西门子变频器调速原理分析

合集下载

变频器多段速控制原理

变频器多段速控制原理
变频器多段速控制原理是通过改变电源频率来调节驱动电机的转速。

变频器将交流电源转换为直流电源，并通过PWM技术
调整直流电源的电压和频率，然后再将调整后的交流电源供应给电机，从而实现电机转速的调节。

多段速控制是在变频器中设置不同的转速档位，根据需要选择不同的档位来控制电机的转速。

变频器通过电路内部的控制逻辑和控制信号，对电机的输出频率和电压进行调节，从而实现多段速控制。

具体的原理是在变频器中设置多个转速档位，每个档位对应一个输出频率和电压值。

当用户需要调整电机的转速时，通过控制信号选择相应的档位，变频器会根据档位的设定输出对应频率和电压的交流电源，驱动电机以实现相应的转速调节。

同时，变频器还可以根据用户的设定参数进行PID控制，进一步精
确调节电机的转速。

变频器多段速控制原理的优点是：可以方便地调节电机的转速，实现精确控制；能够根据用户的需求选择不同的转速档位，适应不同的工作条件；通过PID控制算法，可以进一步提高电
机的控制精度和稳定性。

教材：西门子变频器的三种控制

9.1 变频器工作原理交流变频器是微计算机及现代电力电子技术高度发展的结果。

微计算机是变频器的核心，电力电子器件构成了变频器的主电路。

大家都知道，从发电厂送出的交流电的频率是恒定不变的，在我国50赫兹。

而交流电动机的同步转速：式中N1——同步转速，r/min ；f1——定子频率，Hz ；P ——电机的磁极对数。

而异步电动机转速式中s 为转差率，11/)(N N N s -=，一般小于3%，N 与送入电机的电流频率f 1成正比例或接近于正比例。

因而，改变频率可以方便地改变电机的运行速度，也就是说变频对于交流电机的调速来说是十分合适的。

9.1.1 变频器的基本结构从频率变换的形式来说，变频器分为交-交和交-直-交两种形式。

交-交变频器可将工频交流电直接变换成频率、电压均可控制的交流电，称为直接式变频器，价格较高。

而交-直-交变频器则是先把工频交流电通过整流变成直流电，然后再把直流电变换成频率、电压均可控制的交流电，又称间接式变频器。

市售通用变频器多是交-直-交变频器，其基本结构如图9-1所示，由主回路，包括整流器、中间直流环节、逆变器和控制回路组成，现将各部分的功能分述如下：(1)整流器。

电网侧的变流器是整流器，它的作用是把三相(也可以是单相)交流整流成直流。

(2)直流中间电路。

直流中间电路的作用是对整流电路的输出进行平滑，以保证逆变电路及控制电源得到质量较高的直流电源。

由于逆变器的负载多为异步电动机，属于感性负载。

无论是电动机处于电动或发电制动状态其功率因数总不会为1。

因此在中间直流环节和电动机之间总会有无功功率的交换。

这种无功能量要靠中间直流环节的储能元件(电容器或电抗器)来缓冲。

所以又常称直流中间环节为中间直流储能环节。

Pf N 1160=)1(60)1(11s Pf s N N -=-=图9-1 交-直-交变频器的基本结构(3)逆变器。

负载侧的变流器为逆变器。

逆变器的主要作用是在控制电路的控制下将直流平滑输出电路的直流电源转换为频率及电压都可以任意调节的交流电源。

西门子GM150变频器系统分析及故障处理

西门子 GM150变频器系统分析及故障处理变频器调速通过调节电源频率来调节速度，多用于电动机转速调速，能够实现无极调速，具有效率高、性能优特点，广泛应用于需要精确速度控制的生产环节。

榆济管道天然气增压输气站采用西门子GM150变频调速系统和配套的ABB供电设备，调节压缩机电动机转速，控制天然气瞬时流量，完成控制输气量及节能目的。

根据投运以来运行情况介绍此套变频调速系统。

1 变频调速系统组成主要由10kV开关柜、隔离变压器、变频器、预充磁、MCC、UPS组成。

1.1 10kV开关柜采用厦门ABB开关有限公司10kV开关柜，全称UniGear ZS1铠装式金属封闭式开关设备，向变频调速系统中隔离变压器提供电能。

开关柜由固定的柜体和真空断路器组成，柜体分3个隔间:断路器室、电缆室、低压室。

断路器室为金属全封闭，位于开关柜中部，内部有VD4型真空断路器、电压互感器、电流互感器，断路器是变频调速系统的电源开关，电压互感器用于电压检测，电流互感器用于电流检测。

