高压变频器结构原理
高压变频器工作原理
高压变频器工作原理引言概述：高压变频器是一种用于控制高压电机转速和输出功率的电子设备。
它通过改变电源频率来调节电机的转速，从而实现对设备的精确控制。
本文将详细介绍高压变频器的工作原理。
一、高压变频器的基本原理1.1 电源输入：高压变频器通常通过三相交流电源供电。
电源输入经过整流和滤波，将交流电转换为直流电，并通过电容器和电阻进行滤波，以确保电源的稳定性和纹波的降低。
1.2 逆变器：逆变器是高压变频器的核心部件，它将直流电转换为可调频率和可调幅度的交流电。
逆变器采用先进的功率半导体器件，如IGBT（绝缘栅双极型晶体管）来实现电能的转换。
逆变器通过调整开关管的通断状态和占空比来控制输出电压的频率和幅度。
1.3 控制电路：高压变频器的控制电路负责接收来自用户的控制信号，并将其转换为逆变器的控制信号。
控制电路通常由微处理器和各种传感器组成，用于监测电机的转速、温度和电流等参数，并根据用户的设定值进行调节。
二、高压变频器的工作过程2.1 输入电源调节：高压变频器首先对电源进行调节，将输入电压和频率调整为适合电机运行的工作条件。
这可以通过控制电路中的电压和频率调节模块来实现。
2.2 逆变器控制：一旦输入电源调节完成，控制电路将发送适当的控制信号给逆变器。
逆变器将根据控制信号的频率和幅度调整输出电压，以满足电机的运行需求。
逆变器还可以根据需要改变输出电压的相位和频率，以实现电机的正反转和加减速等功能。
2.3 电机驱动：逆变器输出的交流电经过滤波和放大后，驱动电机正常运行。
高压变频器可以根据电机的负载情况和运行状态进行实时调整，以提供最佳的电机控制效果。
三、高压变频器的优势3.1 节能效果：高压变频器可以根据实际负载需求调整电机的转速和输出功率，避免了传统的固定频率运行方式下的能量浪费。
通过降低电机的转速和输出功率，高压变频器可以显著降低能耗，提高能源利用效率。
3.2 精确控制：高压变频器可以根据用户的需求实现电机的精确控制。
高压变频器的工作原理
高压变频器的工作原理高压变频器是一种用于调节电动机转速的设备，它通过改变电源频率来控制电动机的转速，被广泛应用于工业生产中。
那么，高压变频器的工作原理是什么呢？接下来，我们将详细介绍高压变频器的工作原理。
首先，高压变频器的核心部件是变频器模块，它由整流器、滤波器、逆变器和控制电路等组成。
当电源输入高压变频器时，首先经过整流器将交流电转换为直流电，然后通过滤波器消除电源中的谐波和杂波，保证电源的纯净度。
接下来，直流电进入逆变器模块，逆变器将直流电再次转换为交流电，并且可以通过控制电路调节输出的频率和电压，从而控制电动机的转速。
其次，高压变频器的工作原理是基于PWM（脉宽调制）技术的。
PWM技术是通过改变信号的占空比来控制输出电压的一种技术，它可以使电压的大小和频率随着控制信号的变化而变化。
在高压变频器中，控制电路会根据电动机的实际运行情况，通过PWM技术来调节逆变器输出的电压和频率，从而实现对电动机转速的精确控制。
最后，高压变频器的工作原理还涉及到电动机的特性。
在实际工作中，高压变频器需要根据电动机的负载情况和运行需求来动态调整输出电压和频率，以确保电动机能够稳定、高效地运行。
同时，高压变频器还需要考虑电动机的起动、加速、减速和停止等过程，通过合理的控制策略来实现对电动机的精确控制。
综上所述，高压变频器的工作原理是基于变频器模块、PWM技术和电动机特性的相互作用，通过精确控制输出电压和频率来实现对电动机转速的调节。
它在工业生产中起着至关重要的作用，可以提高设备的运行效率和节能减排，是一种非常重要的电气控制设备。
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。
高压变频器工作原理
高压变频器工作原理一、引言高压变频器是一种电力传动设备，常用于电动机的调速控制。
