变频器的基本控制原理
变频器的控制器工作原理
变频器的控制器工作原理一、引言变频器是一种用于控制电动机转速和输出功率的设备，广泛应用于工业自动化领域。
而变频器的控制器则是变频器的核心部件，负责对电动机进行精确的控制和调节。
本文将从变频器控制器的工作原理出发，详细介绍其工作原理和功能。
二、变频器控制器的组成变频器控制器主要由CPU、存储器、输入/输出模块、通信模块和电源模块等多个部分组成。
其中，CPU是控制器的核心，负责处理各种控制算法和逻辑运算；存储器用于存储程序和数据；输入/输出模块用于与外部设备进行数据交互；通信模块用于与上位设备进行通信；电源模块则提供电源供电。
三、变频器控制器的工作原理1. 信号采集变频器控制器首先通过输入/输出模块对外部信号进行采集。
这些信号可以来自于传感器、按钮、开关等不同的输入设备，用于监测电动机的转速、温度、电流等参数。
2. 信号处理采集到的信号经过控制器内部的信号处理模块进行处理。
这个处理过程可以包括滤波、放大、补偿等操作，以确保输入信号的准确性和可靠性。
3. 控制算法控制器内部的CPU根据预设的控制算法对信号进行处理和运算，得出控制电动机的结果。
常见的控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法等，根据具体的控制需求选择合适的算法。
4. 输出控制信号控制器通过输出模块将计算得到的控制信号传递给变频器，以控制电动机的转速和输出功率。
输出模块通常通过PWM（脉宽调制）技术将控制信号转换为模拟信号，以实现对电动机的精确控制。
5. 状态监测和保护控制器还负责对电动机的状态进行监测和保护。
通过对电动机的各种参数进行实时监测，如电流、温度、转速等，控制器能够及时发现异常情况并采取相应的保护措施，如停机保护、过载保护等，以确保电动机的安全运行。
四、变频器控制器的功能1. 转速控制变频器控制器可以根据设定的转速要求，实时调节电动机的转速。
通过监测电动机的转速信号和设定的转速值，控制器可以计算出控制电压和频率，以实现精确的转速控制。
变频器的工作原理与控制方式
变频器的工作原理与控制方式变频器（Variable Frequency Drive，缩写为VFD），又称为交流调速器（AC Drive），是一种用于调节交流电机转速的电子装置。
它通过改变输入电压的频率和幅值来控制电机的转速。
变频器工作原理主要涉及开关技术、PWM调制技术、电机驱动理论等方面内容，下面将详细介绍。
一、变频器的工作原理1.开关技术变频器利用开关电子器件（如晶体管、IGBT等）来实现对输入电源的开关控制。
通过不断开关电路，形成等效于几十千赫兹至几千千赫兹的高频方波，从而形成理想的正弦波输出。
2.PWM调制技术PWM（Pulse Width Modulation）调制技术是指通过改变开关装置的导通时间和关断时间，以一定占空比形式控制开关管工作的方式。
在变频器中，PWM技术可以实现加减压、变频和控制电机的转速。
3.电机驱动理论变频器通过改变输入电压的频率和幅值来调节电机的转速。
在工作过程中，通过改变开关器件导通时间和关断时间，将输入电压的频率调节到所需的频率范围，实现对电机转速的精准控制。
二、变频器的控制方式1.V/f控制方式V/f控制方式（Voltage/frequency ratio control）是一种常用的变频器控制方式。
它通过传感器检测电机当前的转速，并根据转速信号和预设的转速曲线进行比较，计算所需输出频率，并根据预设的V/f比值进行控制，实现对电机速度的调节。
2.向量控制方式向量控制方式（Vector Control）又称矢量控制方式，是一种高性能的变频器控制方式。
它通过传感器检测电机当前的转速、转矩和位置等信息，并根据这些信息进行精确计算和控制，实现对电机速度、转矩和位置等的准确控制。
