变频器原理及其应用第7章
变频器原理与应用教程
变频器原理与应用教程变频器是一种能够将电源频率转换为所需频率的装置，其原理是通过改变输入电源的频率来控制输出电源的频率。
变频器广泛应用于许多领域，如工业自动化、电力传输、电机控制等。
下面将介绍变频器的原理与应用教程。
一、原理1.1 变频器的基本结构和工作原理变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
其主要工作原理是将输入电源的交流电转换为直流电，并通过逆变器将直流电转换为所需输出频率的交流电。
整流器和逆变器之间由滤波器连接，用于平滑输出波形。
1.2 变频器的控制策略变频器的控制策略主要包括开环控制和闭环控制两种。
开环控制是指根据需求直接设定变频器的输出频率，适用于一些简单的应用场景。
闭环控制是通过对输出频率进行检测和调整，使其与设定频率保持一致，适用于对稳定性要求较高的场合。
二、应用教程2.1 变频器的安装与调试（此处省略标题）变频器的安装与调试涉及到电器连接、参数设置和电机运行等方面。
首先，根据电气图连接电器设备，并检查接线是否正确。
然后，根据实际需求设置变频器的参数，包括输出频率、输出电流等。
最后，通过控制器进行启动和停止测试，检查电机的运行情况是否符合要求。
2.2 变频器在工业自动化中的应用（此处省略标题）变频器在工业自动化中广泛应用于传送带、起重机、风机等设备的控制。
通过调整输出频率，可以实现速度控制、定位控制、步进运动等功能，提高设备的运行效率和生产效益。
2.3 变频器在电力传输中的应用（此处省略标题）变频器在电力传输中的主要应用是通过改变输电线路的频率，以适应不同地区的电力需求。
可以实现电网的互联互通，提高电力系统的运行稳定性和可靠性。
2.4 变频器在电机控制中的应用（此处省略标题）变频器在电机控制中常用于提高电机的运行效率和节能。
通过调整输出频率，可以实现电机的速度控制和负载调整，使其在不同工况下保持最佳运行状态。
结论变频器是一种能够将电源频率转换为所需频率的装置，其通过改变输入电源的频率来控制输出电源的频率。
变频器原理及应用
矢量控制变频 器
通过对电机矢量进行 控制，实现精确的转 速和转矩控制。
开环控制变频 器
根据设定的参数进行 控制，没有反馈回路。
变频器的应用场景
工业控制
变频器广泛应用于工业生产线 上，控制各种设备的运行。
输配电
变频器用于电网输配电系统， 调节电压和频率以适应不同的 负载需求。
汽车工业
变频器用于汽车制造中，控制 车辆的动力系统。
家电领域
变频器用于家电产品，提供更 稳定和高效的电力控制。
建筑物自动化
变频器用于建筑物的空调、电 梯等系统，提高能源利用效率。
变频器和电机的匹配
通过选用合适的变频器和电机，可以达到更高的效率和更好的性能。匹配需 要考虑电机特性曲线和额定转速。
建立电机转矩-转速曲线
转速 (rpm) 0 500 1000 1500 2000
转矩 (Nm) 0 10 20 30 35
变频器的佳工作点，降低能源消耗。
将直流电转换为交流电， 并根据需要调整电压和频 率。
3 滤波器模块
通过滤波器去除电源中的 噪音和干扰，提供稳定的 电力。
4 制动单元模块
用于实现电机的制动和停止。
5 故障保护模块
监测变频器的状态，保护电机和变频器免受 损坏。
变频器的分类
电压型变频器
通过调整输入电压来 控制电机的转速。
频率型变频器
通过调整输入频率来 控制电机的转速。
变频器原理及应用
介绍变频器的工作原理、组成部分和应用场景，以及与电机的匹配和节能优 势。
什么是变频器？
变频器是一种电子设备，用于控制交流电机的转速和输出功率，通过调节电机输入的电压和频率来实现。
变频器的工作原理
7章同步电动机变压变频调速系统
Te
p s s
s xd
sin
p
2 sLeabharlann dq2 s xd xq
sin 2
（7-5）
式（7.5）凸极同步电动机的电磁转矩由两部分组成，第1部分由转子磁动 势产生，是同步电动机的主转矩；第2部分由于磁路不对称产生，称作磁 阻反应转矩。按式（7.5）可绘出凸极同步电动机的转矩角特性，如图7-2 所示。由于磁阻反应，转矩正比于sin2 ，使其最大转矩位置前移。
根据永磁同步电动机气隙磁场分布，永磁同步电动机可分为： （1）正弦波永磁同步电动机—磁极采用永磁材料，输入三相正弦波电流 时，气隙磁场为正弦分布，称作正弦波永磁同步电动机，或简称永磁同步电 动机，缩写为PMSM。 （2）梯形波永磁同步电动机—气隙磁场呈梯形波分布，性能更接近于直 流电动机。梯形波永磁同步电动机构成的自控变频同步电动机又称作无刷直 流电动机，缩写为BLDM。 7.2.2 同步电动机的转矩角特性
7.3.1转速开环恒压频比控制的小容量同步电动机群调速系统 图7-7所示是转速开环恒压频比控制的小容量同步电动机群调速系统, 是一种最简 单的他控变频调速系统, 多用于纺织、化纤等工业小容量多电动机传动系统中。 多台永磁或磁阻同步电动机群并联接在公共的变频器上, 由统一的频率给定信号f* 同时调节各台电动机的转速。图中的变频器采用电压型PWM变频器。 PWM变频器中, 带定子压降补偿的恒压频比控制保 证了同步电动机气隙磁通恒定, 缓慢地调节频率给定f*, 可以同时逐渐改变各台电动机的转速。这种开环调速 系统存在一个明显的缺点, 就是转子振荡和失步问题 并未解决, 因此各台同步电动机的负载不能太大，否 则会造成负载大的同步电动机失步，进而使整个调速 系统崩溃。 图 7-7 多台同步电动机恒压频比控制的调速系统结构图
