变频器的工作原理(1)
变频器工作原理图解
1 变频器的工作原理变频器分为 1 交---交型输入是交流,输出也是交流将工频交流电直接转换成频率、电压均可控制的交流,又称直接式变频器2 交—直---交型输入是交流,变成直流再变成交流输出将工频交流电通过整流变成直流电,然后再把直流电变成频率、电压、均可控的交流电又称为间接变频器。
多数情况都是交直交型的变频器。
2 变频器的组成由主电路和控制电路组成主电路由整流器中间直流环节逆变器组成先看主电路原理图三相工频交流电经过VD1 ~ VD6 整流后,正极送入到缓冲电阻RL中,RL的作用是防止电流忽然变大。
经过一段时间电流趋于稳定后,晶闸管或继电器的触点会导通短路掉缓冲电阻RL ,这时的直流电压加在了滤波电容CF1、CF2 上,这两个电容可以把脉动的直流电波形变得平滑一些。
由于一个电容的耐压有限,所以把两个电容串起来用。
耐压就提高了一倍。
又因为两个电容的容量不一样的话,分压会不同,所以给两个电容分别并联了一个均压电阻R1、R2 ,这样,CF1 和CF2 上的电压就一样了。
继续往下看,HL 是主电路的电源指示灯,串联了一个限流电阻接在了正负电压之间,这样三相电源一加进来,HL就会发光,指示电源送入。
接着,直流电压加在了大功率晶体管VB的集电极与发射极之间,VB的导通由控制电路控制,VB上还串联了变频器的制动电阻RB,组成了变频器制动回路。
我们知道,由于电极的绕组是感性负载,在启动和停止的瞬间都会产生一个较大的反向电动势,这个反向电压的能量会通过续流二极管VD7~VD12使直流母线上的电压升高,这个电压高到一定程度会击穿逆变管V1~V6 和整流管VD1~VD6。
当有反向电压产生时,控制回路控制VB导通,电压就会通过VB在电阻RB释放掉。
当电机较大时,还可并联外接电阻。
一般情况下“+”端和P1端是由一个短路片短接上的,如果断开,这里可以接外加的支流电抗器,直流电抗器的作用是改善电路的功率因数。
直流母线电压加到V1~V6 六个逆变管上,这六个大功率晶体管叫IGBT ,基极由控制电路控制。
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、引言变频器是一种电力电子设备,用于控制交流机电的转速和扭矩。
它通过改变电源电压和频率,实现对机电的精确控制。
本文将详细介绍变频器的工作原理。
二、工作原理1. 电源输入变频器通常由三相交流电源供电。
交流电源经过整流和滤波后,得到稳定的直流电压。
2. 逆变器逆变器是变频器的核心部件,它将直流电压转换为交流电压。
逆变器采用高频开关器件(如IGBT)来控制电流的流动。
通过调整开关器件的开关频率和占空比,逆变器可以产生不同频率和幅值的交流电压。
3. 控制单元控制单元是变频器的智能部份,它接收用户输入的控制信号,并根据设定的参数计算出逆变器的工作状态。
控制单元通常由微处理器和逻辑电路组成,它可以实现多种控制策略,如恒转矩控制、恒功率控制等。
4. 输出滤波器输出滤波器用于滤除逆变器产生的高频噪声,使输出电压更加纯净。
滤波器通常由电感和电容组成,可以有效地消除电磁干扰。
5. 反馈回路为了实现对机电的闭环控制,变频器通常需要接入反馈回路。
反馈回路可以监测机电的转速、电流等参数,并将这些信息反馈给控制单元。
控制单元根据反馈信号对逆变器的输出进行调整,以实现所需的控制效果。
6. 保护功能变频器通常具有多种保护功能,以保证设备和操作人员的安全。
常见的保护功能包括过流保护、过压保护、欠压保护、过载保护等。
当变频器检测到异常情况时,会自动切断电源或者调整输出参数,以避免设备损坏。
7. 其他功能除了基本的转速和扭矩控制外,现代变频器还具有许多其他功能。
例如,它们可以实现多台机电的同步控制、运行数据的记录和分析、网络通信等。
三、应用领域变频器广泛应用于工业生产中的各种机电驱动系统。
它们可以用于风机、水泵、压缩机、输送机等各种设备。
变频器的精确控制能力可以提高设备的效率,降低能耗,延长设备寿命。
四、总结变频器是一种用于控制交流机电的电力电子设备。
它通过改变电源电压和频率,实现对机电的精确控制。
变频器由电源输入、逆变器、控制单元、输出滤波器、反馈回路、保护功能等组成。
变频器工作原理
变频器工作原理一、引言变频器是一种电力电子器件,广泛应用于工业生产中的电机调速控制系统中。
本文将详细介绍变频器的工作原理。
二、工作原理1. 交流电源输入变频器通过交流电源供电,通常为三相交流电源。
交流电源经过整流和滤波后,得到稳定的直流电源。
2. 逆变器逆变器是变频器的核心部件,它将直流电源转换为可调频率和可调幅度的交流电源。
逆变器由多个功率开关器件(如IGBT)组成,通过控制这些开关器件的开关状态,可以调节输出电压的频率和幅度。
3. 控制单元控制单元是变频器的大脑,它负责接收用户输入的控制信号,并根据这些信号来控制逆变器的输出。
控制单元通常由一块微处理器芯片组成,它可以根据用户的需求来调整电机的转速。
4. 反馈回路为了实现精确的电机转速控制,变频器通常配备了反馈回路。