3.矢量控制方式矢量控制方式（Direct Torque Control，缩写为DTC）是一种高性能的变频器控制方式。
它通过传感器检测电机当前的转速、转矩等信息，并根据转速、转矩的变化率进行预测和计算，在每个采样周期内调节电机的转速和转矩，实现对电机的精确控制。
变频器基本原理和作用
变频器基本原理和作用变频器（Inverter）是一种电力电子器件，其基本原理是将直流电能转换为可调频的交流电能。
它主要由直流输入电源、逆变桥、滤波电路、控制器和交流输出端组成。
变频器广泛应用于工业、航空、军事、交通等领域，并发挥了重要的作用。
下面将详细介绍变频器的基本原理和作用。
变频器的基本原理如下：1.直流输入电源：变频器的输入端接收来自交流电源的交流电压，并使用整流电路将其转换为直流电压。
通常使用整流电路+电容滤波器的方式进行直流电压平滑处理。
2.逆变桥：逆变桥是变频器的核心组件，它将平滑的直流电压转换为可调频的交流电压。
逆变桥由四个可控开关组成，通常是IGBT（绝缘栅双极型晶体管）或MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。
3.滤波电路：逆变桥输出的交流电压含有较高频率的谐波成分，为了减小谐波影响，需要使用LC滤波器进行滤波。
LC滤波器通过选择合适的电感和电容来过滤谐波成分，使交流输出电压更接近正弦波。
4.控制器：变频器的控制器是变频器的大脑，它通过对逆变桥的开关控制来实现对输出电压频率和幅值的调整。
控制器通常由微处理器、运算放大器等芯片组成，利用脉宽调制（PWM）技术来控制逆变桥开关的导通和断开，从而控制输出电压的频率和幅值。
5.交流输出端：变频器的交流输出端将可调频的交流电能提供给负载。
根据应用需求，可以将交流输出端连接到电动机、电炉、照明设备等不同的负载上，实现对其速度、温度、亮度等参数的精确控制。
变频器主要有以下作用：1.节能降耗：传统的电动机驱动系统通常采用带有固定转速的交流电源，而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，降低电机的无功损耗和机械能量的损耗，从而实现能量的经济利用。
2.频率调节：变频器可以调节电机的输出频率，从而实现对驱动设备的控制。
例如，变频器常用于电梯、空调、水泵等场合，可以根据需求调整其运行频率，提高设备的工作效率和使用寿命。
3.调速控制：传统的电动机驱动系统通常只能实现定速运行，而变频器可以通过调整输出频率，实现对电机的精确调速控制。
变频器工作原理
变频器工作原理1. 引言变频器是一种用于调节电机转速的设备，广泛应用于工业生产和家用电器等领域。
本文将详细介绍变频器的工作原理，包括基本原理、主要组成部分和工作流程。
2. 基本原理变频器的基本原理是通过改变电源输入电压的频率和幅值来调节电机的转速。
当电源输入电压的频率和幅值发生变化时，电机的转速也会相应改变。
变频器通过控制电源输出的频率和幅值，实现对电机转速的精确调节。
3. 主要组成部分3.1 整流器变频器的整流器将交流电源转换为直流电源，提供给后续的逆变器使用。
整流器通常采用整流桥电路，将交流电源的正负半周分别整流为直流电压。
3.2 逆变器逆变器是变频器的核心部分，它将直流电源通过PWM（脉宽调制）技术转换为可调节频率和幅值的交流电源。
逆变器通过控制PWM波形的占空比和频率，实现对电机转速的精确调节。
3.3 控制器控制器是变频器的智能部分，负责接收用户输入的指令，并根据指令控制逆变器的输出。
控制器通常采用微处理器或数字信号处理器（DSP）作为核心芯片，具有高速运算和精确控制的能力。
3.4 保护装置保护装置是变频器的重要组成部分，用于监测电机和变频器的工作状态，并在异常情况下采取相应的保护措施。
常见的保护装置包括过流保护、过压保护、欠压保护、过载保护等。