变频器的原理与应用
水泵控制
变频器可用于调节水泵的转速以及控制流量和水压。
电梯控制
变频器可控制电梯的启动、停止、运行速度和楼层 等功能。
暖通空调
变频器可用于调节空调系统的压缩机转速，实现能 效优化。
变频器的优势与特点
1 节能
变频器可以根据负载需求 智能调整电机的转速，从 而减少能源浪费。
2 精确控制
变频器可以实现精确的电 机速度控制，提高生产过 程的稳定性和效率。
变频器的原理与应用
变频器是一种电气设备，用于控制交流电机的转速和输出功率。它通过改变 电源频率和电机电压来实现对电机的精确控制。
变频器的定义
变频器，又称为频率变换器或交流调速器，是一种电子设备，能够改变交流电的率的电源输入转换为可调频率的输出信号。 变频器可广泛应用于工业生产、能源管理、交通运输和电动机驱动等领域。
3 延长设备寿命
变频器通过减少电机启停 的冲击，降低了设备的磨 损，延长了设备的使用寿 命。
变频器的市场前景
行业 工业制造 能源管理 交通运输
预计增长率 8% 12% 10%
由于工业自动化的发展和能源管理的需求增加，变频器市场有望保持稳定增长。特别是在新能源、智能制造和 智慧城市等领域，变频器的应用将进一步扩大。
变频器的工作原理
1
信号处理
2
变频器对传感器获取的信号进行数字化
处理，以便进行后续控制。
3
传感器检测
变频器通过传感器来检测电机的转速、 电流和温度等参数。
频率调整
变频器根据输入的控制信号，通过改变 交流电的频率来调整电机的转速。
变频器的应用领域
工业自动化
变频器广泛应用于工厂生产线上的电机驱动控制， 实现自动化生产。
西门子S7-200 SMART PLC原理及应用教程课件第七章
在该选项卡中，需要对以下参数进行设置。
·类型 热电偶或者电压。 ·热电偶 支持的热电偶类型有B型( PtRh-PtRh)、N型（NiCrSiNiSi）、E型(Ni-Cu-Ni).R型(PtRh-Pt)、S型(PtRh-Pt)、J型(Fe-CuNi)、 T型(Cu-CuNi)、K型(NiCr-Ni、C型( W5Re-W26Re)、 TXK/XK(TXK/XK(L))。如果选电压类型，则±80 mV。 ·标尺 可选摄氏度或华氏度。 ·源参考温度 即冷端补偿温度，可选“内部参考”或者“由参数设
图7-6 模拟信号和电压信号的转换关系
由上面的转换关系可知，PLC通过读取模拟量的数值可以得到当前管道内的压力值，如 读取到的数值为15000，运算得出当前压力P=15000/27648×0.5=0.27MPa。
若压力变送器输出的是4-20mA的电压信号，则转换关系如图7-7所示。
图7-7 模拟信号和电流信号的转换关系
输入／输出类型 模拟量输入模块，8输入 模拟量输入模块，8输入 模拟量输出模块，2输出 模拟量输出模块，4输出 模拟量输入/输出模块，4输入/2输出 模拟量输入/输出模块，2输入/1输出 热电阻输入模块，2通道 热电阻输入模块，4输入 热电偶输入模块，4输入 模拟量扩展信号板，lx12位模拟量输出 模拟量扩展信号板，lx12位模拟量输入
模拟量输出的数字量对应的电压输出分别是-27648～+27648对应-10V～+10V。 O～ 20mA对应O～27648。
S7-200 SMART PLC的模拟量的组态
每个模块能同时输入／输出电流或电压信 号，对于模拟量输入／输出信号类型及量程 的选择都是通过组态软件选择。
1.模块参数
选中系统块上面的表格中相应的模拟量模块，在“模块参数”中， 可以激活“用户电源”报警。该报警是指当模拟量扩展模块外接 的：4 V直流电源供电出现故障时触发CPU的报警事件。用户电源 报警如图7-9所示。单击左边窗口的“模块参数”结点，可以设置 实时启用用户电源报警。
变频器的原理和应用
变频器的原理和应用变频器（Variable Frequency Drive，简称VFD）是一种将输入电源频率和电压通过电子的方式进行调整，实现电动机转速调节的装置。
它通常由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
变频器广泛应用于工业、交通、机械、电力等领域。
变频器的工作原理如下：1.变频器首先需要通过整流器将交流电源变为直流电，然后通过滤波器对电流进行平滑处理，消除电源的波动和脉动。
2.接下来，经过整流和滤波后的直流电通过逆变器变换为交流电。
逆变器采用高频脉冲宽度调制技术，通过调节开关管的导通时间来控制输出波形。
通过控制逆变器的开关时间和频率，可以改变输出交流电的频率和电压，从而实现对电动机的转速调节。
3.控制电路是变频器的核心部分，用于监测和调控电机运行状态。
通过分析电机的负荷条件和转速反馈信号，实时调整逆变器的输出频率和电压，以控制电机的运行。