反馈回路通过传感器(如编码器)来监测电机的转速,并将实际转速信息反馈给控制单元。
控制单元根据反馈信息来调整逆变器的输出,使电机的实际转速与设定值保持一致。
5. 保护功能变频器还具有多种保护功能,以保证电机和变频器的安全运行。
例如,过电流保护可以防止电机过载;过温保护可以防止电机过热;短路保护可以防止电路短路等。
三、应用领域变频器广泛应用于各个领域的电机调速控制系统中。
以下是一些常见的应用领域:1. 工业生产变频器在工业生产中被广泛应用于各种设备的调速控制,如风机、水泵、压缩机等。
通过调整电机的转速,可以实现对设备的精确控制,提高生产效率。
2. 交通运输变频器在电动车辆和铁路交通中的应用越来越广泛。
通过控制电机的转速,可以实现对车辆的平稳加速和减速,提高能源利用率。
3. 新能源领域随着新能源的快速发展,变频器在太阳能发电和风力发电等领域的应用也越来越重要。
通过控制电机的转速,可以实现对发电设备的最佳工作状态,提高能源利用效率。
四、优势和挑战变频器具有以下优势:1. 节能高效:通过调整电机的转速,可以根据实际需求来调节能量的消耗,提高能源利用效率。
变频器工作原理(基础知识)
1、基本概念(1)VVVF 改变电压、改变频率(Variable Voltage and Variable Frequency)的缩写。
(2)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200V/60H z(50Hz)或100V/60Hz(50Hz)。
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,该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电(DC)。
然后再把直流电(DC)变换为三相或单相交流电(A C),我们把实现这种转换的装置称为“变频器”(inverter)。
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。
用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。
但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。
汽车上使用的由电池(直流电)产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。
变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。
例如计算机电源的供电,在该项应用中,变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。
2. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变?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:4极电机60Hz 1,800 [r/min],4极电机50Hz 1,500 [r/min],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,在工业领域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)的旋转速度近似地取决于电机的极数和频率。
电机的极数是固定不变的。
由于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),所以不适合改变极对数来调节电机的速度。
另外,频率是电机供电电源的电信号,所以该值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。
变频器工作原理
变频器工作原理
变频器是一种可以改变电源频率的电气装置。
它通过改变输入电源的频率,从而控制输出电源的频率,以满足不同的应用需求。
变频器的工作原理如下:
1. 输入电源转换:变频器通过整流电路将交流输入电源转换为直流电压。
2. 直流电压转换:变频器使用直流-交流转换器将直流电压转换为调制的中频交流电压。
3. 逆变:经过调制的电压通过逆变器转换为可调节频率和幅值的交流电源。
4. 控制电路:变频器的控制电路根据系统需求对逆变器进行控制,以实现输出频率和幅值的调节。
5. 输出滤波:变频器通过滤波电路对逆变器输出的电压进行滤波,以减小输出波形的谐波成分。
6. 输出:经过滤波的电压通过输出端口提供给外部负载,实现对负载的供电。
总之,变频器通过转换电源频率和幅值,实现对输出电源的控制,适应不同的应用需求。
它被广泛应用于电动机调速、电力系统的稳定控制等领域。
变频器的基本工作原理
变频器的基本工作原理变频器是一种电力电子设备,可以将电源供应的电流和电压转换成可变频率和可变电压的输出,可以广泛应用于各种电力驱动系统中。
本文将介绍变频器的基本工作原理及其在电力驱动系统中的应用。
