变频器基本工作原理与构成
变频器结构及工作原理
变频器是把工频电源(50Hz 或 60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备。
如图1所示，此中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行光滑滤波，逆变电路将直流电再逆变为交流电。
对于如矢量控制变频器这类需要大批运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。
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。
2.中间电路，有以下三种作用：a.使脉动的直流电压变得稳固或光滑，供逆变器使用。
b.经过开关电源为各个控制线路供电。
c.可以配置滤波或制动装置以提升变频器性能。
3.逆变器将固定的直流电压变换成可变电压和频率的交流电压。
4.控制电路它将信号传递给整流器、中间电路和逆变器，同时它也接收来自这些部分的信号。
其主要构成部分是：输出驱动电路、操作控制电路。
主要功能是：a.利用信号来开关逆变器的半导体器件。
b.供给操作变频器的各种控制信号。
c.监察变频器的工作状态，供给保护功能。
现场对变频器以及周边控制装置的进行操作的人员，假如对一些常有的故障状况能作出判断和处理，就能大大提升工作效率，而且防备一些不用要的损失。
为此，我们总结了一些变频器的基本故障，供大家作参照。
以下检测过程无需打开变频器机壳，不过在外面对一些常有现象进行检测和判断。
以下检测过程无需打开变频器机壳，不过在外面对一些常有现象进行检测和判断。
现象检测方法和判断1，上电跳闸或变频器主电源接线端子部分出现火花。
断开电源线，检查变频器输入端子能否短路，检查变频器中间电路直流侧端子P、N 能否短路。
可能2，上电无显示原由是整流器损坏或中间电路短路。
断开电源线，检查电源是不能否出缺相或断路情况，假如电源正常则再次上电后则检查检查变频器中间电路直流侧端子 P、N能否有电压，假如上述检查正常则判断变频器内部开3，开机运行无输出（电动机不启动）4，运行时“过电压”保护，变频器停止输出5 变频器是把工频电源 (50Hz 或 60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备。
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调节设备，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，包括其基本构成、工作过程和应用场景。
二、基本构成1. 整流器：变频器的输入端通常接收交流电源，整流器将交流电转换为直流电。
常见的整流器有整流桥等。
2. 滤波器：滤波器用于平滑直流电信号，消除电源波动和噪声。
3. 逆变器：逆变器将直流电转换为可调频的交流电。
逆变器通常由晶闸管、功率管等元件组成。
4. 控制器：控制器是变频器的核心部份，用于监测和调节变频器的工作状态。
控制器通常由微处理器、传感器等组成。
5. 保护装置：保护装置用于监测变频器的工作温度、电流和电压等参数，以保证变频器的安全运行。
三、工作过程1. 输入电源：变频器的输入端接收交流电源，通常为三相交流电。
2. 整流：交流电经过整流器转换为直流电。
3. 滤波：滤波器对直流电进行滤波处理，使其变得平滑稳定。
4. 逆变：逆变器将直流电转换为可调频的交流电。
逆变器的输出频率可以根据需要进行调节。
5. 控制：控制器监测变频器的输入和输出电流、电压、频率等参数，并根据设定的要求调节逆变器的工作状态。
6. 输出：变频器将调节后的交流电输出给负载，如机电等。
四、应用场景1. 工业生产：变频器广泛应用于各种工业生产中，如机械创造、化工、纺织、电子等行业。
通过调节变频器的输出频率和电压，可以实现对机电的精确控制，提高生产效率。
2. 节能环保：变频器可以根据负载的需求调节机电的运行速度，避免机电长期运行在高速状态下，减少能耗，实现节能效果。
同时，变频器还可以减少机电的起动冲击，降低噪音和振动，对环境友好。
3. 电梯和升降机：变频器在电梯和升降机中的应用非常广泛。
通过调节变频器的输出频率和电压，可以实现电梯和升降机的平稳运行和精确控制。
4. 空调和通风系统：变频器可以根据室内温度和湿度等参数，调节空调和通风系统的运行状态，实现舒适的室内环境，提高能源利用效率。
五、总结本文详细介绍了变频器的工作原理，包括其基本构成、工作过程和应用场景。
变频器的工作原理和接线详细图文解析
变频器的工作原理和接线详细图文解析
变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。
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。
变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。
一、变频器工作原理
变频器可分为电压型和电流型两种变频器：
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，其直流回路滤波是电感。
是整流器，整流器，逆变器。
而变频器的主电路由整流器、平波回路和逆变器三部分构成，将工频电源。
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。
变频器培训课件ppt课件
行业定制化
针对不同行业和应用场景， 开发定制化的变频器产品， 以满足特定需求并优化性能 。
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实施效果
03
通过变频器控制，实现了空调系统的智能调节，提高了室内环
境的舒适度和空调系统的能效比。
电梯控制系统应用案例
案例背景
某高层住宅电梯控制系统，需保证电梯运行平稳、快速响 应乘客需求。
解决方案
采用变频器控制电梯曳引机电机，根据电梯运行状态和乘 客需求实时调整电机转速和制动力矩，保证电梯运行平稳 、快速响应。
程序编写方法及技巧
编程语言基础
编程技巧与规范
简要介绍变频器编程所涉及的编程语 言基础，如变量、数据类型、控制结 构等。
分享一些实用的编程技巧和规范，如 代码优化、错误处理、注释规范等， 提高学员的编程效率和代码质量。
程序结构与设计
讲解变频器程序的结构和设计方法， 包括主程序、子程序、中断程序等的 设计思路和实现方法。
欠压故障
变频器输出电压过低，可能是电源电 压过低、电源缺相等原因导致。