变频器的应用：1.电机控制：变频器广泛应用于电机的启动、加速、定速和减速等过程控制中。
通过调整输出频率和电压，可以精确控制电机的转速，满足不同的工作需求。
2.节能降耗：变频器可以使电机实现高效运行，节省能源和减少电力损耗。
尤其在负载变化大的场合，通过调整电机转速，可以使电机在最佳转速范围内运行，提高工作效率。
3.电力系统调节：变频器在电力系统中的应用越来越广泛。
它可以调节输入电网的电压和频率，使之适应不同的电气设备和负载需求，提高电力系统的稳定性和可靠性。
4.传动装置控制：变频器可以用于控制传动装置的转速和输出扭矩。
通过调整变频器的输出频率和电压，可以实现传动装置的快速准确响应，满足不同的传动需求。
5.机械设备调节：变频器可以用于机械设备的调节和控制，如风机、泵等。
通过调整变频器的输出频率和电压，可以精确控制设备的工作状态，提高设备的工作效率和精度。
6.电动汽车控制：变频器可应用于电动车辆中，通过调节控制器输出的频率和电压，控制电动机的转速和扭矩，实现电动车的加速、制动和行驶控制。
变频器原理及应用
变频器原理及应用变频器是一种能够改变电源频率的电子设备，它通过将输入电源的固定频率转换为可变频率输出，实现对电机或其他电动设备的控制。
变频器可以广泛应用于工业生产中的电动机驱动、温控设备、空调系统等领域。
变频器的工作原理是基于电力电子技术，利用电力器件（如晶闸管、IGBT等）的开关特性，将输入的直流电源经过整流、滤波等处理后，通过逆变器将直流电源转换为可变频率的交流电源。
变频器内部的控制电路可以根据需要调整逆变器的输出频率，从而实现对电机转速的精确控制。
变频器的应用非常广泛。
在工业生产中，变频器可以用于控制电机的启停、调速、定位等操作，提高生产线的灵活性和生产效率。
在温控设备中，变频器可以根据环境温度的变化，调整压缩机的转速，实现恒温恒湿的控制。
在空调系统中，变频器可以根据室内外温度差异，调整压缩机的转速，节约能源并提供舒适的室内环境。
变频器的应用优势主要体现在以下几个方面。
首先，变频器可以实现对电机转速的连续调节，从而满足不同工况下的需求，提高设备的运行效率。
其次，变频器可以实现对电机的软启动和软停止，减少了电机的冲击和磨损，延长了设备的使用寿命。
此外，变频器还可以实现能量回馈，将电机制动时产生的能量反馈到电网中，提高了能源利用效率。
然而，变频器在应用过程中也存在一些问题。
首先，变频器的设计和调试需要专业的技术知识，操作不当可能会引起设备故障或安全事故。
其次，变频器会产生电磁干扰，对其他电子设备的正常工作造成影响。
此外，变频器的成本相对较高，对于一些小型设备的应用可能不划算。
为了克服这些问题，变频器的技术不断发展。
目前，一些新型的变频器采用了先进的控制算法和电力器件，具有更高的性能和可靠性。
此外，随着节能环保意识的增强，变频器在工业自动化领域的应用也越来越广泛，为工业生产的节能减排做出了重要贡献。
变频器作为一种能够改变电源频率的电子设备，在工业生产和生活中有着广泛的应用。
通过对电机转速的精确控制，变频器可以提高设备的运行效率，降低能源消耗，实现节能减排的目标。
变频器原理及其应用
变频器原理及其应用
变频器（Variable Frequency Drive，简称VFD）是一种电力电
子装置，用于控制交流电动机的转速和扭矩。
其原理是通过改变输入电源的频率和电压来控制电机的转速。
变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
输入电源先经过整流器将交流电转换为直流电，然后经过滤波器获取平滑的直流电。
接下来，直流电通过逆变器将其转换为可调的交流电，其中逆变器的输出频率和电压可根据控制信号进行调节。
最后，控制电路监测和调整逆变器的输出，确保电动机按照预设的转速和扭矩工作。
变频器的应用非常广泛，常见的应用包括：
1. 工业控制：变频器可用于控制工业设备的转速和运行状态，如风机、泵、压缩机等。
通过调整电动机的转速和负载，可以达到节能、降噪和延长设备寿命的目的。
2. 交通运输：变频器可用于电动车辆或轨道交通中的控制系统，通过控制电机的转速和扭矩以实现驱动力的调节和能量回收。
3. HVAC系统：变频器可用于调整暖通空调系统中的风机和
水泵的运行速度，以节约能源和提高控制精度。
4. 风能和太阳能发电：变频器可用于调节风力涡轮机或光伏发电装置中发电机的转速，以适应不同的风速或光照强度。
总之，变频器的原理和应用使得电动机的转速和扭矩可以根据实际需求进行灵活控制，从而提高能效、降低能耗，并实现自动化和智能化控制。
变频器的控制原理与应用
变频器的控制原理与应用1. 引言变频器（Variable Frequency Drive，VFD）是一种用于调整交流电源频率的设备，可以通过改变电机的转速来控制电机的运行速度。
变频器的控制原理是通过改变电源频率来改变电机的供电频率，进而实现对电机转速的控制。
变频器广泛应用于各种工业自动化领域，例如电机驱动系统、通风设备、水泵、风机等。
2. 变频器的工作原理变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和PWM控制模块等组成。