一、变频器的基本工作原理变频器主要由整流器、滤波器、逆变器、控制电路等组成。
整流器将交流电源转换成直流电源,滤波器用于消除直流电源中的脉动,逆变器将直流电源转换成可变频率的交流电源,控制电路用于控制变频器的输出电压和频率。
1. 整流器整流器是将交流电源转换成直流电源的电路。
根据不同的工作方式,整流器可以分为单相桥式整流器和三相桥式整流器。
单相桥式整流器适用于单相交流电源,三相桥式整流器适用于三相交流电源。
2. 滤波器滤波器是用于消除直流电源中的脉动的电路。
通常采用电容器和电感器组成的LC滤波器。
电容器可以消除高频脉动,电感器可以消除低频脉动。
3. 逆变器逆变器是将直流电源转换成可变频率的交流电源的电路。
逆变器可以分为两种类型:交流输出型逆变器和直流输出型逆变器。
交流输出型逆变器输出交流电源,直流输出型逆变器输出直流电源。
4. 控制电路控制电路用于控制变频器的输出电压和频率。
控制电路可以分为开环控制和闭环控制。
开环控制是根据输入信号的大小和形状直接控制输出电压和频率,闭环控制是根据反馈信号对输出电压和频率进行调整。
二、变频器在电力驱动系统中的应用变频器在电力驱动系统中的应用非常广泛,可以实现电动机的调速、节能和保护等功能。
下面将介绍变频器在电力驱动系统中的几种应用。
1. 电动机调速变频器可以实现电动机的调速功能。
通过控制变频器的输出频率,可以实现电动机的调速。
电动机调速可以实现电力系统的节能和优化控制。
2. 节能控制变频器可以实现电动机的节能控制功能。
通过控制变频器的输出电压和频率,可以实现电动机的最优工作点,从而实现节能控制。
3. 过载保护变频器可以实现电动机的过载保护功能。
当电动机负载过大时,变频器会自动降低输出电压和频率,从而保护电动机不受损坏。
变频器的工作原理是什么?
变频器的工作原理是什么?
变频器是一种能将电源稳定输出不同频率的电子设备。
它的工作原理可以概括为一种将输入电源转换成直流电源后再通过三层反复变换电压、电流和频率来稳定输出所需电能的过程。
具体来讲,变频器的工作过程分为以下四个步骤:
1. 整流变换:变频器的输入电源为交流电,首先需要通过整流闭环电路将其转换为直流电,以便后续处理。
2. 逆变变换:在这一步骤中,变频器使用晶闸管等器件对直流电进行逆变处理,即通过快速开合晶体管来模拟交流电流信号,从而得到和原电源完全相同的正弦波交流电。
3. 电压和电流的控制:在逆变变换的基础上,变频器对输出电压和频率进行精确控制,以满足不同负载的需求。
具体来说,变频器使用PWM调制技术来对逆变电路的输出波形进行调节,从而实现对输出电压和频率的控制。
4. 滤波:在经过PWM调制调整后,变频器的输出电压和频率已经达到了所需值,但是还存在噪声、谐波和突波等问题。
因此,
变频器需要通过滤波器来去除这些杂散信号,以确保输出电源的质量和稳定性。
综上所述,变频器通过整流变换、逆变变换、电压和电流的控制以及滤波等步骤来实现对原电源的稳定输出,它已经成为现代工业自动化、能源节约和环保的重要组成部分。
变频器工作原理
变频器工作原理一、概述变频器是一种用于改变电源频率的电力调节设备,广泛应用于工业生产中的电机控制领域。
通过改变电源频率,变频器可以实现对电机的转速调节,从而实现对工业生产过程的精确控制。
二、工作原理变频器的工作原理可以简单分为三个步骤:整流、滤波和逆变。
1. 整流变频器的输入电源通常是交流电,首先需要对交流电进行整流处理,将其转换为直流电。
这一步骤主要通过整流电路实现,常见的整流电路有单相桥式整流电路和三相桥式整流电路。
2. 滤波经过整流后的直流电仍然存在一定的波动,需要对其进行滤波处理,使其变得更加平稳。
滤波电路主要由电容器和电感器组成,通过对电流的平滑处理,使得输出的直流电具有较低的波动性。
3. 逆变经过滤波后的直流电需要再次转换为交流电,这一步骤通过逆变电路实现。
逆变电路通常由晶闸管或者功率场效应管等器件组成,通过控制这些器件的导通和截止状态,可以实现对输出交流电的频率和幅值的调节。
三、控制方式变频器的控制方式主要有开环控制和闭环控制两种。
1. 开环控制开环控制是指变频器的输出频率和转速仅由设定值和输入信号决定,没有对输出频率和转速进行实时反馈调节的控制方式。
这种控制方式简单、成本低,适用于一些对控制精度要求不高的应用场景。
2. 闭环控制闭环控制是指变频器通过对输出频率和转速进行实时反馈测量,并与设定值进行比较,通过调节逆变电路的工作状态,使得输出频率和转速尽可能接近设定值的控制方式。
这种控制方式具有较高的控制精度,适用于对转速要求较高的应用场景。
四、应用领域变频器广泛应用于工业生产中的电机控制领域,主要包括以下几个方面:1. 电机调速变频器可以通过调节输出频率和转速,实现电机的精确调速。
这在一些对转速要求较高的生产过程中非常重要,例如风机、泵站、切割机械等。
2. 节能控制变频器可以根据实际负载需求,调节电机的工作频率和转速,实现节能控制。
通过降低电机的运行频率和转速,可以有效减少能耗,提高能源利用效率。
变频的工作原理
变频的工作原理
变频(变频驱动)是一种将交流电源转换为可变频率和可变电压的电力设备。