电缆室位于开关柜底部，内部有断路器出线电缆、避雷器、接地开关等。

低压室位于开关柜顶部，内部有开关柜辅助和控制电源、检测保护装置，实现对开关柜下游设备的过流速断、低电压跳闸、过负荷报警等保护。

开关柜内部高温至设备损坏风险，因此低压室装有温湿度检测装置，对整个开关柜进行温度、湿度检测，提高开关柜安全运行性。

1.2隔离变压器采用德国ASA公司DOHX型具有矿物油加注的三相油浸式变压器（隔离变压器），接收10kV开关柜电能，转化适合电压等级后给变频器供电。

隔离变压器主要由铁芯及铁芯上缠绕的绕组组成，采用7绕组变压器，一次侧1个绕组，星形连接方式；二次侧6个绕组，连接方式依次为星形、星形、星形、三角形、三角形、三角形，输出侧每相电相位差20 º，隔离变压器一次侧电压等级为10kV，二次侧电压等级为1500V。

隔离变压器作用为变压、隔离和滤波。

一方面变压器通过特殊的绕组结构和连接组别为变频器提供电压等级为1500V的电能，满足变频器的36脉动整流需求；隔离变压器可以使一次侧和二次侧电气完全绝缘，使回路隔离，和电源没有直接的连接；利用隔离变压器铁芯高频损耗大的特点，经过电磁感应后将高变频谐波“滤”除。

《变频及伺服应用技术》项目1 西门子变频器的运行与功能解析2016.7

重庆工业职业技术学院郭艳萍
变频及伺服应用技术
2 、变转差率调速
（1）改变定子电压调速异步电动机的机械特性方程式:
Te1[R (1R 2 '3 /p s)21 U 2 R 2 ' /1 2s(Ll1L 'l2)2]
其中：p为电机极对数； U1为相电压有效值
电机参数一定，当S ，f1不变时，T 仅与 U1有关。
变频及伺服应用技术
变极时，调换相序，以保证变极调速以后，电动机转动方向不变。
目前，我国多极电动机定子绕组联绕方式常用的有两种：一种是从星形改成双星形，写作Y/YY，如图1-3所示；
Y-YY后,电动机极数减少一半,转速增大一倍,即 nYY 2n，Y 容许输出功率增大一倍，而容许输出转矩保持不变，所以这种变极调速属于恒转矩调速，它适
变频器在英文译名是VFD（Variable-frequency Drive）。
变频器在中、韩等亚洲地区受日本厂商影响而曾被称作 VVVF（Variable Voltage Variable Frequency Inverter）。
2020/10/24
重庆工业职业技术学院郭艳萍
变频及伺服应用技术
它与直流调速系统相比具有以下显著优点：
E1=4.44ƒ1N1KN1Φm=U1+△U
漏阻抗压降
式中:
E1——定子绕组的感应电动势有效值 N1 ——定子每相绕组的匝数
KN1——定子绕组的绕组系数， KN1 <1
ƒ1 ——定子绕组感应电动势的频率，即电源的频率 Φm ——主磁通
可见：
E1∝ƒ1Φm
将△U忽略，则E1≈U1∝ƒ1Φm
2020/10/24
因此，为维持电动机的输出转矩不变，必须使主磁通Φm =const，即

基于西门子PLC的变频调速离心机控制系统的设计

基于西门子PLC的变频调速离心机控制系统的设计摘要：变频调速及控制技术应用于实际中，如在中小型冷库恒温与节能自动化控制系统中，由于系统控制过程较复杂，压缩机功率较大，需要启动，并要求控制系统恒温可调可控，节能可靠，因此采用与变频调速控制系统是最佳选择可以大幅度节约电能，提高系统恒温控制的自动化程度，并使系统运行可靠稳定，结构简单，维修、维护、调整方便，经济实用易配置等优势，取代了传统的继电器控制系统。