它能够将输入的电源交流电转换为可调频率和可调电压的交流电，从而实现对电机的精确控制。
本文将详细介绍高压变频器的工作原理及其相关技术。
二、高压变频器的基本组成1. 输入电源：高压变频器通常使用三相交流电源作为输入电源，电压范围通常在6kV至13.8kV之间。
2. 整流器：高压变频器的输入电源首先经过整流器，将交流电转换为直流电。
整流器通常采用可控硅等器件。
3. 中间电路：直流电经过整流器后，进入中间电路，中间电路主要由电容器组成，用于存储能量并平滑直流电压。
4. 逆变器：中间电路的直流电经过逆变器，被转换为可调频率和可调电压的交流电。
逆变器通常采用多级逆变技术，以提高输出电压质量。
5. 控制系统：高压变频器的控制系统负责监测和控制整个系统的运行。
它通过采集电机的运行状态和用户的控制信号，对逆变器进行调节，实现对电机的精确控制。
三、高压变频器的工作原理1. 输入电源供电：将三相交流电源接入高压变频器的输入端，通过输入端的断路器和隔离开关保证系统的安全运行。
2. 整流器工作：输入电源经过输入端的整流器，将交流电转换为直流电。
整流器通过可控硅等器件进行控制，调整整流电压的大小。
3. 中间电路充电：直流电经过整流器后，进入中间电路，中间电路的电容器开始充电，存储能量并平滑直流电压。
4. 逆变器工作：中间电路的直流电经过逆变器，被转换为可调频率和可调电压的交流电。
逆变器通过多级逆变技术，将直流电转换为高质量的交流电。
5. 控制系统调节：控制系统根据电机的运行状态和用户的控制信号，对逆变器进行调节。
通过改变逆变器输出的频率和电压，实现对电机的精确控制。
6. 输出电源供电：逆变器输出的交流电经过输出端的断路器和隔离开关，供给电机运行所需的电能。
7. 反馈控制：控制系统还会采集电机的运行状态反馈信号，通过比较反馈信号与期望信号，实现闭环控制，进一步提高电机的控制精度。
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。
高压变频器的工作原理
高压变频器的工作原理
高压变频器是一种用于调节电源频率并实现电压变换的电力变频调速设备。
它能够将固定频率和电压的电源输入转换为可调节频率和电压的输出。
高压变频器的工作原理如下：
1. 整流：高压变频器首先将交流电源输入进行整流，将交流电转换为直流电。
这通常通过使用整流桥电路实现，其中包括四个二极管。
2. 滤波：直流电在通过整流后，仍然存在一些脉动，需要进行滤波以减小脉动幅度。
滤波电路通常包括电容器，用于存储电荷并平滑直流电流。
3. 逆变：经过滤波后的直流电被送入逆变器，将其转换为可调节频率和电压的交流电。
逆变器通过控制电子开关器件（例如晶闸管、IGBT等）的开关状态来实现。
4. 控制：高压变频器通常配备一个控制系统，用于控制逆变器的开关频率和占空比。
根据用户的需求，控制系统可以通过改变开关频率和占空比来实现输出频率和电压的调节。
总的来说，高压变频器通过整流、滤波、逆变和控制等过程，将固定频率和电压的输入电源转换为可调节频率和电压的输出电源。
这种调节能力使得高压变频器可以广泛应用于工业控制系统，如电机调速、电力传输、电网稳定等领域。
高压变频器的工作原理
高压变频器的工作原理高压变频器是一种广泛应用于工业领域的电力调节装置，主要用于控制和调节电机的转速和电压。
它将输入的电源交流电转换为可调节频率和电压的交流电，从而实现对电机的精确控制。
下面将详细介绍高压变频器的工作原理。
一、高压变频器的基本构造高压变频器一般由整流器、中间电路、逆变器三部分组成。
1. 整流器整流器主要将输入电源的交流电转换成直流电。
这一部分通常采用整流桥电路，将交流电通过二极管桥进行整流，得到稳定的直流电。
2. 中间电路中间电路是高压变频器的关键组成部分，主要由电容器、电感和继电器组成。