其工作原理如下:
1. 输入电源:变频器通常使用交流电源作为输入,通常为工业电网的交流电。
2. 整流:交流电源经过整流电路将交流电转换为直流电,用于变频器的内部电路供电。
3. 滤波:整流后的直流电通过滤波电路,去除电流中的纹波,以保持稳定的直流电信号。
4. 逆变:经过滤波的直流电通过逆变电路,将直流电转换为交流电,输出频率和电压可根据需求进行调节。
5. 控制:变频器内部设有控制电路,可以根据外部的控制信号(如电压、电流、频率等)来调节输出频率和电压。
通过控制电路,实现电机的速度调节、负载的控制等功能。
6. 输出:最终将调节完成的交流电输出到电动机或其他负载上。
总之,变频器通过将输入的交流电转换为直流电,再通过逆变电路将直流电转换为可变频率和可变电压的交流电,实现对电机或负载的精确控制。
变频器的工作原理
变频器的工作原理变频器是一种电气设备,用于改变交流电源电压和频率的设备。
它被广泛应用于电机控制、能源节约和工业自动化领域。
本文将详细介绍变频器的工作原理。
一、变频器的定义变频器,也称为交流调速器,是一种通过改变交流电源的电压和频率来改变电动机转速的装置,是现代工业中用来节省能源和提高生产效率的必备设备。
二、变频器的组成部分变频器由三个主要部分组成:整流器、中间电路和逆变器。
1. 整流器:将交流电源的交流电压先变成直流电压,通常使用二极管或快速电晶体管进行整流。
2. 中间电路:中间电路主要用于储存电能和去除电压中的脉动,以保证逆变器的工作稳定。
中间电路通常使用大容量电解电容器。
3. 逆变器:逆变器将直流电压转变为交流电压,通过PWM波形来控制交流电压的大小和频率。
逆变器的输出将电机带动起来,控制电机的运行。
三、变频器的工作原理当电机运行时,变频器通过调整电源电压和频率来控制电机的转速。
变频器的工作原理基于以下两个基本原理:1. 变频:变频器通过改变输入电源的频率实现电机转速的调整。
常用的变频方法是PWM控制,其基本原理是控制开关管的导通时间和关闭时间比例来控制输出波形的平均电压值。
2. 矢量控制:矢量控制是指在变频控制的基础上,通过先测量电机运行状态(如电流、位置、速度等参数),根据测量结果计算出旋转矢量,再以该矢量为基础进行控制的方法。
矢量控制可以实现更精确的速度功率输出,比普通的变频控制更加高效和准确。
综上所述,变频器通过整流器将交流电源的电压变成直流电压后,再经过中间电路去除脉动,最后逆变器将直流电压重新变成交流电压,实现电机的转速调节。
其工作原理基于变频和矢量控制两个基本原理,可以实现精准的转速调节和高效能源节约的目的。
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,广泛应用于工业领域,用于控制交流电动机的转速和扭矩。
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、基本原理变频器的工作原理基于电力电子技术和控制理论。
它通过将输入的固定频率交流电转换为可调节频率和电压的交流电,从而实现对电动机的精确控制。
三、主要组成部分1. 整流器:变频器的输入电源通常是交流电,整流器将交流电转换为直流电。
整流器通常由整流桥和滤波电路组成。
2. 中间电路:中间电路用于存储和平滑整流器输出的直流电。
它通常由电容器组成,可以提供稳定的直流电源。
3. 逆变器:逆变器是变频器的核心部分,它将中间电路的直流电转换为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)组成,通过控制IGBT的开关状态来实现输出电压和频率的调节。
4. 控制系统:控制系统负责监测和控制变频器的运行状态。
它通常由微处理器、传感器和控制电路组成,可以实现对电动机转速、扭矩和保护功能的精确控制。
四、工作过程1. 变频器接收输入的交流电源,并经过整流器转换为直流电。
2. 直流电经过中间电路的电容器存储和平滑,提供稳定的直流电源。
3. 控制系统根据用户的需求,通过微处理器对逆变器的开关状态进行调节,控制输出电压和频率。
4. 逆变器将中间电路的直流电转换为可调节频率和电压的交流电。
5. 变频器输出的交流电经过滤波电路,去除高频噪音,然后供给电动机。
6. 电动机根据变频器输出的电压和频率,实现精确的转速和扭矩控制。
7. 控制系统实时监测电动机的运行状态,并根据需要进行调节和保护,确保电动机的安全运行。
五、总结变频器是一种重要的电力调节设备,通过电力电子技术和控制理论实现对电动机的精确控制。
本文介绍了变频器的基本原理、主要组成部分和工作过程,希望能对读者加深对变频器工作原理的理解。
变频器器工作原理
变频器器工作原理
变频器是一种电力调节设备,可将输入电源(固定频率和电压)的电能转换为可变频率和电压的输出电能。
它通过控制电力电子器件的开关状态,调整输入电源的电压、频率和相位来达到电能调节的目的。
变频器的工作原理是基于PWM调制技术和电力电子器件的开
关控制原理。
其主要组成部分包括整流器、滤波器、逆变器、控制逻辑电路和传感器。