本文针对离心机自动化程度低、分离效率低、操作困难、运行不稳定等问题，介绍了基于西门子可编程逻辑控制器（PLC）的变频调速离心机控制系统的设计。

该系统利用西门子S7-200PLC对变频器的控制，在线调整离心机主、副电机的转速，从而控制离心机电机的调速；利用扭矩信号,实现了在不同物料浓度条件下离心机的恒差速恒扭矩控制，有效改善了离心机的分离效率及稳定性，达到自动化生产要求，降低操作难度。

关键词：PLC；变频器；离心机可编程控制器是集汁算机技术与自动化控制技术于一体的一种新型工业控制系统，它采用易于理解和掌握的梯形图语言及简单指令，形象直观，结构简单、可靠性高、抗干扰能力强、故障率低、易于操作和维修、且根据不同工艺要求修改程序及参数简单等优势，被广泛应用于生产、科研、社会生活等诸多领域。

1离心机的基本工作原理离心脱水机全称卧式螺旋卸料沉降离心机，简称离心机。

将高速旋转产生的离心加速度转化为重力加速度，使固体颗粒的沉降时间较在重力场作用下缩短至数千分之一，快速沉积的固体颗粒通过螺旋输送器排出转鼓，从而实现不间断连续运行。

通过控制差速器输入轴的速度（背驱动装置包括恒扭矩变频电机、耦合器、液压马达等），可对螺旋输送器与转鼓间的速度差（即差转速）进行调整，控制排渣速度和分离性能。

2变频器电机调速的基本工作原理变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（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。

变频器工作原理讲解

变频器工作原理讲解变频器，又称调速器，是一种以电能变换输出频率和输出电压大小来调节负载转矩和输出频率的电力电子装置。

由于其具有调速范围宽、调速精度高、及能智能化控制等优点，目前变频器在冶金、原油、电力、矿山、纺织、造纸、印染、环保等行业中被广泛应用。

本文将对变频器的工作原理做一讲解。

变频器的工作原理依赖于它的主要工作部件：电源模块、调频模块、调节模块、转换模块和控制模块。

电源模块，即集成了开关电源、变压器、在线电压和频率测试、PWM控制器等功能的输入电源，根据PWM控制把交流电源转换成直流电源，以便调制及调节输出信号。

调频模块，即该变频器所采用的电子元件，一般包括二极管、晶体管、电容、电感等，它们通过改变每个元件的工作状态，来实现对频率的调制。

调节模块，主要是一个微处理器，它能根据运行环境的变化通过变频控制系统，对频率和输出电压作出调节，以实现所需的负载转矩和频率调节。

转换模块，一般用于将直流电源转换成交流电源，以便满足负载的驱动要求，转换模块一般采用高压变流技术，以得到最佳的效率和功率。

控制模块，它可以按照预设的参数和测试结果对负载进行智能化控制，达到最佳的调速效果，从而使发动机性能达到最佳。

上述五个模块，组成了一个完整的变频控制系统，通过改变主电源交流频率，使负载转矩、输出电压以及频率均可进行调节，以满足负载的要求，实现调速和能耗的控制。

以上就是对变频器工作原理的介绍，由于变频器具有调速范围宽、调速精度高、及能智能化控制等优点，被广泛应用于冶金、原油、电力、矿山、纺织、造纸、印染、环保等行业，受到广大用户的喜爱。

变频器的技术随着科技的发展而日新月异，为社会发展做出了重要贡献。

当社会经济发展越来越迅速时，变频器技术发展也将成为推动经济发展的一个重要动力。

变频调速的工作原理

变频调速的工作原理变频器的功用是将频率固定的（通常为50Hz的）交流电（三相或单相）变成频率联系可调（多数为O-4OOH0的三相交流电。

由公式：n0=60f/p其中n0为旋转磁场的转速通常称为同步转速f 为电流的频率p 为旋转磁场的磁极对数当频率f连续可调时（一般P为定数），电动机的同步转速也连续可调。