4. 工作流程变频器的工作流程可以分为以下几个步骤：4.1 输入电源检测变频器在启动时首先检测输入电源的电压和频率，以确保输入电源符合变频器的工作要求。
4.2 控制指令接收控制器接收用户输入的转速指令，并进行解析和处理。
根据指令的要求，控制器调整逆变器的输出频率和幅值。
4.3 逆变器输出控制控制器将处理后的控制指令发送给逆变器，逆变器根据指令调整PWM波形的占空比和频率，控制电机的转速。
4.4 保护装置监测保护装置不断监测电机和变频器的工作状态，如发现异常情况（如过载、过流等），及时采取保护措施，避免设备损坏。
4.5 输出电压反馈变频器通过电压反馈装置监测电机的输出电压，并将反馈信息发送给控制器。
变频器的基本原理
变频器的基本原理
变频器是一种用于改变电源频率的电子设备，它采用电力电子器件来将输入直流电源转换为可调节的交流电源输出。
其基本原理如下：
1. 整流：首先，变频器将输入的交流电源通过整流电路转换为直流电流。
整流电路通常由二极管桥等组成，能够将交流电源的正、负半周分别转换为单一方向的直流电流。
2. 滤波：经过整流后得到的直流电流含有较大的脉动成分，需要通过滤波电路进行平滑。
滤波电路一般由电容器和电感器组成，能够将脉动成分去除，得到较为平稳的直流电源。
3. 逆变：经过滤波后得到的电流是直流电流，需要将其转换成交流电源输出。
逆变电路一般采用晶闸管、IGBT（绝缘栅双
极型晶体管）等器件，通过不断切换电源极性来生成不同频率、幅度的交流电流。
控制逆变电路开关频率和占空比，可以达到变频的目的。
4. 控制系统：变频器还配备了控制系统，用于监测输入输出电压、电流，以及控制逆变电路的开关频率和占空比。
控制系统常使用微处理器或FPGA（现场可编程门阵列）等数字控制芯片，通过接收外部信号或运算逻辑，动态调整变频器的工作状态，以满足不同的需求。
总的来说，变频器通过整流、滤波和逆变等过程将输入直流电源转换为可调节的交流电源输出。
通过控制系统的控制，可以
实现对输出频率和电压的精确调节，从而满足不同设备对电力供应的需求。
变频器的工作原理
变频器的工作原理一、引言变频器是一种用于控制交流电动机转速的电子设备，广泛应用于工业生产中。
本文将详细介绍变频器的工作原理，包括基本原理、主要组成部分和工作过程。
二、基本原理变频器的基本原理是通过改变输入电源的频率来控制电机的转速。
传统的交流电源提供的电力是固定频率的，例如50Hz或60Hz，而变频器可以将输入电源的频率调节为不同的数值，从而改变电机的转速。
三、主要组成部分1. 整流器：变频器的输入电源通常为交流电，整流器用于将交流电转换为直流电。
整流器通常由整流桥电路组成，将交流电转换为直流电供给后续的逆变器使用。
2. 逆变器：逆变器是变频器的核心部件，它将直流电转换为可调频率的交流电。
逆变器通常由多个功率晶体管或IGBT组成，通过控制这些晶体管的开关状态，可以产生不同频率的交流电。
3. 控制单元：控制单元是变频器的大脑，它负责接收用户的指令，并根据指令控制逆变器的工作。
控制单元通常由微处理器和相关电路组成，可以实现多种功能，如速度控制、转矩控制等。
4. 过载保护装置：变频器通常配备过载保护装置，用于监测电机的负载情况。
当电机负载过大时，过载保护装置会自动切断电源，以保护电机和变频器不受损坏。
四、工作过程变频器的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 输入电源经过整流器转换为直流电，并供给逆变器使用。
2. 控制单元接收用户的指令，根据指令控制逆变器的工作。
用户可以通过控制单元设置电机的转速、转矩等参数。
3. 逆变器根据控制单元的指令，控制功率晶体管或IGBT的开关状态，产生可调频率的交流电。
交流电的频率决定了电机的转速。
4. 变频器将调节后的交流电供给电机，电机根据输入的电源频率进行工作。