其工作原理基本如下：1.整流器（Rectifier）：将输入的交流电源转换为直流电压。
2.滤波器（Filter）：将整流后的直流电压进行滤波，去除电源的高频噪声。
3.逆变器（Inverter）：通过周期性开关控制，将直流电压转换为可变频率、可变幅值的交流电压。
4.PWM控制模块（Pulse Width Modulation）：根据控制信号，通过改变逆变器的开关频率和占空比，来实现对输出交流电压的控制。
3. 变频器的应用3.1 电机驱动系统变频器在电机驱动系统中广泛应用。
通过改变供电频率和电压，可以调节电机的转速和输出功率，实现对电机驱动的精确控制。
在工业生产中，电机驱动系统通常需要根据不同生产需求调整工作速度，变频器能够实现平滑无级调速，提高生产效率和能源利用率。
3.2 通风设备变频器在通风设备中的应用也很常见。
通风设备如风机、风扇等通常需要根据环境要求和风量需求进行调节。
采用变频器控制，可以根据不同的工作条件实时调整风机转速和风量，提高通风设备的能效，降低能耗。
3.3 水泵控制使用变频器控制水泵可以实现水压、流量的精确调节，提高水泵的运行效率和稳定性。
通过变频器控制水泵的运行频率和电压，可以根据实际需求实现节能控制和优化运行，适应不同的水压变化。
4. 变频器的优势•节能：通过变频调速，避免了电机长时间运行于额定负载以下的情况，减少无效工作，节约能源。
•精确控制：变频器可以精确控制电机的转速和输出功率，根据实际需求实现精确调节。
变频器的原理和应用pdf
变频器的原理和应用1. 背景介绍变频器是一种电力电子变换器，广泛应用于工业控制系统、电力系统和交通运输系统等领域。
它可以通过改变电力的频率，实现电机的转速调节，提高能效和降低能耗。
2. 变频器的原理变频器的主要原理是将交流电源转换为可调频率的交流电源，并通过控制输出电压的频率和幅值，达到控制电机转速的目的。
2.1 电源整流变频器的电源通常是交流电源，需要将交流电源转换为直流电源。
电源整流模块通过使用整流桥或斩波电路，将交流电转换为直流电。
2.2 逆变器逆变器是变频器的核心组件，它通过将直流电转换为可调频率的交流电，供给电机。
逆变器通常采用PWM（脉宽调制）控制技术，通过调整短时电压的占空比和频率，来实现输出电压的调节。
2.3 控制系统变频器的控制系统主要包括采样模块、控制算法和输出驱动模块。
采样模块用于对输入电压和电流进行采样，控制算法根据采样结果计算输出电压的频率和幅值，输出驱动模块控制逆变器输出电压的波形和频率。
3. 变频器的应用3.1 工业控制系统工业控制系统中常用变频器实现电机的调速控制，使电机能够按需运行。
通过变频器调节电机转速，可以实现对生产线的调速，提高工作效率和生产质量。
3.2 电力系统在电力系统中，变频器可以用于调节电网频率，优化电力传输和分配。
通过变频器调节输电线路的频率，可以减少电网负荷波动，提高电能传输效率。
3.3 交通运输系统变频器在交通运输系统中的应用主要体现在电力机车和电梯等设备上。
通过变频器调节电力机车的传动系统转速，可以实现对车速的精确控制；通过变频器调整电梯的运行速度，提高运行效率和舒适性。
3.4 其他领域除了上述应用领域之外，变频器还广泛应用于空调、水泵、风机等设备中。
通过变频器的调速控制，可以实现对设备的精确控制，提高设备的能效和使用寿命。
4. 常见变频器的类型4.1 低压变频器低压变频器适用于额定电压在600V以下的电机控制。
它具有体积小、使用方便、调速精度高等优点，广泛应用于工业控制系统中。
变频器原理及应用 第二版王廷才 课后习题解答
变频器原理及应用习题解析第1章概述1.什么叫变频器？变频调速有哪些应用？答：变频器是将固定电压、固定频率的交流电变换为可调电压、可调频率的交流电的装置。
变频调速的应用主要有：①在节能方面的应用。
例如风机、泵类负载采用变频调速后，节电率可以达到20%～60%；②在提高工艺水平和产品质量方面的应用。
例如变频调速应用于传送、起重、挤压和机床等各种机械设备控制领域；③在自动化系统中的应用。
例如，化纤工业中的卷绕、拉伸、计量、导丝；玻璃工业中的平板玻璃退火炉、玻璃窑搅拌、拉边机、制瓶机；电弧炉自动加料、配料系统以及电梯的智能控制等。
2.为什么说电力电子器件是变频器技术发展的基础？答：变频器的主电路不论是交-直-交变频或是交-交变频形式，都是采用电力电子器件作为开关器件。
因此，电力电子器件是变频器发展的基础。
3.为什么计算机技术和自动控制理论是变频器发展的支柱？答：计算机技术使变频器的功能也从单一的变频调速功能发展为包含算术、逻辑运算及智能控制的综合功能；自动控制理论的发展使变频器在改善压频比控制性能的同时，推出了能实现矢量控制、直接转矩控制、模糊控制和自适应控制等多种模式。
现代的变频器已经内置有参数辨识系统、PID调节器、PLC控制器和通讯单元等，根据需要可实现拖动不同负载、宽调速和伺服控制等多种应用。
4.变频调速发展的趋势如何？答：①智能化；②专门化；③一体化；④环保化.5.按工作原理变频器分为哪些类型？按用途变频器分为哪些类型？答：按工作原理变频器分为：交-交变频器和交-直-交变频器两大类。