整流器将输入的交流电源转换为直流电源,通过滤波器去除电源的高频噪声和谐波。
逆变器将直流电源转换为可变的交流输出,并通过控制逻辑电路调整输出电压、频率和相位。
控制逻辑电路可通过反馈信号实时监测输出电压、电流等参数,根据需求调整开关电路的状态,从而控制输出电能的调节。
变频器的核心是电力电子器件,如可控硅、MOSFET、IGBT 等。
这些器件能够通过开关控制,在短时间内将电源连接或断开,并通过调整开关频率和占空比,实现输出电压和频率的调节。
由于开关状态的快速切换,变频器能够生成复杂的电压波形和频率变化。
总之,变频器通过将输入的电能转换为可变频率和电压的输出电能,实现对电力的调节控制。
它在工业生产中广泛应用,可用于电机调速、电力供应和节能控制等领域。
变频器工作原理是什么
变频器工作原理是什么变频器,又称为变频调速器,是一种用于调节电动机转速的电子设备。
它通过改变输入电压的频率,从而控制电动机的转速,实现对设备的调速控制。
那么,变频器的工作原理究竟是什么呢?接下来,我们将从电压、频率和控制原理三个方面来详细介绍变频器的工作原理。
首先,我们来看电压。
在传统的交流电动机中,电压的大小直接决定了电动机的转速。
当电压增大时,电动机的转速也会相应增加;反之,电压减小则电动机的转速也会减小。
而变频器通过改变输入电压的大小,从而实现对电动机转速的控制。
它能够将输入的固定电压转换成可调节的电压输出,从而实现对电动机的精确控制。
其次,我们来看频率。
在电力系统中,电压和频率是相互关联的。
一般情况下,电压的频率是固定的,例如50Hz。
而变频器则可以通过改变输入电压的频率,从而控制电动机的转速。
它能够将固定频率的交流电源转换成可调节的频率输出,实现对电动机的精确调速。
最后,我们来看控制原理。
变频器通过内部的控制电路,实现对输入电压的调节和频率的变换。
控制电路能够根据外部输入的控制信号,对输出电压和频率进行精确的调节,从而实现对电动机的精确控制。
同时,变频器还可以通过内部的保护电路,对电动机进行多种保护,确保设备的安全运行。
综上所述,变频器的工作原理主要包括电压、频率和控制原理。
通过改变输入电压的大小和频率,以及内部的控制电路,变频器能够实现对电动机的精确调速控制,从而满足不同设备对转速的需求。
在工业生产中,变频器已经成为不可或缺的设备,它不仅提高了设备的运行效率,还降低了能耗和维护成本,为生产企业带来了巨大的经济效益。
因此,深入了解变频器的工作原理,对于工程技术人员来说是非常重要的。
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来控制交流电动机转速的电子设备,广泛应用于工业生产和家用电器中。
本文将详细介绍变频器的工作原理,包括变频器的基本组成、工作原理和应用。
二、变频器的基本组成1. 整流器:变频器的输入端通常接受交流电源输入,整流器将交流电转换为直流电,为后续电路提供稳定的直流电源。
2. 滤波器:滤波器用于平滑整流器输出的直流电,去除电流中的脉动,确保电源电压稳定。
3. 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和可调幅度的交流电。
逆变器采用高频开关技术,通过不断切换电压和频率,实现对电机转速的精确控制。
4. 控制电路:控制电路负责接收用户输入的指令,如转速设定值、启停信号等,并将这些指令转换为逆变器的控制信号。
控制电路还包括保护功能,如过载保护、短路保护等,以确保变频器和电机的安全运行。
5. 电机:变频器的输出端连接电机,通过调节逆变器输出的频率和电压,控制电机的转速和转矩。
三、变频器的工作原理1. 输入电源经过整流器和滤波器后,得到稳定的直流电源。
2. 控制电路接收用户输入的指令,将指令转换为逆变器的控制信号。
3. 逆变器根据控制信号,通过高频开关技术将直流电转换为可调频率和可调幅度的交流电。
4. 变频器输出的交流电经过滤波器,去除高频噪声,得到稳定的交流电。
5. 稳定的交流电通过输出端连接到电机,通过调节输出电压和频率,控制电机的转速和转矩。
6. 控制电路不断监测电机的运行状态,并根据需要调整逆变器的输出,以实现精确的转速控制。
四、变频器的应用1. 工业生产:变频器广泛应用于各种机械设备的驱动系统中,如风机、水泵、压缩机等。
通过调节电机的转速,实现对设备的精确控制,提高生产效率和节能效果。
2. 家用电器:变频器也被应用于家用电器中,如空调、洗衣机等。
通过调节电机的转速,实现对家电的运行模式和效果的调节,提供更好的用户体验和能源节约。
3. 新能源领域:变频器在风力发电和太阳能发电等新能源领域也有广泛应用。
变频器的主要工作原理
变频器的主要工作原理
变频器是一种将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。
其工作原理如下:
首先,变频器将三相或单相交流电变换为直流电(DC)。
然后,再将直流电(DC)变换为三相或单相交流电(AC)。
同时,变频器改变输出频率与电压,即改变电机运行曲线上的n0,使电机运行曲线平行下移。