由于变频器可以调节输入电源的频率，因此可以实现电机的无级调速。
5. 过载保护装置实时监测电机的负载情况，当负载过大时，自动切断电源，保护电机和变频器。
五、应用范围变频器广泛应用于工业生产中，特别是需要对电机转速进行精确控制的领域。
变频器控制电机转速的方法
变频器控制电机转速的方法变频器是一种能够实现电机转速控制的设备，它通过改变电机的输入电压和频率来调整电机的转速。
在工业领域中，变频器广泛应用于电机的转速控制，能够提高电机的运行效率和稳定性。
下面将详细介绍变频器控制电机转速的方法。
1.基本原理变频器是一种电力变换设备，它能够将电网络提供的固定频率的交流电转换为可调频率的交流电，并通过改变输入电压的幅值和频率来调整电机的转速。
其基本原理是通过控制变频器中的功率电子元器件开关管的通断来改变交流电的电压和频率。
通过调整开关管的通断频率和占空比来实现输出电压和频率的可调范围，从而控制电机的转速。
2.控制方式（1）开环控制：开环控制是指变频器通过设置一定的输出电压和频率来控制电机的转速，但无法实时检测电机的转速。
在开环控制下，变频器根据预设的电压和频率输出设定的电信号，控制电机的转速。
这种控制方式适用于转速要求相对不高的应用。
（2）闭环控制：闭环控制是指变频器通过搭载转速传感器来实时检测电机的转速，并根据检测到的转速信号与预设的设定值进行比较，从而调整变频器的输出信号来实现精确的转速控制。
闭环控制能够准确掌握电机的真实转速，适用于对转速要求较高的应用。
3.控制策略（1）V/F控制：V/F控制是一种基本的变频器控制策略，它通过改变变频器的输出电压和频率来控制电机的转速。
V/F控制通常是在开环控制下进行的，变频器根据预设的电压和频率输出相应的电信号，控制电机的转速。
V/F控制适用于一些负载特性要求不高的应用。
（2）矢量控制：矢量控制是一种高级的变频器控制策略，它通过在开环或闭环控制下，综合考虑电压、频率和电流等因素，实现对电机转速的精确控制。
矢量控制能够从电机转矩和力矩平衡的角度来控制电机的转速和转矩，适用于对转速和转矩精度要求较高的应用。
（3）无传感器控制：无传感器控制是一种不需要安装转速传感器的控制策略，它通过变频器内部的算法实现对电机转速的检测和控制。
无传感器控制可以减少设备的安装和维护成本，适用于一些对转速要求较高但无法安装传感器的特殊应用。
变频器的工作原理
变频器的工作原理一、引言变频器是一种电力调节设备，广泛应用于工业生产和家庭电器领域。
本文将详细介绍变频器的工作原理，包括基本原理、组成部分和工作过程。
二、基本原理变频器是一种能将电源频率转换为可调的输出频率的设备。
其基本原理是通过改变输入电源的频率和电压，控制电机的转速和输出功率。
变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
1. 整流器：将交流电源转换为直流电源，通常使用整流桥电路实现。
2. 滤波器：去除整流器输出的脉动电流，保证逆变器的输入电压稳定。
3. 逆变器：将直流电源转换为可调的交流电源，通过控制输出的频率和电压来控制电机的转速。
4. 控制电路：根据输入的控制信号，控制整个变频器的工作状态，包括频率设定、运行模式选择等。
三、组成部分1. 电源单元：包括输入滤波器、整流器和直流母线等。
其作用是将输入的交流电源转换为稳定的直流电源，为逆变器提供能量。
2. 逆变器单元：包括逆变器和输出滤波器等。
逆变器将直流电源转换为可调的交流电源，输出给电机驱动。
3. 控制单元：包括控制电路、信号处理器和接口电路等。
控制单元接收外部的控制信号，通过处理和调整信号，控制变频器的输出频率和电压。
4. 保护单元：包括过流保护、过压保护、过热保护等功能，保证变频器和电机的安全运行。