按用途变频器分为：①通用变频器；②专用变频器。
6.交-交变频器与交-直-交变频器在主电路的结构和原理有何区别？答：交-交变频器的主电路只有一个变换环节，即把恒压恒频（CVCF）的交流电源转换为变压变频（VVVF）电源；而交-直-交变频器的主电路是先将工频交流电通过整流器变成直流电，再经逆变器将直流电变成频率和电压可调的交流电。
变频器整理复习资料
变频器原理及应用第一章概述填图题输入交流直流输出直流整流斩波交流移相逆变第二章电力电子器件一、填空题1、晶闸管三个电极的名称是阳极（A）、阴极（K）、和门极（G）。
2、晶闸管的动态损耗包括开通损耗和关断损耗。
4、常用的均流电路有：串联电阻均流电路、串联电抗器均流电路和采用直流电抗器的均流电路。
5、晶闸管的保护包括：晶闸管的过电流保护、晶闸管的过电压保护和电压与电流上升率的限制。
6、晶闸管的过电流保护的措施：快速熔断器保护、过电流继电器保护、脉冲移相过电流保护、利用反馈控制过电流保护、直流快速熔断器过电流保护。
7、电压与电流上升率的限制的措施：给整流装置接上整流变压器、在交流电源输入端串接空心小电阻和每个桥臂串接空心小电感或在桥臂上套入磁环。
8、由于接通、断开交流侧电源时出现暂态过程而引起的过电压称为交流侧过电压，由于交流电网受雷击或从电网侵入的干扰过电压，这种过电压作用时间长、能量大称为交流侧浪涌过电压。
9、交流侧浪涌过电压只能采用类似稳压管稳压原理的压敏电阻或硒堆元件来保护。
10、大功率晶体管（GTR）使用时必须考虑的参数：击穿电压、电流增益、耗散功率和开关速度。
11、绝缘栅双极晶闸管（IGBT）的保护包括：过电压保护和过电流保护。
12、PD是指电力二极管，其符号是13、SCR是指晶闸管，其符号14、GTO是指门极关断晶闸管，其符号是15、IGBT是指绝缘栅双极型晶体管，其符号是16、GTR是指大功率晶体管，其符号17、MOSFET是指功率场效应晶体管，其符号是 N型沟道 P型沟道。
二、选择题1:右图是（c）元件的图形符号。
A:双极晶体管B:晶闸管C:绝缘栅双极晶体管D:场效应管2、目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（D）。
A：SCR B：GTO C：MOSFET D：IGBT3、下列元件中不属于全控器件的是（ A ）A：SCR B：GTO C：MOSFET D：IGBT三、判断题1、“半控”的含义是指晶闸管可以被控制导通但不能用门极控制关断。
变频器的工作原理与应用
变频器的工作原理与应用概述变频器是一种用于控制电动机转速的设备，常用于工业生产中的机械和设备中。
它可以改变电源的频率和电交通方法，从而实现对电动机转速的精确控制。
本文将介绍变频器的工作原理和应用。
工作原理1.电源输入：变频器将电源输入转换为直流电，通过整流电路将交流电转换为直流电。
2.逆变器：逆变器将直流电转换为交流电，通过改变输出的频率和幅度，控制电动机的转速。
3.控制系统：变频器通过控制系统中的微处理器，对逆变器的输出进行调整，以实现精确的转速控制。
控制系统可以根据用户需求进行编程，实现各种运行模式和特殊功能。
应用场景•机械设备：变频器广泛应用于各种机械设备，如风机、水泵、切割机、钻床等。
通过控制电机的转速，可以实现机械设备的自动化和精确控制。
•制造业：在制造业中，变频器常用于生产线上的传送带、搅拌机和输送机等设备。
通过精确控制设备的转速，可以提高生产效率和产品质量。
•电梯：电梯中也采用了变频器技术，通过调整电动机的转速，可以实现平稳的上升和下降过程，提高乘坐舒适度和节能效果。
•HVAC系统：变频器广泛应用于暖通空调系统中的风机和水泵。
通过调整电机的转速，可以实现节能和精确的温度控制。
优点•节能：变频器可以根据实际需求调整电动机的转速，避免了机械设备一直以满负荷运行，从而带来了能源浪费。
通过调整电动机转速，可以实现节能效果。
•精确控制：变频器可以精确控制电机的转速，可以适应不同的工况需求，提高生产效率和产品质量。
•减少机械损耗：通过降低机械设备的转速，可以减少机械部件的磨损，延长设备的使用寿命。
•调速范围宽：变频器可以实现宽范围的调速，可以适应不同工况下的运行需求。
注意事项•安装和维护：在使用变频器时，需严格按照操作手册进行安装和维护，以确保设备的正常运行和安全性。
•电磁干扰：变频器在工作时会产生一定的电磁干扰，需注意对其周围的其他设备和电子元件的影响，可以采取屏蔽和隔离措施来减少干扰。
•适用范围：在选择变频器时，需根据具体的应用需求和电动机的要求来选择合适的型号和参数，以确保设备的正常运行。
变频器工作原理及应用
变频调速的控制原理
变频调速的主要元器件是变频器，异步电动机 调速传动时，变频器根据电动机的特性对供电电 压、电流、频率进行适当的控制，不同的控制方 式所得到的调速性能、特性以及用途是不同的， 按系统调速规律来分，变频调速主要有恒压频比 （v/f）控制，转差频率控制，矢量控制和直接转 矩控制四种结构形式。