因此,变频器可以使电机以较小的启动电流获得较大的启动转矩,即变频器可以启动重载负荷。
变频器主要由以下几部分组成:
1. 运算电路:将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算,决定逆变器的输出电压、频率。
2. 电压、电流检测电路:与主回路电位隔离检测电压、电流等。
3. 驱动电路:为驱动主电路器件的电路,它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。
4. I/O输入输出电路:为了使变频器更好地进行人机交互,变频器具有多种输入信号的输入(如运行、多段速度运行等)信号,还有各种内部参数的输出(如电流、频率、保护动作驱动等)信号。
5. 速度检测电路:以装在异步电动轴机上的速度检测器(TG、PLG等)的
信号为速度信号,送入运算回路,根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。
6. 保护电路:检测主电路的电压、电流等,当发生过载或过电压等异常时,为了防止逆变器和异步电动机损坏,使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。
请注意,以上信息仅供参考,如需更多信息,建议查阅相关文献或咨询电气工程师。
变频器的工作原理
1、基本概念(1)VVVF 改变电压、改变频率(Variable V oltage and Variable Frequency)的缩写。
(2)CVCF 恒电压、恒频率(Constant V oltage 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200V/60Hz(50Hz)或100V/60Hz(50Hz)。
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,该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电(DC)。
然后再把直流电(DC)变换为三相或单相交流电(AC),我们把实现这种转换的装置称为“变频器”(inverter)。
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。
用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。
但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。
汽车上使用的由电池(直流电)产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。
变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。
例如计算机电源的供电,在该项应用中,变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。
2. 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:4极电机60Hz 1,800 [r/min],4极电机50Hz 1,500 [r/min],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,在工业领域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)的旋转速度近似地取决于电机的极数和频率。
电机的极数是固定不变的。
由于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),所以不适合改变极对数来调节电机的速度。
另外,频率是电机供电电源的电信号,所以该值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。
变频器的工作原理
变频器的工作原理一变频器的定义把电压和频率固定不变的交流电变换成为电压或频率可变的交流电的装置称作变频器(也可以说能够分别连续改变电压和频率的电源设备称为变频器)。
二变频器的组成1 充电回路2 整流回路3 滤波回路4 逆变电路5 控制电路三变频器的工作原理整流回路工作原理根据图一知:其中整流电路由十二个二极管构成三相桥式整流电路,有波形图看出当A相和B相为正值时,C相为负,二极管D1,D2,D3,D4,D11,D12导通,电压经过RL后通过D11,D12回到C相,当B相为正值时,A相C相为负,二极管D3,D4,D7,D8,D11,D12导通,电压经过RL后经过D7,D8,D11,D12分别回到A相和C相,当B相C相为正时,A相为负,二极管D3,D4,D5,D6,D7,D8导通,电压经过D7,D8回到A相,所以整个电路是通过这十二个二极管交替工作来完成对电路整流的 电容回路工作原理根据图二知:电容放电时,回路电阻为RL,放电时间为RLC,滤波效果取决于放电时间,C愈大,RL愈大滤波后输出电压越平滑,并且平均值愈大,当C一定时,RL愈小,则RLC减小,放电速度加快,输出电压平均值下降,且脉动变大。