又因为异步电动机的转子转速总是比同步转速略低一些，所以，当同步转速连续可调时，异步电动机转子的转速也是连续可调的。

变频器就是通过改变f （电流的频率）来使电动机调速的在变频器日常维护过程中,经常遇到各种各样的问题,如外围线路问题,参数设定不良或机械故障。

如果是变频器出现故障，如何去判断是哪一部分问题，在这里略作介绍。

一、静态测试1、测试整流电路找到变频器内部直流电源的P端和N端，将万用表调到电阻X10档，红表棒接到P,黑表棒分别依到R S T,应该有大约几十欧的阻值，且基本平衡。

相反将黑表棒接到P端，红表棒依次接到R、S、T,有一个接近于无穷大的阻值。

将红表棒接到N 端，重复以上步骤，都应得到相同结果。

如果有以下结果，可以判定电路已出现异常，A.阻值三相不平衡，可以说明整流桥故障。

B.红表棒接P端时，电阻无穷大，可以断定整流桥故障或起动电阻出现故障。

2、测试逆变电路将红表棒接到P端,黑表棒分别接U V W上，应该有几十欧的阻值，且各相阻值基本相同，反相应该为无穷大。

将黑表棒接到N端，重复以上步骤应得到相同结果，否则可确定逆变模块故障二、动态测试在静态测试结果正常以后，才可进行动态测试，即上电试机。

在上电前后必须注意以下几点:1、上电之前，须确认输入电压是否有误，将380V电源接入220V级变频器之中会出现炸机（炸电容、压敏电阻、模块等）。

2、检查变频器各接播口是否已正确连接,连接是否有松动, 连接异常有时可能导致变频器出现故障, 严重时会出现炸机等情况。

3、上电后检测故障显示内容, 并初步断定故障及原因。

变频调速原理及概述

变频调速原理及概述异步电机调速系统的种类很多，但是效率最高、性能最好、应用最广的是变频调速，它可以构成高动态性能的交流调速系统来取代直流调速系统，是交流调速的主要发展方向。

变频调速是以变频器向交流电机供电，并构成开环或闭环系统，从而实现对交流电机的宽范围内无极调速。

变频器可把固定电压、固定频率的交流电压变换为可调电压、可调频率的交流电。

在变换过程中。

没有直流环节的称为交-交变频器，有中间直流环节的称为交-直-交变频器。

由直流电变为交流电的变换器称为逆变器。

目前应用最广的是交-直-交变频器，通常由整流器、中间直流储能电路和逆变器三部分组成。

人们所说的交流调速传动，主要是指采用电子式电力变换器对交流电动机的变频调速传动，除变频以外的另外一些简单的调速方案，例如变极调速、定子调压调速、转差离合器调速等，由于其性能较差，终将会被变频调速所取代。

交流调速传动控制技术之所以发展的如此迅速，和如下一些关键性技术的突破性进展有关，它们是电力电子器件（包括半控型和全控型器件）的制造技术、基于电力电子电路的电力变换技术、交流电动机的矢量变换控制技术、直接转矩控制技术、PWM（Pulse Width Modulation）技术以及以微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术等。

变频器的发展：近二十年来，以功率晶体管GTR为逆变器功率元件、8位微处理器为控制核心、按压频比U/f控制原理实现异步机调速的变频器，在性能和品种上出现了巨大的技术进步。

其一，是所用的电力电子器件GTR以基本上为绝缘栅双极晶体管IGBT所替代，进而广泛采用性能更为完善的智能功率模块IPM，使得变频器的容量和电压等级不断地扩大和提高。

其二，是8位微处理器基本上为16位微处理器所替代，进而有采用功能更强的32位微处理器或双CPU，使得变频器的功能从单一的变频调速功能发展为含有逻辑和智能控制的综合功能。

其三，是在改善压频比控制性能的同时，推出能实现矢量控制和转矩直接控制的变频器，使得变频器不仅能实现调速，还可进行伺服控制。

变频调速基本原理及控制原理

变频调速基本原理及控制原理1.基本原理：目前使用较多的是“交—直—交”变频，原理如图1所示，将50Hz交流整流为直流电Ud，再由三相逆变器将直流逆变为频率可调的三相交流供给鼠笼电机实现变频调速。