G150比现有的Master Drive工程型变频器使用更 简单,容量范围75～800kW，这种变频器提供了 西门子传动固有的PROFIBUS接口。据测试，在 全功率运行下G150变频器产生72dB水平的噪音， 从而不需安装隔音设施；西门子公司称，如果电
力的主回路连接部分是安装在集中式低压系统的 话，空间就能节省到原来的70％左右。
常见品牌简介
近年来，随着计算机技术、电力电子技术和控制技术 的飞速发展，通用变频器在种类、性能和应用等方面都取 得了很大提高，这些变频器已基本上能满足现代工业控制 的需要，且用户的选择范围也非常大。目前，国内市场上 流行的通用变频器多达几十种，如，欧美国家的品牌有西 门子、ABB、Vacon、DANFOSS（丹佛斯）、Lenze（伦 茨）、KEB（科比）、C.T.（统一）、欧陆、Moeller、 Schneider（施耐德）、SIEI（西威）等；日本产的品牌有 富士、三菱、安川、三肯、日立、松下、东芝、明电、春 日、东洋等；韩国生产的LG、三星、现代等；
西门子MicroMaster410变频器
MicroMaster410是全新一代紧凑 型标准变频器。它小巧、灵活、安装 简单、使用方便。适合用于食品和饮 料工业，纺织工业，包装工业，还可 用于对传动链的驱动。是小功率紧凑 型应用的理想选择。
主要特征
• 200V-240V ±10%，单相，交流， 0.12kW-0.75kW；
变频器原理及应用
变频器原理及应用变频器是一种电力电子器件，能够将输入的电能转换成可调频率和可调幅度的电能输出。
其主要原理是使用整流、滤波、逆变等电路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的交流电输出。
变频器的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：1.输入电源通过整流和滤波电路将交流电转换为直流电。
整流电路使用二极管或可控整流装置将交流电转换为直流电，滤波电路则通过电容器和电感器将直流电平滑。
2.直流电经过逆变电路转换为可变频率的交流电。
逆变电路将直流电通过开关元件（如晶闸管、IGBT等）进行开关控制，通过开关的开关周期和开关频率来改变输出电压的频率和幅度。
3.输出交流电通过输出滤波电路进行滤波和滤波。
输出滤波电路主要是为了去除逆变电路产生的高频噪声和谐波。
变频器的应用非常广泛，以下是几个常见的应用：1.变频调节器：变频器能够将常规的交流电源转换为可调频率的交流电，可以用于工业生产中的各种机械设备控制，如电机、泵、风机、压缩机等。
通过调整频率，可以实现对设备的速度、转矩和控制精度的调节，提高设备的效率和节能效果。
2.绿色节能照明：变频器可以应用于室内和室外照明系统中，调节灯具的亮度和颜色，实现照明的节能控制。
例如，通过控制变频器的输出频率和电压，可以实现大楼内外照明的亮度调节，使得灯具的耗电和光线亮度随环境需求变化。
3.高速列车和电动汽车：变频器可以使用在高速列车和电动汽车的动力系统中，通过控制电机的频率和电压，实现对列车的加速和制动控制。
由于变频器的存在，高速列车和电动汽车能够在充电设备的不稳定电压或电网中持续工作，并且具有快速响应和高效能的特点。
4.新能源发电：变频器也广泛应用于太阳能和风能等新能源发电系统中，调整发电机的频率和电压，以适应不同的发电环境。
通过使用变频器，可以将一定范围内的电能转换为可控制的交流电，将其馈入电网或储能设备中。
总之，变频器是一种通过电力电子技术实现电能转换和调节的重要设备，在工业生产、照明、交通运输和新能源等领域具有广泛的应用前景。
变频器原理及其应用课件
ANALYSIS
SUMMAR Y
05
变频器的使用与维护
变频器的安装与调试
安装环境
选择干燥、通风良好、无易燃易爆物 品的环境进行安装，确保安全可靠。
电缆连接
正确连接电源、电机和控制电缆，遵 循接线图和安全规范，避免短路和过 载。
参数设置
根据实际需求和电机特性，设置合适 的参数，如频率、电压、电流等。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
变频器原理及其应用 课件
目录
CONTENTS
• 变频器概述 • 变频器的工作原理 • 变频器的应用 • 变频器的优缺点及发展趋势 • 变频器的使用与维护
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
01
变频器概述
和维护成本。
复杂性
变频器技术复杂，需要 专业人员进行安装、调
试和维护。
对电网的污染
变频器在运行过程中可 能会产生谐波，对电网
造成污染。
电磁干扰
变频器在运行过程中可 能会产生电磁干扰，影 响周围设备的正常运行
。
变频器的发展趋势
01
02
03
04
高效化和节能化
随着能源危机的加剧，高效化 和节能化成为变频器的重要发
电梯节能
变频器用于控制电梯的运行速度，实现节能运行 和平稳舒适。
工业锅炉节能
变频器用于控制工业锅炉的风机和水泵，实现节 能运行和高效供热。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
04
变频器的优缺点及发展 趋势
变频器原理及应用.