逆变回路工作原理逆变控制主要有:(1)电流控制型(2)电压控制型(3)PWM控制型下面是PWM控制型逆变回路采用6个半导体主开关器件组成,逆变器的输出接负载,通过有规律的控制逆变器中的主开关器件的通与断可以得到任意频率的三相交流电,只有调节主开关的通断速度就可以调节交流电频率。
(IGBT融合了GTR和MOSFET的优点,容量和开关频率都适合作为通用变频器的开关器件。
器开关频率达到20KHz)1GTR电力晶体管根据图三:在半导体术语中,把电子和空穴两种载流子中只有一种参与导电的器件称为单极器件,两种都参与导电的元件称为双极型器件。
其中有部分单极参与有部分区域是双极的器件称为混合型器件。
GTR结构近似NPN型晶体管,基极B需要维持电流的通入,才能维持导通截断基极电流就能关断,因此它是一种自关断器件。
变频器工作原理图解
变频器工作原理图解————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ变频器工作原理图解1变频器的工作原理变频器分为 1 交---交型输入是交流,输出也是交流将工频交流电直接转换成频率、电压均可控制的交流,又称直接式变频器2 交—直---交型输入是交流,变成直流再变成交流输出将工频交流电通过整流变成直流电,然后再把直流电变成频率、电压、均可控的交流电又称为间接变频器。
多数情况都是交直交型的变频器。
2 变频器的组成由主电路和控制电路组成主电路由整流器中间直流环节逆变器组成先看主电路原理图三相工频交流电经过VD1 ~ VD6 整流后, 正极送入到缓冲电阻RL中,RL的作用是防止电流忽然变大。
经过一段时间电流趋于稳定后,晶闸管或继电器的触点会导通短路掉缓冲电阻RL ,这时的直流电压加在了滤波电容CF1、CF2 上,这两个电容可以把脉动的直流电波形变得平滑一些。
由于一个电容的耐压有限,所以把两个电容串起来用。
耐压就提高了一倍。
又因为两个电容的容量不一样的话,分压会不同,所以给两个电容分别并联了一个均压电阻R1、R2,这样,CF1和CF2上的电压就一样了。
继续往下看,HL 是主电路的电源指示灯,串联了一个限流电阻接在了正负电压之间,这样三相电源一加进来,HL就会发光,指示电源送入。
接着,直流电压加在了大功率晶体管VB的集电极与发射极之间,VB的导通由控制电路控制,VB上还串联了变频器的制动电阻RB,组成了变频器制动回路。
我们知道,由于电极的绕组是感性负载,在启动和停止的瞬间都会产生一个较大的反向电动势,这个反向电压的能量会通过续流二极管VD7~VD12使直流母线上的电压升高,这个电压高到一定程度会击穿逆变管V1~V6和整流管VD1~VD6。
当有反向电压产生时,控制回路控制VB导通,电压就会通过VB在电阻RB释放掉。
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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(一)交流异步电动机变频调速原理:变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。
现在使用的变频器主要采用交—直—交方式(VVVF变频或矢量控制变频),先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
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。
交-直部分整流电路:由VD1-VD6六个整流二极管组成不可控全波整流桥。
对于380V的额定电源,一般二极管反向耐压值应选1200V,二极管的正向电流为电机额定电流的1.414-2倍。
(二)变频器元件作用电容C1:是吸收电容,整流电路输出是脉动的直流电压,必须加以滤波,变压器是一种常见的电气设备,可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压,也可以改变交流电的数值及变换阻抗或改变相位。
压敏电阻:有三个作用,一过电压保护,二耐雷击要求,三安规测试需要.热敏电阻:过热保护霍尔:安装在UVW的其中二相,用于检测输出电流值。
选用时额定电流约为电机额定电流的2倍左右。
充电电阻:作用是防止开机上电瞬间电容对地短路,烧坏储能电容开机前电容二端的电压为0V;所以在上电(开机)的瞬间电容对地为短路状态。
如果不加充电电阻在整流桥与电解电容之间,则相当于380V电源直接对地短路,瞬间整流桥通过无穷大的电流导致整流桥炸掉。
一般而言变频器的功率越大,充电电阻越小。
充电电阻的选择范围一般为:10-300Ω。
储能电容:又叫电解电容,在充电电路中主要作用为储能和滤波。
PN端的电压电压工作范围一般在430VDC~700VDC 之间,而一般的高压电容都在400VDC 左右,为了满足耐压需要就必须是二个400VDC的电容串起来作800VDC。