2.控制原理：变频调速装置主电路(见图2)由空气开关QF1，交流接触器KM1和变频器VF组成，由安装在配电柜面板上的转换开关SA，复位开关SB；或安装在现场防爆操作柱上启动按钮SB 和停止按钮SB2控制VF的运行：(1)启动VF时必须先合上QF1和QF2，使SA置于启动位置，KM1便带动电触点闭合，来电显示灯HL2亮；此时按下SB，也可以按下现场SB1使KA1带电触点闭合，VF投入运行同时运行指示灯HL3亮。

(2)需要停止VF时，按下SB2使KA1失电，VF停止运行，此时HL3灭；置SA于停止位置，KM1断开同时HL1亮表示停机。

(3)如果在运行过程中VF有故障FLA、FLC端口将短接，KA2带电，KM带电其触点断开，同时故障指示灯HL3亮并报警。

由于工艺条件复杂，实际运行过程中有多方面不确定因素，为安全其见，每台变频器均加有一旁路接触器KM2；如果KM1或VF发生故障时保证电机仍能变频运行。

变频调速实行闭环负反馈自动控制即由仪表装置供给变频器1V和CC端口4～20MA电信号，靠信号大小改变来控制VF频率高低变化达到调节电动机转速和输出功率的目的，使泵流量和实际工艺需求最佳匹配，实现仪表电气联合自动控制体系。

二、实际运用分析1.变频调速实行工艺过程控制，由于生产流程和工艺条件的复杂性；不通过实践有些问题不被人们认识，只有通过实践才能找出解决这此问题方法和途径。

在闭环控制回路中，变频器作用类似风开式调节阀，对于实用风关式调节阀控制回路需在变频器上设定最低下降频率，当仪表装置故障时变频器输出最低频率，保证电机运转，维持工艺流程最低安全量，不至于生产中断。

变频器下限频率设定必须通过实际测试，不能随意变动。

就拿P6101A 脱丙烷塔进料泵来说，当时调试时当仪表信号4AM时，变频器输出频率10Hz，此时根本达不到工艺需要流量，通过仪表、电气专业人员多测试设定4MA信号输出23Hz能达到最低安全量，故23Hz 便没定为法定下限参数，这样既可保证工艺安全运行又有27Hz的频率调节范围。

西门子变频器的工作原理

西门子变频器用于电机控制，既可以改变电压，又可以改变频率。

汽车上使用的由电池产生交流电的设备也以"inverter”的名称进行出售，西门子变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。

1、什么是西门子变频器？西门子变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。

2、为什么西门子变频器的电压与电流成比例的改变？异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。

因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制西门子变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。

这种控制方式多用于风机、泵类节能型西门子变频器。

3、西门子变频器制动的有关问题制动的概念：指电能从电机侧流到西门子变频器侧（或供电电源侧），这时电机的转速高于同步转速，负载的能量分为动能和势能. 动能（由速度和重量确定其大小）随着物体的运动而累积。

当动能减为零时，该事物就处在停止状态。

机械抱闸装置的方法是用制动装置把物体动能转换为摩擦和能消耗掉。

对于西门子变频器，如果输出频率降低，电机转速将跟随频率同样降低。

这时会产生制动过程. 由制动产生的功率将返回到西门子变频器侧。

这些功率可以用电阻发热消耗。

在用于提升类负载,在下降时, 能量（势能）也要返回到西门子变频器(或电源)侧,进行制动.这种操作方法被称作“再生制动”，而该方法可应用于西门子变频器制动。

在减速期间，产生的功率如果不通过热消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到西门子变频器电源侧的方法叫做“功率返回再生方法”。

在实际中，这种应用需要“能量回馈单元”选件。

4、采用西门子变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？采用西门子变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同，为125%~200%)。

变频器的工作原理及应用(1)

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；
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；
• 最新的IGBT技术，数字微处理器控制； • 集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-
DP通讯模块/Device-Net模板； • 具有7个固定频率，4个跳转频率，可编程
； • "捕捉再起动"功能；
保护功能
• 过载能力为150％额定负载电流，持续时间60秒；
• 过电压、欠电压保护； • 变频器过温保护； • 接地故障保护，短路保护； • 电动机过热保护； • 闭锁电机保护，防止失速保护。
（5）加速时间
西门子MM440的功能调试
（6）频率限制
ห้องสมุดไป่ตู้
西门子MM440的功能调试
（7）多段速功能