• 采用可控整流器调压、逆变器调频的控制方式，
其结构框图。
可控整流器调压、逆变器调频的控制方式的特点：
在这种装置中，调压和调频在两个环节上分别进行，在 控制电路上协调配合，结构简单，控制方便。但是，由 于输入环节采用晶闸管可控整流器，当电压调得较低时， 电网端功率因数较低。而输出环节多用由晶闸管组成多 拍逆变器，每周换相六次，输出的谐波较大，因此这类 控制方式现在用的较少。
在IGBT电控系统中设置过压、欠压、过流和过热保护单元，以保证 安全可靠工作。 必须保证IGBT不发生擎住效应；具体做法是，实际中IGBT使用的最 大电流不超过其额定电流。
（1）缓冲电路
几种用于IGBT桥臂的典型缓冲电路。
（a)
（ b)
（c)
• a)图是最简单的单电容电路，适用于50A以下的小容量IGBT模
③交－直－交电压型变频器与电流型变频器的性能比较
•特点名称
储能元件 输出波形的 特点 回路构成上 的特点 电容器
电压型变频器 电抗器
电流型变频器
电压波形为矩形波 电流波形近似正弦波 有反馈二极管 直流电源并联大容量 电容（低阻抗电压源） 电动机四象限运转需要再生用变流器
电流波形为矩形波 电压波形为近似正弦波 无反馈二极管 直流电源串联大电感 （高阻抗电流源） 电动机四象限运转容易
1．IGBT的结构和基本工作原理
• 绝缘门极晶体管IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor ）也称
绝缘栅极双极型晶体管，是一种新发展起来的复合型电力电子器件。
• 由于它结合了MOSFET和GTR的特点，既具有输入阻抗高、速度快、热
稳定性好和驱动电路简单的优点，又具有输入通态电压低，耐压高和 承受电流大的优点，这些都使IGBT比GTR有更大的吸引力。
- 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)。
7.2.3 抑制变频器干扰的措施 1.抑制变频器输入侧干扰的措施 (1)配电变压器容量非常大的情况。当变频器使用在 配电变压器容量大于500kVA或变压器容量大于变频器 容量10倍以上时，在变频器输入侧加装交流电抗器XL ，如图7.8所示。
7.3.3 空载试验 将变频器的输出端与电动机相接，电动机不带负载 ，主要测试以下项目。 1．测试电动机的运转 对照说明书在操作面板上进行一些简单的操作，如 启动、升速、降速、停止、点动等。观察电动机的旋 转方向是否与所要求的一致。控制电路工作是否正常 。通过逐渐升高运行频率，观察电动机在运行过程中 运转是否灵活、有无杂音、运转时有无振动现象及是 否平稳等。 2．电动机参数的自动检测 对于应用矢量控制功能的变频器，应根据说明书的 指导，在电动机的空转状态下测定电动机的参数。有 的新型系列变频器也可以在静止状态下进行自动检测 。
3．海拔高度 变频器应用的海拔高度应低于1000m。海拔高度大于 1000m的场合，变频器要降额使用。
7.1.3 安装方向和空间 裸露安装：用螺栓垂直安装在坚固的物体上。正面 是变频器文字键盘，请勿上下颠倒或平放安装。周围要 留有一定空间，上下10cm以上、左右5cm以上。因变频 器在运行过程中会产生热量，必须保持冷风畅通，如图 7.1所示。
2)控制电路 不能用兆欧表对控制电路进行测试，否则会损坏电 路的零、部件。只能用高阻量程万用表。 (1)全部卸开控制电路端子的外部连接。 (2)进行对地之间电路测试，测量值若在1M以上， 就属正常。 (3)用万用表测试接触器、继电器等控制电路的连接 是否正确。 7.3.2 通电检查 1．观察显示情况 2．观察风机 3．测量进线电压 4．进行功能预置 5．观察显示内容
7.2.2 变频器产生的干扰
变频器的输出电压波形为SPWM波，由于变频器产生
SPWM波的逆变部分是电力半导体开关来产生控制信号 ，这种具有陡变沿的脉冲信号产生很强的电磁干扰信 号，尤其是输出电流，它们将以各种方式把自己的能 量传播出去，形成对其他设备的干扰信号。
变频器对外产生干扰的方式有以下几种。
合为宜。
(8)如果操作指令来自远方，需要的控制线路配线
较长时，可采用中间继电器。
(9)接地线除了可以防止触电外，对防止噪声干扰 也很有效，所以务必可靠接地。如图7.11所示。
(10)模拟信号的控制线必须使用屏蔽线，屏蔽线的 屏蔽层一端接在变频器的公共端(如COM)上，另一端必 须悬空。
图7.11 变频器的接地方式
7.4.2 变频器的日常巡视
包括耳听、目测、触感和气味等。一般巡视内容如
下。 (1)周围环境、温度、湿度是否符合要求。 (2)变频器的进风口和出风口有无积尘，是否被积尘 堵死。
(3)变频器的噪声、振动、气味是否在正常范围之内
。 (4)变频器运行参数及面板显示是否正常。 (5)是否出现过热和变色。
图7.8
变频器接入交流电抗器XL
(2)当配电变压器输出电压三相不平衡，且其不平衡 率大于3时，变频器输入电流的峰值就很大，则会造成 连接变频器的电线过热，或者变频器过电压或过电流 ，或者损坏二极管及电解电容。此时，需要加装交流 电抗器。特别是变压器是Y形连接时更为严重，除在变 频器交流侧加装电抗器外，还需在直流侧加装直流电 抗器，如图7.8中的DL所示。 (3)配电变压器接有功率因数补偿电容的情况。当配 电网络接有功率因数补偿电容或晶闸管整流装置时， 此时变频器输入电流峰值变大，加重了变频器中整流 二极管负担。若在变频器交流侧连接交流电抗器，其 等效电路如图7.9所示。
式中：UX为电动机的最高工作电压，V；IN为电动 机的额定电流，A；R0为单位长度导线电阻，/m；L 为导线长度，m。