四、工作过程变频器的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 电源接通：当电源接通时，变频器开始初始化，并进行自检和参数设置。
2. 输入信号处理：变频器接收外部的控制信号，如频率设定信号、启停信号等。
控制单元对信号进行处理和调整。
3. 输出频率生成：根据控制单元处理后的信号，逆变器产生可调的输出频率，并输出给电机驱动。
4. 输出电压调整：根据控制信号，逆变器调整输出电压的大小，以控制电机的转速和输出功率。
5. 过程监测和保护：变频器通过监测电机的运行状态，实时监测电流、电压、温度等参数，并进行保护措施，如过流保护、过压保护等。
6. 停机和断电：当需要停止电机运行时，变频器接收停机信号，逐渐减小输出频率和电压，使电机平稳停止。
变频器的控制原理及应用实验
变频器的控制原理及应用实验1. 引言变频器是一种用于改变交流电源频率的电子设备。
它可以通过改变电机的输入频率来控制电机的转速，从而实现对电机的精确控制。
本文将介绍变频器的控制原理和应用实验。
2. 变频器的控制原理变频器通过控制电源的频率来改变电机的转速。
其控制原理如下：•在变频器中，交流电源首先经过一个整流电路，将交流电转换为直流电。
•然后，直流电通过一个逆变电路将其转换为交流电，并且可以通过改变逆变电路的开关频率来改变输出交流电的频率。
•最后，输出的交流电供给给电机，从而改变电机的转速。
变频器通过控制逆变电路的开关频率和占空比，可以实现对电机转速的精确控制。
通过改变频率，可以调节电机的转速，在不同的应用场景中实现不同的功能。
3. 变频器的应用实验为了更好地理解和应用变频器，下面介绍一些常见的变频器应用实验。
3.1 电机转速调节实验在这个实验中，我们将使用变频器来控制电机的转速。
实验步骤如下：1.将变频器连接到电机，并连接电源。
2.设置变频器的参数，包括输入频率、输出频率和占空比等。
3.开始实验，观察电机的转速变化，并记录数据。
4.分析实验结果，比较不同参数设定下电机的转速变化情况。
通过这个实验，可以了解到变频器对电机转速的精确控制能力，并且可以掌握变频器参数的调节方法。
3.2 软起动实验软起动是指在启动过程中逐渐增加电机的转速，以避免突然启动带来的冲击和损坏。
在这个实验中，我们将使用变频器实现软起动。
实验步骤如下：1.将变频器连接到电机，并连接电源。
2.设置变频器的软起动参数，包括起始频率、加速时间和加速速度等。
3.开始实验，观察电机的启动过程，并记录数据。
4.分析实验结果，比较软起动和直接启动的差异。
通过这个实验，可以了解到软起动对电机启动过程的影响，并且了解到变频器在实际应用中的作用。
3.3 能耗实验变频器在电机控制中不仅可以实现精确控制，还可以节约能源。
在这个实验中，我们将使用变频器控制电机，并比较其与直接供电的电机的能耗情况。
变频器的主要工作原理
变频器的主要工作原理
变频器是一种用于控制交流电机转速的装置，它的主要工作原理是通过改变输入电源的频率来控制电机的转速。
在工业生产中，电机的转速控制对于生产效率和能源消耗至关重要，而变频器则成为实现这一需求的关键设备之一。
变频器基本工作原理可以通过以下几个方面来解释：
1. 调整输出频率：变频器通过改变输入电源的频率，控制交流电机的转速。
通常情况下，电网提供的电源频率是固定的，例如50Hz或60Hz，而变频器可以调整输出频率，使电机的转速随之改变。
2. 调整输出电压：除了调整频率，变频器还可以根据需要调整输出电压，以适配不同工况下的电机运行需求。
通过调整输出电压，可以实现对电机的精确控制，满足不同工艺参数的要求。
3. 实现电机的启动和制动：使用变频器可以实现对电机的软启动和软制动，避免了传统的直接启动和制动所带来的电网冲击和机械损坏，同时也提高了电机的寿命和安全性。
4. 控制电机转矩：变频器可以实现对电机输出转矩的精确控制，通过调整输出频率和电压来调整电机的负载能力，使电机在不同负载条件下都能保持稳定的运行状态。