变频调速技术概述

• 牢固的EMC（电磁兼容性）设计；
• 控制信号的快速响应；
控制功能
• 线性v/f控制，并带有增强电机动态响应和控制特性的磁通电流控制（FCC），多点 v/f控制； • 内置PID控制器； • 快速电流限制，防止运行中不应有的跳闸； • 具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程； • 集成RS485通讯接口，可选PROFIBUSDP通讯模块；
自动节能运行功能瞬时停电重启动电网电压自动稳压，保持输出稳定操作面板标准内置可调电位器，面板可观测输入
功率
智能输入/输出端子可分配多种功能内置PID功能及3线运行功能
日立 SJ100系列变频器
• 矢量型变频（0.2KW-7.5KW）结构紧凑，体积小 ISPM专利技术，集成了驱动电机的功率器件和控制电路元件抗电磁干扰能力强速度调节旋钮标准内置电机参数自整定，具有两套电机参数 200%起动力矩电网电压自动稳压，保持输出稳定瞬时失电重起动
常见品牌简介
港澳台地区的品牌有普传、台安、台达、东元、正频、宁茂、九德松益、爱德利等；国产的品牌有康沃、安邦信、惠丰、森兰、阿尔法、时代、格立特、海利、佳灵、富凌、英威腾等。欧美国家的产品以性能先进、适应环境性强而著称；日本产品则以外形小巧、功能多而闻名；港澳台地区的产品以符合国情、功能简单实用而流行；国产变频器则以大众化、功能简单、专用、价格低的优势而获得广泛应用。
• 在电源消失或故障时具有"自动再起动"功能； • 灵活的斜坡函数发生器，带有起始段和结束段的平滑特性； • 快速电流限制，防止运行中不应有的跳闸； • 具有3个固定频率，1个跳转频率，且可编程；
保护功能
· 过载能力为150％额定负载电流，持

基于西门子S7-1200PLC、G120变频器、HMI实现电动机变频调速

基于西门子S7-1200PLC、G120变频器、HMI实现电动机变频调速摘要：本文以西门子S7-1200，USS，G120，HM为核心，建立了多个感应电机的控制系统，从而达到控制系统的目的。

控制系统具有造价低，线缆数目少，多个电机可以同时单独控制，电机运行状态可以被实时地显示，控制系统的稳定性、可靠性和灵活性都有很大的提高.关键词：西门子；S7-1200PLC、G120；变频器；HMI一、探讨家用电机的变频器（一）家用电器用电机的种类和速度调节在家用电器中使用的电动机主要有单相异步电动机，三相异步电动机，无剧同步电动机和直流电动机，尤其是单相异步电动机最为常见。

单相感应电机有分相型、分相型和盖极型三种类型，尤其分相型是最常用的一种。

这种电机可以分成单相电容运行型，单相电容起动型，单相电容起动型，单相电容双电型。

在家用电器中，通常采用的是调压调速，尽管这种调速方法简单，成本低，但是其调速范围较小，稳定性较差，转矩特性较差，无法达到应用的要求。

家用电器中的电力机器，若使用变频调速方式，调速范围大，稳定性好，转矩特性好，并有节能效果。

（二）变频调速技术在家用电器中的应用1、单相供电家用电器通常使用的是单相 AC供电，若要实现变频，那么在变频器的主电路中，必须使用单相桥的方式来实现整流。

与三相桥整流的变频调速装置相比，其直流输出有较大的波动，因此在设计中要注意电容滤波、电感平波动等方面的影响。

2、一种单相感应式电容分相型电机采用电容器分离型单相感应电机的变频调速系统，有如下几个问题要解决。

(1)电容会发生改变。

工作电容器的容量是按照5赫兹的交流电流来计算的。

因为电容器的电容星是与电源频率相关的，所以，变频器的高频载波将改变电容器的电容，使得主、副绕组中的相位差小于90，电机就不能产生环形的旋转磁场，从而导致工作性能下降。