电容器用于储存电能，电感则用于平滑电流。
中间电路的作用是为逆变器提供稳定的直流电源。
3. 逆变器逆变器是高压变频器的核心部分，负责将直流电转换成可调节频率和电压的交流电。
逆变器通常由IGBT（绝缘栅双极型晶体管）构成，控制IGBT的开关频率和占空比可以实现对输出电压和频率的调节。
二、高压变频器的工作原理高压变频器的工作原理可以分为如下几个步骤：1. 电源输入当高压变频器接通电源后，输入的交流电经过整流器进行整流，转换为直流电。
直流电通过中间电路的电容器和电感，得到稳定的中间电压。
2. 逆变器控制在逆变器部分，通过对IGBT进行开关控制，将直流电转换为可调节频率和电压的交流电。
逆变器的开关频率决定了输出电压的波形，开关的占空比则决定了输出电压的大小。
3. 输出电源逆变器输出的交流电经过滤波电路后，得到稳定的输出电源。
输出电源的频率和电压可以通过调节逆变器的开关频率和占空比来实现精确的控制。
4. 电机控制最后，高压变频器将调节好的交流电供给电机，实现对电机的精确控制。
通过调整高压变频器的频率和电压，可以实现电机的变速和定速运行，满足不同工况下的需求。
三、高压变频器的优势高压变频器作为一种先进的电力调节装置，具有以下几个优势：1. 节能效果显著：高压变频器可以根据实际需求调节电机的转速，避免了传统的机械变速方式带来的能量损失，从而大大提高了能效。
高压变频器的工作原理
高压变频器的工作原理高压变频器是一种广泛应用于工业领域的电力调节设备，其主要功能是将输入电源的频率和电压转换为适合供给高压电机的输出，实现对电机转速的调节和控制。
本文将详细介绍高压变频器的工作原理。
一、高压变频器的基本构成高压变频器由整流单元、滤波单元、逆变单元、控制单元和保护单元等组成。
1. 整流单元：将交流电源转换为直流电源，通常采用全控整流桥电路实现。
2. 滤波单元：对整流后的直流电进行滤波，使输出电压平稳，减小电压脉动。
3. 逆变单元：将滤波后的直流电压转换为可调节的交流电压，一般采用高频开关器件，如IGBT等。
4. 控制单元：负责对高压变频器的工作进行调节和控制，包括输入输出信号的采集、信号处理和PWM调制等功能。
5. 保护单元：监测高压变频器的工作状态，如电流、电压、温度等参数，当出现异常情况时进行保护措施，确保设备的安全运行。
二、高压变频器的工作原理可以简单概括为四个步骤：采集输入信号、信号处理、PWM调制和输出控制。
1. 采集输入信号：高压变频器通过采集输入信号，如电流、电压和速度等参数，获取电机的实际工作状态。
2. 信号处理：通过对输入信号的处理，如滤波、放大、采样等操作，将其转换为控制单元可以处理的数字信号。
这些信号包含了电机的工作状态和外部设定的控制指令。
3. PWM调制：根据控制单元中的控制算法和调节策略，通过对逆变电路的控制，实现对输出电压的调节。
PWM调制技术可以通过改变逆变器输出电压的占空比来实现对电机转速的调节。
4. 输出控制：PWM调制后的信号经过输出滤波后供给电机，实现电机的驱动。
输出控制单元可以根据实际需要进行速度、转矩等外部参数的调节，从而实现对电机的精确控制。
三、高压变频器的优势与应用领域高压变频器具有以下几个优势：1. 能耗节约：高压变频器通过调整电机的输出频率和电压，实现对电机负载的匹配，从而达到节能的效果。
2. 精确控制：高压变频器具有精确的输出控制能力，可以实现对电机的精确调速，适应各种工况要求。
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第2章 变频器主电路分析
• 2.2.2 功率单元串联 • 为了解决输出高压问题，将多个功率单元串联，根据不同 输出电压的要求，选择串联的级数。该变频器由5个耐压 为690V的功率单元组成6KV变频器，相电压为 690V×5=3450V，线电压为： • U 线 3U 相 3450 1.732 6KV