在变频器内部，通常包含整流、滤波、逆变和控制等多个部分，其中逆变器是变频器的核心部件之一，用于将电源的直流信号转换为交流信号，并通过PWM（脉宽调制）技术来调整输出的频率和电压。
控制部分则通过对输入信号的处理，实现对逆变器工作参数的精确控制，从而实现对电机的运行控制。
变频器的主要工作原理就是通过改变输入电源的频率和电压，实现对交流电机转速和转矩的精确控制，从而满足不同生产工艺对电机运行参数的需求。
在工业自动化和能源节约方面，变频器发挥着重要作用，为电机的智能化控制和优化运行提供了有效手段。
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整流器 中间电路 逆变器 电动机控制电路图1：变频器的简图1. 可控整流器整流器2. 不可控整流器3. 可变直流电流的中间电路 5中间电路4. 固定直流电压的中间电路5. 可变直流电压的中间电路6. 脉冲幅度调制逆变器逆变器7. 脉冲宽度调制逆变器●电流源逆变器：CSI （1+3+6）●脉冲幅度调制逆变器：PA M （1+4+7），（2+5+7）●脉冲宽度调制逆变器：PWM /V VC pl u s（2+4+7）图2：不同的设计及控制原理变频器的基本控制原理自六十年代后期以来，由于微处理器和半导体技术的发展及其价格的降低，使变频器发生了很大的变化。
但是，变频器的基本原理并没有变。
变频器可以分为四个主要部分：1. 整流器它与单相或三相交流电源相连接，产生脉动的直流电压。
整流器有两种基本类型：可控的和不可控的。
2. 中间电路它有以下三种类型：a) 将整流器流电压变换成直流电流。
b) 使脉动的直流电压变得稳定或平滑，供逆变器使用。
c) 将整流后固定的直流电压变换成可变的直流电压。
3. 逆变器它产生电动机电压的频率。
另外，一些逆变器还可以将固定的直流电压变换成可变的交流电压。
4. 控制电路它将信号传送给整流器、中间电路和逆变器，同时它也接收来自这些部分的信号，具体被控制的部分取决于各个变频器的设计（参见图2）。
变频器都有是由控制电路利用信号来开关逆变器的半导体器件，这是所有变频器的共同点。
变频器可以依据控制输出电压的开关模式来分类。
图2示出变频器不同的设计及控制原理。
为了全面，还应该简要地提一下没有中间电路的直接变频器。
这种变频器用于功率等级为兆瓦级的地方，它们直接将50Hz 电源变换为一个低频电源。
其最大输出频率约为30Hz 。
ω ω→图3：单相及三相交流电压ω ω图4：二极管的工作摸式ω ω图5：不可控整流器整流器电源电压一般是固定频率的三相（3 x 380V / 50Hz ）或单相（1 x 240V / 50Hz ）交流电压，它们的特征值可以用图3来表示。
如图所示，三相在时间上有相位移，而且相电压不断地改变方向。
频率是以每秒钟的周期数来表示的。
频率为50Hz 就是意味着每秒钟有50个周期，即每个周期为20毫秒。
变频器中的整流器可由二极管或晶闸管单独构成，也可由两者共同构成。
由二极管构成的是不可控整流器，由晶闸管构成的是可控整流器。
二极管和晶闸管都用的整流器是半控整流器。
不可控整流器二极管只允许电流单方向流过，即从阳极（A ）流向阴极（K ）。
二极管不能像某些半导体器件那样控制流过的电流强度，加在一个二极管上的交流电压被变换成脉动的直流电压，如三相交流电压加在一个三相不可控的整流器上，直流电压将是连续的脉动电压。
图5所示，是一个三相不可控整流器。
它由两组二极管构成，二极管D 1、D 3和D 5为一组，二极管D 2、D 4和D 6为另一组。
每只二极管导通三分之一周期（即120º）。
在每组二极管中，二极管是按顺序导通的，而对两组二极管的控制上有1/6周期（即60º）的相位差。
