定。

(d) 通讯给定由plc或计算机通过通讯接口进行频率给定。

[全]变频器的基本用途及功能

变频器的基本用途及功能变频器是将工频交流电源变换为频率和电压可调的交流电源，实现交流电动机调速的电气装置，已广泛应用于工农业生产的各个领域。

因此，变频器的应用知识已是机电工程技术人员必备的技能之一。

变频器，采用高性能的U/f控制和矢量控制技术，提供低速高转矩输出，具有良好的动态特性、超强的过载能力，创新的内部互联功能更具有无可比拟的灵活性。

变频器可工作于缺省的工厂设置状态下，是为数量众多的简单电动机变速驱动系统供电的理想变频驱动装置。

用户可以根据需要设置相关参数，充分利用变频器所具有的全面、完善的控制功能，为需要多种功能的复杂电动机控制系统服务。

1.1 、变频器的概念变频器是将工频交流电源变换为频率和电压可调的三相交流电源的电气装置，用以驱动交流异步电动机实现变频调速，如图1所示。

图1根据交流异步电动机的转速表达式：图21.2、电动机变频传动（1）利用变频器可实现交流电动机调速。

由于变频器可以看作一个频率可调的交流电源，对于现有恒速运转的电动机，只要在电源和电动机之间接入变频器和相应设备，就可对电动机实现调速控制，而无需对电动机和系统进行设备改造。

（2）具有较宽的调速范围和较高的调速精度。

通用变频器的调速范围可以达到1：10以上，而高性能的矢量型变频器的调速范围可达1：1000。

而且采用矢量控制方式的变频器对异步电动机进行调速控制时，还可控制电动机的输出转矩。

（3）可减小电动机的启动电流。

电动机工频电源直接启动时，启动电流是额定电流的4到7倍，这个电流将大大增加电动机绕组的电应力并产生热量，从而降低电动机的使用寿命。

而变频器调速时则可从零转速零电压启动，按斜坡函数的规律进行加速，从而限制了电动机的启动电流。

（4）可实现高转速、高电压、大电流控制。

目前高频变频器的输出频率可以达到3000KHz，当利用这种高速变频器对2极异步电动机进行驱动时，可以得到180000转/分的高转速。

随着变频技术的不断发展，高频变频器的输出频率也在不断提高，高速驱动也是变频器调速控制的一个重要优势。

变频器作用与功能讲解

变频器作用与功能讲解
变频器，又称变频调速器，是一种能够改变电机转速的电子设备。

主要功能是将恒定的电源频率变为可调范围内的不同频率，从而控制电机的转速和负载运行状态。

下面是变频器作用与功能的详细讲解：
1. 控制电机转速
变频器可以根据需要，调整输出频率，实现电机转速控制。

当电机的负载有所变化时，变频器可以调整电机的转速，以保证电机的稳定运行。

2. 节能降耗
由于变频器可以自动调整电机转速，使电机始终运行在最佳效率点，所以相比于传统的启停控制方法，能节约能源，降低能耗，达到节能降耗的目的。

3. 提高负载适应性
变频器具有快速反应的特点，对于负载的变化，可以及时自动调整输出频率，保证电机在不同负载条件下的正常运行，从而达到提高负载适应性的目的。

4. 增加电机寿命
由于变频器可以调整电机运行状态，提供了更加精准的电机控制，避免了电机在高速、大负载和启动时受到过大冲击，减少了电机的损耗，从而延长了电机的使用寿命。

5. 提高系统可靠性
变频器具有自我保护和遥控功能，一旦出现异常情况，会立即停机并保护电机不受损伤。

同时，也减少了人员操作和维护等因素的影响，提高了系统的可靠性。

总之，变频器是一种能够提供精准电机控制的电子设备，具备控制电机转速、节能降耗、提高负载适应性、增加电机寿命和提高系统可靠性等功能，广泛应用于各种工业领域的电机控制中。