3．控制电路导线线径选择 小信号控制电路通过的电流很小，一般不进行线径 计算。考虑到导线的强度和连接要求，一般选用 0.75mm2及以下的屏蔽线或绞合在一起的聚乙烯线。 接触器、按钮开关等强电控制电路导线线径可取 1mm2的独股或多股聚乙烯铜导线。 7.1.2 变频器的安装环境 变频器装设的电气室应湿气少、无水浸入；无爆 炸性、可燃性或腐蚀性气体或液体，粉尘少；装置容 易搬入安装；有足够的空间，便于维修检查；备有通 风口或换气装置，以排出变频器产生的热量；与易受 变频器产生的高次谐波和无线电干扰影响的装置分离 。若安装在室外，必须单独按照户外配电装置设置。
1．周围温度、湿度
周围温度：变频器的工作环境温度范围一般为-10～
+40℃，当环境温度大于变频器规定的温度时，变频器要
降额使用或采取相应的通风冷却措施。 2．周围环境
变频器应安装在不受阳光直射、无灰尘、无腐蚀性气
体、无可燃性气体；无油污、无蒸汽滴水等环境中。安
装场所的周围振动加速度应小于0.6g(g=9.8m/s2)。
1)主电路
图7.12 用兆欧表测试主电路的绝缘电阻 (1)准备500V绝缘电阻表。 (2)全部卸开主电路、控制电路等端子座和外部电路 的连接线。 (3)用公共线连接主电路端子R、S、T、P1、P、N、 DB、U、V、W。 (4)用绝缘电阻表测试，仅在主电路公用线盒与大地 (接地端子PE)之间进行。 (5)绝缘速停机试验
(1)直流电压是否过高。把显示内容切换至直流电压
显示，观察在整个降速过程中直流电压的变化情况。 (2)拖动系统能否停住。当频率降至0Hz时，机械是否 有“蠕动”现象，并了解机械是否允许“蠕动”，如 需要制动“蠕动”时，应考虑预置直流制动功能。
4．高速运行试验
(1)电动机的带负载能力。电动机带负载高速运行时 ，注意观察当变频器的工作频率超过额定频率时，电动 机是否能带动该转速下的额定负载。 (2)机械运转是否平稳。注意观察生产机械在高速运
第7章 变频的安装于维护 本章要点：
变频器安装过程中的各种要求。 变频调速系统的调试方法。 变频器的一般维护和常见故障的处理方法。 技能目标： 能安装与调试变频调速系统。 能进行简单的维护、保养与故障处理。 根据工程需正确选择变频器。
7.1 变频器的安装 7.1.1 主电路控制开关及导线线径选择 1．电源控制开关及导线线径选择 2．变频器输出线径选择 决定输出导线线径时主要是低压输出时线路的电压 降Δ U影响，一般要求为
器，可以单独配置或同时配置输出滤波器。 (4)变频器本身用铁壳屏蔽为好，电动机与变频器之 间的电缆应穿钢管或用铠装电缆，电缆尺寸应保证在 输出侧最大电流时电压降为额定电压的2%以下。
(5)控制线距离主电路配线至少在100mm以上，绝对
不能与主回路放在同一行线槽内，以避免辐射干扰；
相交时要成直角。
(6)控制回路的配线，特别是长距离的控制回路的 配线，应该采用双绞线，双绞线的绞合间距应在15mm 以下。 (7)为防止各路信号的相互干扰，信号线以分别绞
行时是否有振动。
7.4 变频器的维护、保养与故障处理 7.4.1 维护和检查时的注意事项 (1)只有受过专业训练的人才能拆卸变频器并进行维 修和器件更换。 (2)维修变频器后不要将金属等导电物遗漏在变频器 内；否则有可能造成变频器损坏。 (3)断开电源后不久，是否电容上仍然剩余有高压电 。当进行检查时，断开电源，过10min后用万用表等确 认变频器主回路+、-端子两端电压在直流30V以下后进 行。 (4)对长期不使用的变频器，通电时应使用调压器慢 慢升高变频器的输入电压直至额定电压，否则有触电 和爆炸的危险。
7.1.5 安装布线
1．布线原则
变频器与外围设备之间布线时应采取以下措施。
(1)当外围设备与变频器共用一供电系统时，要在
输入端安装噪声滤波器，或将其他设备用隔离变压器 或电源滤波器进行噪声隔离。 (2)当外围设备与变频器装入同一控制柜中且布线 又很接近变频器时，可采取方法抑制变频器的干扰。
2．变频器安装注意事项 (1)电动机电缆的地线应在变频器侧接地，但最好电 动机与变频器分别接地。在处理接地时，如采用公共 接地端，不能经过其他装置的接地线接地，要独立走 线，如图7.5所示。
图7.4 变频器安装示意图
2．控制柜通风、防尘、维护要求 (1)总体要求：控制柜应密封，使用专门设计的进风 和出风口进行通风散热。 控制柜顶部应设有出风口、防风网和防护盖；底部应 设有底板、进线孔、进风口和防尘网。 (2)风道要设计合理，使排风通畅，不易产生积尘。 (3)控制柜内的轴流风机的风口需设防尘网，并在运 行时向外抽风。 (4)对控制柜要定期维护，及时清理内部和外部的粉 尘、絮毛等杂物。对于粉尘严重的场所，维护周期在1 个月左右。
7.3
变频调速系统的调试
7.3.1 通电前的检查 变频器系统安装、接线完成后，通电前应进行下列 检查。 1．外观、构造检查 它包括检查变频器的型号是否有误、安装环境有无问 题、装置有无脱落或破损、电缆直径和种类是否合适 、电气连接有无松动、接线有无错误、接地是否可靠 等。 2．绝缘电阻的检查 一般在产品出厂时已经进行了绝缘试验，因而尽量不 要用绝缘电阻表测试；万不得已用绝缘电阻表测试时 ，要按以下要领进行测试，若违反测试要领，接入时 会损坏设备。
(a) 正确接法 (b) 错误接法 图7.5 变频器接地方法
(2)电动机电缆和控制电缆应使用屏蔽电缆，机柜内 为强制要求，将屏蔽金属丝网与地线两端连接起来， 连接方法如图7.6所示。 (3)如果现场只有个别敏感设备，可单独在敏感设备 侧安装电磁滤波器，这样可降低成本。
图7.6 屏蔽电缆连接方法
7.2 变频器的抗干扰及抑制 7.2.1 对变频器的干扰 (1)输入电流波形的畸变。 (2)配电网络三相电压不平衡使变频器输入电流波形 发生畸变。 (3)配电网络同时接有功率补偿电容器及晶闸管整流 器时，变频器输入电流波形的畸变常由于配电网络中 接有功率因数补偿前容器及晶闸管整流装置等，当变 频器同时接入网络中，在晶闸管换向时，将造成变频 器输入电压波形发生畸变，如图7.7所示。 图7.7 换相作用造 成电源电压波形