容量选择≥60uf/A均压电阻:防止由于储能电容电压的不均烧坏储能电容;因为二个电解电容不可能做成完全一致,这样每个电容上所承受的电压就可能不同,承受电压高的发热严重(电容里面有等效串联电阻)或超过耐压值而损坏。
C2电容;吸收电容,主要作用为吸收IGBT的过流与过压能量。
(2)直-交部分VT1-VT6逆变管(IGBT绝缘栅双极型功率管):构成逆变电路的主要器件,也是变频器的核心元件。
把直流电逆变频率,幅值都可调的交流电。
VT1-VT6是续流二极:作用是把在电动机在制动过程中将再生电流返回直流电提供通道并为逆变管VT1-VT6在交替导通和截止的换相过程中,提供通道。
(3)控制部分:电源板、驱动板、控制板(CPU板)电源板:开关电源电路向操作面板、主控板、驱动电路、检测电路及风扇等提供低压电源,开关电源提供的低压电源有:±5V、±15V 、±24V向CPU 其附属电路、控制电路、显示面板等提供电源。
驱动板:主要是将CPU生成的PWM脉冲经驱动电路产生符合要求的驱动信号激励IGBT输出电压。
控制板(CPU板):也叫CPU板相当人的大脑,处理各种信号以及控制程序等部分[注:再次整流(直流变交流)--->更贴切的叫法是逆变!在这里感谢蔡工给我们编辑们提的意见!也欢迎大家多给我们编辑组提出更多宝贵的意见和建议!mym(2005.08.23) ](三)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]$电机的旋转速度同频率成比例本文中所指的电机为感应式交流电机,在工业中所使用的大部分电机均为此类型电机。
感应式交流电机(以后简称为电机)的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。
由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。
由于该极数值不是一个连续的数值(为2的倍数,例如极数为2,4,6),所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度。
另外,频率能够在电机的外面调节后再供给电机,这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。
因此,以控制频率为目的的变频器,是做为电机调速设备的优选设备。
n = 60f/pn: 同步速度f: 电源频率p: 电机极对数$ 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)(四)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。
(五)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=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)(六)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, 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.(七)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.(八)矢量控制是怎样改善电机的输出转矩能力的?*1: 转矩提升此功能增加变频器的输出电压(主要是低频时),以补偿定子电阻上电压降引起的输出转矩损失,从而改善电机的输出转矩。
$ 改善电机低速输出转矩不足的技术使用"矢量控制",可以使电机在低速,如(无速度传感器时)1Hz (对4极电机,其转速大约为30r/min)时的输出转矩可以达到电机在50Hz供电输出的转矩(最大约为额定转矩的150%)。
对于常规的V/F控制,电机的电压降随着电机速度的降低而相对增加,这就导致由于励磁不足,而使电机不能获得足够的旋转力。
为了补偿这个不足,变频器中需要通过提高电压,来补偿电机速度降低而引起的电压降。
变频器的这个功能叫做"转矩提升"(*1)。
转矩提升功能是提高变频器的输出电压。
然而即使提高很多输出电压,电机转矩并不能和其电流相对应的提高。
因为电机电流包含电机产生的转矩分量和其它分量(如励磁分量)。
"矢量控制"把电机的电流值进行分配,从而确定产生转矩的电机电流分量和其它电流分量(如励磁分量)的数值。
"矢量控制"可以通过对电机端的电压降的响应,进行优化补偿,在不增加电流的情况下,允许电机产出大的转矩。
此功能对改善电机低速时温升也有效。
变频器基础原理知识1.变频器基础1: VVVF 是Variable Voltage and Variable Frequen cy 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 Frequen cy 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)。