ωω图6：不可控三相整流器的输出电压α αω ω图7：晶闸管的工作摸式ω ω图8：三相可控整流器当所加电压为正时，二极管D 1,3,5导通。
如果L 1相的电压达到正的峰值，A 端的电压值就是L 1相的值。
另外两只二极管分别被加上大小为U L1-2和U L1-3的反压。
这同样适用于二极管组D 2,4,6。
这里B 端接受负的相电压。
在某一时刻如L 3低于一个负的门限值。
则二极管D 6导通，其它两只二极管承受大小为U L3-1和U L3-2的反压。
不可控整流器的输出电压是两个二极管组上电压的差。
输出的脉动直流电压平均值为1.35 x 线电压。
可控整流器在可控整流器中，晶闸管取代了二极管。
像二极管一样，晶闸管只能允许电流从阳极（A ）流向阴极（K ）。
晶闸管与二极管的区别是晶闸管有第三个端子“门极”（G ）。
在晶闸管导通前，门极必须输入一个信号。
当晶闸管流过电流后直到这个电流减小到零为止，晶闸管始终保持导通。
流过晶闸管的电流不会因门极的信号而中断。
晶闸管被用于整流器和逆变器。
所谓门极信号是晶闸管的控制信号α，它是一个时间延迟信号，以相位角的度数来计量。
这一角度表示电压过零时刻与晶闸管导通时刻之间的时间延迟。
如α角在0︒和90︒之间，晶闸管被用作整流器。
当α角在90︒和270︒之间时，晶闸管被用作逆变器。
电流源逆变器（I-converters ）图10：可变直流电流型中间电路电压源逆变器（U-converters ）可控的 幅值可变不可控的 幅值一定图11：固定直流电压型中间电路αωω图9：三相可控整流器的输出电压可控整流器除了晶闸管受控于α角之外，基本上与不可控整流器相同。
晶闸管在电压不留空隙过零后30︒不留空隙时可以开始导通。
调节α角可使整流电压值改变。
可控整流器提供的直流电压平均值为： 1.35x 线电压x cos α。
与不可控整流器相比，可控整流器将造成较大的损耗及对电源的干扰，因为当晶闸管的导通时间较短时，整流器要从电源吸取较大的无功电流，但是可控整流器也有优点，就是能量可以反馈给电源。
中间电路中间电路可看作是一个能量的存储装置，电动机可以通过逆变器从中间电路获得能量，依整流器和逆变器的不同，中间电路可根据三种不同的原理构成。
在使用电流源逆变器时，中间电路由一个大的电感线圈构成。
它只能与可控整流器配合使用。
电感线圈将整流器输出的可变直流电压转换成可变的直流电流。
电机电压的大小取决于负载的大小。
在使用电压源逆变器时，中间电路由含有电容的一个滤波器构成，两种整流器都可以与它配合使用。
这个滤波器使整流器输出的脉动直流电压（U Z1）变得平滑。
在使用可控整流器时，针对逆变器每一个给定的输出频率，整流器的输出电压应为一个对应的定值，因此可控整流器为逆变器提供幅值可变的纯净的直流电压（U Z2）。
在使用不可控整流器时，逆变器的输入电压是幅值一定的直流电压可变直流电压型中间电路斩波器图12：可变直流电压型中间电路情况一 情况二图13：斩波器晶体管调节中间电路如图12所示，在可变直流电压型中间电路中，一个斩波器被加在滤波器前。
斩波器有一个晶体管，它的工作像一只开关使整流电压接通和断开。
控制电路将滤波器后的可变电压（U V ）和输入信号进行比较，依此调节斩波器。
如果有误差，晶体管导通时间和关断时间之比就受到调节。
这将改变直流电压的有效值。
直流电压可表示为：当斩波器晶体管切断电流时，滤波电感线圈会使加在晶体管两端的电压无限升高。
为了防止这一现象，用续流二极管来保护斩波器。
当晶体管如图13所示导通和关断时，情况2的输出电压较高。
中间电路的滤波器使斩波器输出的方波电压变得平滑。
滤波器的电容和电感使输出电压在给定频率下维持一定。
中间电路还能提供如下一些附加功能，这取决于中间电路的设计。
例如：●使整流器和逆变器解耦 ●减少谐波●储存能量以承受断续的负载波动offon on V t x t t xU U =图14：采用可变直流型中间电路的传统逆变器逆变器逆变器是变频器最后一个环节，其后与电动机相联。