变频器的作用是什么变频器的功能作用介绍

变频器的作用是什么变频器的功能作用介绍变频器，也叫频率变换器、变频调速器或者交流电调速器，是一种能够将电源的固定频率交流电转变为可调频率的交流电的电力电子设备。

它通过控制交流电源的电压、频率和电流来改变电动机的转速和运行状态，实现对电动机的调速和控制，广泛应用于工业自动化、能源节约和环境保护领域。

1.调速功能：变频器通过改变输出电压的频率和大小，可实现对电机的调速，满足不同工艺要求和工作负荷变化的需要。

相比传统的调速方式，变频器调速更加灵活、精确，可实现精细调节，提高生产效率和产品质量。

2.节能功能：变频器通过控制电机的转速和负荷，可有效减少电机的无效功率损耗，达到节能的目的。

尤其在一些负载变化较大、工作时间较长的设备中，如风机、泵等，变频器的节能效果尤为显著。

3.保护功能：变频器可提供多种保护功能，包括过载保护、短路保护、过电压保护、欠电压保护、过热保护等。

一旦电机出现异常工况，变频器可迅速切断电源，防止设备损坏和人身安全事故的发生。

4.起动功能：传统的起动方式对电机的电击、冲击大，容易损坏电机和传输设备。

而变频器通过逐渐加速的方式起动电机，使电机在稳步运行状态下启动，能够避免起动过程中的冲击和振动，延长电机和设备的使用寿命。

5.多功能控制：变频器不仅可以实现对电机的调速控制，还可以根据不同的工艺要求，通过编程实现多种功能控制，如定时控制、跟随控制、位置控制、压力控制等。

这为各行各业的自动化生产提供了更多可能性。

6.提高工作环境：由于变频器可通过调节转速避免电机噪音和振动，减少机械零部件的磨损，提高工作环境的舒适度和安全性。

同时，变频器的高效节能功能也可以减少电机的热量产生，降低电气设备与环境温度，减轻制冷设备的负担。

7.电网改善：由于变频器能够降低电机的启动电流，减少电网的峰值负荷，使电网能够更稳定可靠地工作，减少对电网的冲击和损坏。

总之，变频器作为一种功能强大的电力电子设备，可以实现电动机的调速和控制，具有精准的调速性能、良好的节能效果、全面的保护功能等优点，广泛应用于各个行业领域，推动了工业自动化的发展，为节能减排和环保做出了重要贡献。