(2)对电容进行抗高频率工作的性能。

电容器的抗高频能力通常只有几百赫兹，而变频器的高频载波一般为3-~5 KRHz，所以，高频载波会对电容器造成危害，使电容器发热。

变频调速的基本原理

变频器多段速度控制1．变频调速的原理异步电机的转速n可以表示为式中，n2为同步转速，Δn1为转差损失的转速，p为磁极对数，s为转差率，f为电源的频率。

可见，改变电源频率就可以改变同步转速和电机转速。

频率的下降会导致磁通的增加，造成磁路饱和，励磁电流增加，功率因数下降，铁心和线圈过热。

显然这是不允许的。

为此，要在降频的同时还要降压。

这就要求频率与电压协调控制。

此外，在许多场合，为了保持在调速时，电动机产生最大转矩不变，亦需要维持磁通不变，这亦由频率和电压协调控制来实现，故称为可变频率可变电压调速（VVVF），简称变频调速。

实现变频调速的装置称为变频器。

变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器（MCU／DSP）等部分组成。

首先将单相或三相交流电源通过整流器并经电容滤波后，形成幅值基本固定的直流电压加在逆变器上，利用逆变器功率元件的通断控制，使逆变器输出端获得一定形状的矩形脉冲波形。

在这里，通过改变矩形脉冲的宽度控制其电压幅值；通过改变调制周期控制其输出频率，从而在逆变器上同时进行输出电压和频率的控制，而满足变频调速对U/f协调控制的要求。

PWM的优点是能消除或抑制低次谐波，使负载电机在近似正弦波的交变电压下运行，转矩脉冲小，调速范围宽。

2．电机调速的分类按变换的环节分类（1）交-直-交变频器，则是先把工频交流通过整流器变成直流，然后再把直流变换成频率电压可调的交流，又称间接式变频器，是目前广泛应用的通用型变频器。

（2）可分为交-交变频器，即将工频交流直接变换成频率电压可调的交流，又称直接式变频器按直流电源性质分类（1）电压型变频器电压型变频器特点是中间直流环节的储能元件采用大电容，负载的无功功率将由它来缓冲，直流电压比较平稳，直流电源内阻较小，相当于电压源，故称电压型变频器，常选用于负载电压变化较大的场合。

（2）电流型变频器电流型变频器特点是中间直流环节采用大电感作为储能环节，缓冲无功功率，即扼制电流的变化，使电压接近正弦波，由于该直流内阻较大，故称电流源型变频器（电流型）。