第2章 变频器主电路分析
• 2.外部报警跳闸 • 外部报警跳闸一般有：过流、过载、过压、过热、夏天雷 电跳闸等。当出现了跳闸，要分析原因，及时处理。
第2章 变频器主电路分析
• • • • • 2.2.7 功率单元测量维修 1. 整流电路的测量 1）万用表选用 指针万用表：用X100Ω或X10 Ω挡； 数字万用表：用测晶体管挡。
第2章 变频器主电路分析
• 2.2.5 变频器的应用范围 • 在没有回馈电路情况下，即不能4象限工作。当产生小能 量的回馈电能时，可以采用制动电阻来处理。该变频器主 要用途： • 火力发电：引风机、送风机、吸尘风机、压缩机、排污泵、 锅炉给水泵、灰浆泵等； 冶金行业：引风机、吸尘风机、通风风机、泥浆泵、除垢 泵等； 石油化工：主管道泵、注水泵、锅炉给水泵、循环水泵、 潜油泵、卤水泵、引风机、气体压缩机、混合器、挤压器 等；
第2章 变频器主电路分析
• 2.2 功率单元串联高压变频器
• 2.2.1 移相变压器 • 1.输出绕组采用延边三角型连接，使每组的相角不同，使不连续的整 流电流互补，连续起来。解决整流造成的传导干扰问题。 • 2. 输出多组低电压供功率单元串联，解决管子耐压不够问题。
第2章 变频器主电路分析
• 3. 延边变压器原理
第2章 变频器主电路分析
• 2.1高压变频器分类 • 按照我国电压的划分：低于1kV，称为低压；大于lkV、 小于10kV,称为中压，10kV以上，称为高压。 • 我国在工、民、建等方面常用的电压等级为： • 220V、380V、3KV、6KV、10KV； • 在煤炭、石油、各种矿床的开采业中，除了上述电压等级 之外，还有如下电压等级： • 550V、690V（660V）、850V、1140V、1700V. • 变频器在不同的应用领域，也就具有不同的电压等级。
第2章 变频器主电路分析
• 水泥制造：窑炉引风机、生料研磨引风机、压力送风机、 主吸尘风机、冷却器吸尘风机、冷却器排风机、预热塔风 机、分选器风机、窑炉供气风机、高温风机、尾排风机等； 市政供水、污水处理：污水泵、清水泵、净化泵、生物粗 处理塔泵等； 采矿行业：矿井的排水泵和排风扇、介质泵等； 造纸：打浆机等； 制药：清洗泵等； 其他：传动机械装置、风力涡轮机、风洞试验等。 • 因该变频器的研制出发点就是风机和水泵的节能应用，又 因为风机和水泵的拥有量大、用电量大，所以该变频器用 量非常大，是高压变频器的主导机型。
主讲
王兆义
主办单位： 新疆博识通咨询有限公司 中国工业自动化培训网
1
第2章 变频器主电路分析
• • • • • 一、本章基本内容： 1. 高压变频器的电压等级 包括：电压分类、中高压的电压级别 2. 常用高压变频器的电路结构 包括：功率单元串联高压变频器、三电平高压变 频器、直接高压变频器、交—交高压变频器 • 二、要解决的问题 • 解决高压变频器主电路的拓补结构和工作原理， 为应用打基础。
将二次绕组先作三角型联接，然后在每个输出端串联上一个绕组，上 图为逆延联接，串联绕组和三角型联接绕组同相位（见图Ua1、Ua2）。 由图可见，改变串联绕组和三角型联接绕组电压的大小，可改变θ的大 小。通过逆延或顺延的联接方法，可得到 相移。
第2章 变频器主电路分析
• 多移相绕组反射到初级的电流波形
第2章 变频器主电路分析
• 2.2.3 功率单元和旁路电路 • 功率单元为三相输入、单相输出的交—直—交PWM型变 频结构。将相邻功率单元的输出端串接起来，形成Y联结 结构，实现变频的高压直接输出，供给高压电动机。 • 旁路电路是当功率单元失效后，自动将其短路，保证变频 器不间断工作。
第2章 变频器主电路分析
第2章 变频器主电路分析