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➢ 控制线应与主回路动力线分开，控制线采用屏蔽电缆。
22. 变频器与负载的配置
➢ 变频器长期工作电流
I I I 变长= 电×115% （电-- 电动机额定电流）
➢ 变频器短期工作电流（可持续1～2分钟）
I I I 变短= 变×150% （变-- 变频器额定电流）
➢ 变频器瞬时工作电流（可持续数秒钟）
I I 变瞬= 变×180%
二. 电动机的基础知识
1. 异步电动机构造和原理
图2-1 异步电动机构造
a）外形 b）定子 c）转子
2. 旋转原理
图2-2 三相交流异步电动机旋转原理
a）三相交流电流 b）三相绕组 c）旋转原理
3. 电动机定子和转子的能量传递
图2-3 能量传递
a）从电能转变成机械能 b）定子与转子能量传递
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
图3-5 GTR逆变桥
7. IGBT绝缘栅晶体管
图3-6 IGBT逆变桥
8. 变频器主电路图
整流电路
滤波电路 KS
制动电路 P
逆变电路
VD1 VD3 VD5 RS
V1
V3
5. 避免变频器安装在产生水滴飞溅的场合。
6. 不准将P+、 P-、PB任何两端短路。
7. 主回路端子与导线必须牢固连接。
8. 变频器驱动三相交流电机长期低速运转时，建议选用变频电机。
9. 变频器驱动电机长期超过50HZ运行时，应保证电机轴承等机械装置在使用的速度范围内，注意电机和设备的震动、噪音。
4. 定子和转子电流间的关系
图2-4
电流特性：
➢ 输入电机电流=励磁电流+转矩电流 ➢ 输出电流取决于负载的大小
5. 电动势平衡示意图
图2-5 定子侧电动势平衡图
6.负载改变时的速度变化
图2-6 负载变化、速度变化
a）负载较轻
b）机械特性 c）负载较重
7.异步电动机的特性 :
• 启动力矩——电动机停止，通电后, 电动机产生的力矩 Ts=1.25TN ;
V5
~380
50HZ
C1
D1
C2
RB
D3
D5
V4
V6
V2
VD4 VD6 VD2 RC1、2
VB IB
D4
D6
D2
N
图3-7 变频器主电路结构图
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
• 最大转矩——电动机在最大转差Sm时，产生的最大转矩Tm; • 空载电流——空载电流主要是励磁电流，转速几乎达到同步; • 电动状态——电机产生转矩，带动负载转动; • 再生制动状态——由于负载原因，电机实际转速超过同步转
速，即设备带动电机转动.
三.变频器调速原理
1.变频调速原理
~ 380V
50HZ f = 0~ 500HZ
16. 变频不变压磁通饱和
图3-15 频率下降出现磁通饱和
17. 磁路饱和的结果
图3-16 励磁电流饱和与磁通的关系 a）简单磁路 b）磁通不饱和 c）磁通深度饱和
18. 保持磁通不变
图3-17 保持磁通不变的途径
变频须变压：
➢定子绕组电动势：E1 = 4.44 K1 N1 f1 Φ U1 ≈E1 故 U1=KM f1 Φ Φ = KΦU1 / f1 = 常数故 U1 / f1 = 常数
a）逆变电路 b）输出电压波形 c）输出电压等效波形
12. 电动机状态
图3-11 电动机状态
a）空载示意图 b）矢量图 c）电路图 d）电压、电流曲线
13. 励磁状态
图3-12 励磁状态
a）带载示意图 b）矢量图 c）电路图 d）电压、电流曲线
14. 发电机状态
图3-13 发电机状态
a）重载示意图 b）矢量图 c）电路图 d）电压、电流曲线
反并联二极管的作用：
电机绕组磁场作功，发电状态，电流通过反并联二极管流向直流电路。
15. 磁通传递能量
图3-14 异步电动机的能量传递
磁通量须恒定
Φ↓→TM = KT I2 ΦM COSφ2↓ Φ↑→ 磁路饱和→励磁电流畸变，产生尖峰电流 ➢ 磁通量Φ↑磁路饱和电流增大 ➢ 磁通量Φ↓电机转矩TM下降
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
滤
逆
流
波
变
器
器
器
图3-2 交—直—交变频器主回路图
3. 三相逆变桥示意图
图3-3 三相逆变桥
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
21. 变频器使用寿命
影响变频器寿命的元件大致有三种：
➢ 自身冷却风扇 ➢ 上电时限流电阻短路接触器 ➢ 中间环节大容量电解电容注意：前两个元件是机械磨损元件，一般寿命为五年，第三个元件规定为五年，一般情况下五年后测量一下电容值，如果小于额定值的80%就应更换，实际上，如果变频器一直连续运行，电解电容可用十年。
10. 变频器驱动减速箱、齿轮等需要润滑机械装置，在长期低速运行时应注意润滑效果。
11. 变频器在一确定频率工作时，如遇到负载装置的机械共振点，应设置跳跃频率避开共振点。
12. 变频器与电机之间连线过长，应加输出电抗器。
13. 严禁在变频器的输入侧使用接触器等开关器件进行频繁启停操作。
14. 电机首次使用或长期放置后使用，必须对电机进行绝缘检测。使用500V电压型兆欧表检测，电机绝缘电阻大于5MΩ。
15. 对电机绝缘检测时必须将变频器与电机连线断开。
16. 在变频器的输出侧，严禁连接功率因数补偿器、电容、防雷压敏电阻。
17. 变频器的输出侧严禁安装接触器、开关器件。
18. 变频器在海拔1000米以上地区使用时，须降额使用。
19. 变频器输入侧与电源之间应安装空气开关和熔断器。
20. 变频器输出侧不必安装热继电器。
一 .变频器使用注意事项
变频器使用注意事项
1 ．严禁将变频器的输出端子 U 、 V 、 W 连接到 AC 电源上。
2．变频器要正确接地，接地电阻小于10Ω。
3．变频器存放两年以上，通电时应先用调压器逐渐升高电压。存放半年或一年应通电运行一天。
4．变频器断开电源后，待几分钟后方可维护操作，直流母线电压（P+，P-）应在25V以下。