MM变频器原理与西门子参数设置

MM变频器原理与西门子参数设置1. MM变频器原理MM变频器是一种用于控制马达转速的装置，可以实现对马达的启停、调速和保护等功能。

其原理基于变频技术和电机控制理论。

1.1 变频技术变频技术是指通过改变电源频率来控制电机转速的技术。

MM变频器利用变频器内部的逆变器将交流电源转换为可变频率和可变电压的交流电源，进而改变电机的转速。

变频器通过控制输出电压的频率和幅值，可以实现对电机的精确控制。

1.2 电机控制理论电机控制理论是指对电机进行速度、转矩和位置的闭环控制。

MM变频器利用电机控制理论中的闭环控制方法，通过测量电机的转速和负载情况，将实际转速与设定转速进行比较，并通过调整输出频率和电压来实现控制。

2. 西门子参数设置西门子是一家知名的工控设备制造商，其变频器系列产品在工业控制领域具有广泛应用。

以下是一些常见的西门子变频器参数设置：2.1 输出频率输出频率是指变频器输出电压的频率，通常以赫兹（Hz）为单位。

在设置输出频率时需要考虑电机的电源频率和负载特性。

2.2 输出电压输出电压是指变频器输出电压的幅值，通常以伏特（V）为单位。

输出电压的设置要根据电机的额定电压和负载情况来确定。

2.3 加速时间和减速时间加速时间和减速时间是指变频器从启动到达设定转速或从设定转速停止所需的时间。

这两个参数的设置要考虑到机械设备的特性和工作要求。

2.4 过载保护过载保护是指变频器对电机的过载情况进行监测和保护措施。

设置过载保护参数可以防止电机在负载过大时损坏。

2.5 故障代码故障代码是指变频器在发生故障时所显示的代码，用于判断故障的类型和位置。

设置故障代码可以方便用户快速定位和排除故障。

3.MM变频器是一种重要的工控设备，可以实现对电机的启停、调速和保护等功能。

通过变频技术和电机控制理论的结合，可以实现对电机转速的精确控制。

在使用西门子变频器时，合理设置参数可以使装置更加稳定和可靠。

以上是关于MM变频器原理与西门子参数设置的简要介绍。

西门子变频器工作原理

西门子变频器工作原理西门子变频器也可用于家电产品。

使用西门子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。

用于电机控制的西门子变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。

但用于荧光灯的西门子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。

西门子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，西门子变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。

1 西门子变频器的工作原理我们知道，交流电动机的同步转速表达式位：n ＝ 60 f(1 － s)/p (1)式中 n———异步电动机的转速；f———异步电动机的频率；s———电动机转差率；p———电动机极对数。

由式 (1) 可知，转速 n 与频率 f 成正比，只要改变频率 f 即可改变电动机的转速，当频率 f 在 0 ～ 50Hz 的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。

西门子变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。

2 西门子变频器控制方式低压通用变频输出电压为 380 ～ 650V ，输出功率为 0.75 ～ 400kW ，工作频率为 0 ～ 400Hz ，它的主电路都采用交—直—交电路。

其控制方式经历了以下四代。

2.1U/f=C 的正弦脉宽调制（ SPWM ）控制方式其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。

但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。

另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。

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)。

西门子变频器调速原理分析
西门子变频器有多种类型，例如：西门子变频器MM4系列，西门子变频器SINAMICS系列。

这些西门子变频器是由主回路、电源回路、IPM驱动及保护回路、冷却风扇等几部分组成，用来实现对自动化驱动控制系统中的电机进行调速控制。

本文下面对西门子变频器的调速原理做一个分析，供用户在调试过程中提供参考。

西门子变频器的调速原理如下所示：
根据电机转速的公式：n=n1(1-s)和N1=60f/p
式中：n-电机转速;n1-电机的同步转速;s-滑差;f-旋转磁场频率;P-电机极对数。

可知改变电机转速的方法有改变滑差s、改变旋转磁场频率f、改变电机极对数p三种。

西门子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。

是由由主电路和控制带电路组成的。

主电路是给异步电动机提供可控电源的电力转换部分，变频器的主电路分为两类，其中电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波部分是电容。

电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波部分是电感。

它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的整流部分，吸收在转变中产生的电压脉动的平波回路部分，将直流功率变换为交流功率的逆变部分。

控制电路是给主电路提供控制信号的回路，它有决定频率和电压的运算电路，检测主电路数值的电压、电流检测电路，检测电动机速度的的速度检测电路，将运算电路的控制信号放大的驱动电路，以及对逆
变器和电动机进行保护的保护电路组成。

现在大多数的变频器基本都采用交直交方式(VVVF变频或矢量控制)，将工频交流电源通过整流器转换为直流电源，再把直流电源转换成近似于正弦波可控的交流电以供给电动机。

三相交流电经过VD1～VD6整流后，正极经过RL，RL在这里是防止电流忽然变大。

经过RL电流趋于稳定，晶闸管触点会导通。

之后直流电压加在了滤波电容CF1、CF2上，这两个电容的作用是让直流电波形变得更加平滑。

之所以是两个电容是由于一个电容的耐压有限，所以用两个电容串联起来使用。

均压电阻R1、R2是让CF1和CF2上的电压一样，两个电容的容量不同的话，分压就会不同，所以各并联了一个均压电阻。

而中间的放电回路作用则是释放掉感性负载启动或停止时的反电势，用来保护逆变管V1～V6和整流管VD1～VD6。

直流母线电压加到V1～V6六个IGBT上，基极由控制电路控制。

控制电路控制某三个管子的导通给电机绕组内提供电流，产生磁场使电机运转。

西门子变频器有多种系列，为用户在各个行业中的自动化驱动控制系统的各种应用中提供了解决方案和有力保障。

北京天拓四方科技有限公司。