它最终产生适当的输出电压。
变频器通过使输出电压适应负载的办法，保证在整个控制范围内提供良好的运行条件。
这方法是将电机的励磁维持在最佳值。
逆变器可以从中间电路得到以下三者之一。
●可变直流电流。
●可变直流电压。
●固定直流电压。
在以上每种情况下，逆变器都要确保给电机提供可变的量。
换句话说，电动机电压的频率总是由逆变器产生的。
如果中间电路提供的电流或电压是可变的，逆变器只需调节频率即可。
如果中间电路只提供固定的电压，则逆变器既要调节电动机的频率，还要调节电动机的电压。
现在晶闸管在很大程度上被频率更高的晶体管所取代，因为晶体管可以更快速地导通和关断。
开关频率取决于所用的半导体器件，典型的开关频率在300Hz 到20kHz 之间。
逆变器中的半导体器件，由控制电路产生的信号使其导通和关断。
这些信号可以受到不同的控制。
在传统逆变器中，采用可变直流电流型中间电路的逆变器由二极管，晶闸管和电容器各6个构成。
电容器可使晶闸管导通和关断（使晶闸管导通，当然门极还需要加触发信号----校者）。
以使每相绕组的电流有120︒ 的相位差，并且电流的大小必须与电动机的大小相匹配。
按U-V ，V-W ，W-U ，U-V……的顺序周期地向电机端子提供电流时，就产生一个按所需频率断续旋转的磁场。
尽管电动机电流基本上为方波，但电动机电压接近正弦流。
当电流被开关接通或切断时，总有尖峰电压产生。
二极管将电容同电机的负载电流隔开。
采用可变或固定直流电压型中间电流的逆变器，总有6个开关元件，不管用哪种半导体器件，其作用于基本上相同，控制电路用不同的调制技术使半导体器件通和断，这样就改变了变频器的输出频率。
这里首要的技术是对中间电路的可变电压或电流如何处理。
图16：脉冲幅度调制和脉冲宽度调制开关频率：低开关频率：中等开关频率：高图15：采用可变或固定直流电压型中间电路的逆变器，其输出电流波形取决于逆变器的开关频率。
为了得到所需的输出频率，使每个半导体器件的导通区间按顺序排列。
半导体器件的开关状态根据中间电路可变电压或电流的大小进行控制。
利用压控振荡器使频率总能追随电压幅值的变化。
这种逆变器的控制方式称为脉冲幅度调制（PAM ）。
另一种主要技术是使用固定的中间电路电压。
依靠调节对电机绕组所加中间电路电压的时间长短（即脉冲宽度---校者）来改变电机电压。
改变时间轴上的电压脉冲极性可改变频率，使半个周期是正的脉冲，另外半个周期是负的脉冲。
改变电压脉冲宽度的技术称为脉宽调制（PWM ）。
PWM （以及正弦脉宽调制SPWM 等相关技术）是逆变器控制中最常用的技术。
在PWM 技术里，控制电路将半导体器件的通和断的时刻，定在三角波电压与叠加的正弦波参考电压的交点上。
这里只是以正弦脉宽调制为例，所以用正弦波作为参考波形。
其他先进的PWM 技术还包括一些改进的PWM 技术，例如像丹佛斯公司的VVC 和VVC PLUS 。
ω图17：开关频率对电机电流的影响图18：电力晶体管的功率和频率范围晶体管晶体管可以高速通断，因此电机的“脉冲”励磁产生的磁噪声可以减少。
开关频率高的另一个优点是可以灵活地调节变频器的输出电压。
开关频率高时，控制电路只需控制逆变器晶体管的通与断，就能产生正弦的电机电流。
因为高频将导致电机发热和高的尖峰电压，所以逆变器的开关频率需衡权考虑。
开关频率越高，损耗就越大。
另一方面，开关频率低会使电机产生较高的音频噪声。
高频晶体管可分为三种主要类型：●双极型（LTR ） ●单极型（MOS-FET ） ●绝缘门双极型（IGBT ）现在IGBT 晶体管得到了最广泛地应用，因为它将MOS-FET 晶体管的控制特性和LTR 晶体管的输出特性结合在一起，具有适当的功率范围、导电性和开关频率，很适于现代变频器的控制。