• 2.2.6 变频器故障 • 1. 设备故障 • （1）因该变频器采用移相变压器和功率单元组成，移相 变压器故障率很低，功率单元内包含了整流、逆变等功率 电路，较易损坏。 • （2）损坏功率单元的原因有器件内部质量和外部过流， 因内部质量原因一般偶尔一块损坏，外部过流主要为电动 机短路，可能有多快单元损坏。 • （3）如果因内部质量原因偶尔损坏一块功率单元，可以 暂时不停机维修，如果因电动机短路造成多单元损坏，必 须停机。
功率单元
第2章 变频器主电路分析
• 2. 连接 • 连接电路如下图，由图中可见，加在每个单元上的电压为 单相，变压器不强调绕组移相。
第2章 变频器主电路分析
• 3. 应用 • 该变频器通过增加回馈功能，可以四象限运行，适应工作 在具有大量回馈电能的场合。但通过增加回馈功能，又抵 消了原来变频器的优点，所以该变频器一般应用在没有回 馈电能的场合。
第2章 变频器主电路分析
• 2.2.4 输出波形 • 逆变器输出采用多电平移相式PWM技术，同一相的功率 单元输出相同幅值和相位的基波电压，但串联各功率单元 的载波之间互相错开一定角度，实现多电平PWM，输出 电压非常接近正弦波（输出PWM波如图所示）。 • 该变频器由于输入输出波形好，被人们称为“完美无谐波 变频器”，有的资料中也称为绿色变频器。
第2章 变频器主电路分析
• 2.2.5 具有回馈功能的功率单元串联高压变频器 • 1.电路 • 为了电能回馈，整流电路由三相变为单相，变压器的结构 简化。回馈电路采用和逆变电路相同的结构，并在输入端 串入储能电感L。 • 该回馈电路在整流过程中，采用PWM整流方式，可以使 输入电流连续，消除对电网的传导干扰。因此，变压器可 以不用移相结构。
第2章 变频器主电路分析
• 该变频器由于采用了低压IGBT，成本较低。6000V变 频器要用90只二极管，60只IGBT，设备体积大。 • 该变频器因为用二极管整流，不能4象限运行，只能用在 风机、水泵等简单负载。 • 如果整流部分采用回馈整流电路，可以用于轧钢升降等具 有回馈电能的场合，但成本大大增加。 • 该变频器由美国罗宾康公司研制，因为只申请了美国专利， 技术已经公开，我国利德华福、北京合康、山东风光、英 威腾等很多厂家都在生产。
第2章 变频器主电路分析
• 2）整流波形图
结论： a.相电流不连续 b.整流电压最大值为 2U 线 c.每个周期有6个波峰，电压较平滑。 d.整流电流不连续，本机通过移相整流来解决，其他机型通过星、 角联接、加入电抗器的方法等来消除。
第2章 变频器主电路分析
• 3）开关电路
T1和T2、T3和T4交替工作，当T1导通时，T4导通；当T3导通 时，T2导通。如果该单元出现了问题，晶闸管T导通，L1、L2两 端短路。该单元被旁路。
指针万用表内电路
数字表打到测晶体管挡
第2章 变频器主电路分析
2）测量直流电阻
①测量整流管 ②测量开关管
第2章 变频器主电路分析
②测量开关管
第2章 变频器主电路分析
• 采用功率单元串联的形式，因为每个单元上加的 是自己的一组电压，当工作中出现了开通延时， 也不会出现过压问题，这是该电路的特点之一。
第2章 变频器主电路分析
• 1.功率单元工作原理 • 1）整流 • 将交流电变为直流电的过程叫做整流。VD1—VD6整流 二极管，完成将交流电整成直流电的工作。 • 整流原理：
第2章 变频器主电路分析
我们习惯上把额定电压为6kV或3kV的电动机称为“高 压电动机”。 • 在变频器的结构上，当电压超过了3KV，因为受功率器 件的耐压限制，不得不通过器件的串联等手段来应对高电 压，所以3KV～lOkV的变频器在结构上就没有本质区别， 人们习惯上将它们就统称为高压变频器。 • 高压变频器为了解决耐压问题，提出了很多解决方案，使 主电路有多种拓补结构。人们以拓补结构来命名变频器的 名称（如三电平、功率单元串联、直接串联等）。