过热故障
变频器内部温度过高，可能是散热系 统不良、环境温度过高等原因导致。
故障排除方法和步骤
识别故障现象
根据变频器的故障指示或报警信息，识别 出具体的故障现象。
排除故障
根据故障原因，采取相应的措施进行故障 排除，如更换损坏的部件、调整参数设置
实施效果
通过变频器控制，实现了电梯控制系统的精确控制，提高 了电梯的运行效率和乘客的舒适度。同时，变频器还具有 节能效果，降低了电梯的能耗和运行成本。
05
变频器维护保养与故障排 除
日常维护保养项目
清洁变频器表面
定期清除变频器表面的 灰尘、油污等杂物，保
变频器原理及应用
几种典型的交－直－交变频器的主电路。 ①交－直－交电压型变频电路 常用的交—直—交电压型PWM变频电路。
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交—直—交电压型PWM变频电路采用二极管构成整流器，
完成交流到直流的变换，其输出直流电压Ud是不可控的； 中间直流环节用大电容C滤波；电力晶体管V1～V6构成
PWM逆变器，完成直流到交流的变换，并能实现输出频 率和电压的同时调节，VD1～VD6是电压型逆变器所需的 反馈二极管。
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。
• 在变频器驱动电机，中频和开关电源以及要求快速、低损耗的领域，
IGBT有着主导地位。
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（1） IGBT的基本结构与工作原理 1）基本结构 IGBT也是三端器件，三个极为漏极（D）、栅极（G）和源极（S）。 （a) 内部结构 （b）简化等效电路 （c）电气图形符号
电变成频率可调的交流电，作为电动机的电源装置，目前在国内 外使用广泛。使用变频器可以节能、提高产品质量和劳动生产率 等。
• 具体介绍与变频器相关的知识：变频器的基本原理、变频器常用
开关器件（IGBT）、脉宽调制（PWM）型逆变电路、变频调速的特 点以及变频器的应用。
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SIEMENS MICROMASTER 420 通用变频器
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②交－直－交电流型变频电路 常用的交－直－交电流型变频电路。
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交－直－交电流型变频电路：整流器采用晶闸管构成 的可控整流电路，完成交流到直流的变换，输出可控
的直流电压U，实现调压功能；中间直流环节用大电感 L滤波；逆变器采用晶闸管构成的串联二极管式电流型
逆变电路，完成直流到交流的变换，并实现输出频率 的调节。
变频器的原理,组成
1、什么是变频器？变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频（50Hz）电源变换为另一频率的电能控制装置。
2变频器的组成：变频器实际上就是一个逆变器.它首先是将交流电变为直流电.然后用电子元件对直流电进行开关.变为交流电.一般功率较大的变频器用可控硅.并设一个可调频率的装置.使频率在一定范围内可调.用来控制电机的转数.使转数在一定的范围内可调，变频器广泛用于交流电机的调速中。
变频器不仅调速平滑，范围大，效率高，启动电流小，运行平稳，而且节能效果明显。
因此，交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统，越来越广泛的应用于煤炭、冶金、纺织、印染、空调，烟机生产线及楼宇、供水等领域。
变频器一般分为整流电路、平波电路、控制电路、逆变电路等几大部分。
1. 整流电路整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。
整流电路一般都是单独的一块整流模块.2. 平波电路平波电路在整流器、整流后的直流电压中含有电源6倍频率脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动，为了抑制电压波动采用电容和电感吸收脉动电压(电流)，一般通用变频器电源的直流部分对主电路而言有余量，故省去电感而采用简单电容滤波平波电路。
3. 控制电路现在变频调速器基本系用16位、32位单片机或DSP为控制核心，从而实现全数字化控制。
变频器是输出电压和频率可调的调速装置。
提供控制信号的回路称为主控制电路，控制电路由以下电路构成：频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”。
运算电路的控制信号送至“驱动电路”以及逆变器和电动机的“保护电路变频器采取的控制方式有：速度控制、转矩控制、PID控制或其它方式4 逆变电路逆变电路同整流电路相反，逆变电路是将直流电压变换为所要频率的交流电压，以所确定的时间使上桥、下桥的功率开关器件导通和关断。
从而可以在输出端U、V、W三相上得到相位互差120°电角度的三相交流电压3.IGBTIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型功率管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件, IGBT驱动功率小而饱和压降低。
变频器工作原理
器组更容易损坏。 为了使两组电容承受电压相等并保持一致，在两组电容C1和C2上分别
并联一个阻值和功率相等的均压电阻R1和R2。
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變頻器工作原理
三、限流电路 串接在整流桥和滤波电容器之
间，由限流电阻RL和短路开关SL组 成的并联电路。 限流电阻RL的作用：
通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异 步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的 目的。
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變頻器工作原理
项目
控制算法
调速范围 启动转矩 稳速精度 转矩控制 控制算法 接口类型 开关量输入 开关量输出 模拟量输入 模拟量输出 通讯口
通用变频器
高性能变频器
9
變頻器工作原理
交流调速的控制核心是：只有保持电机磁通恒定才能保证电机出力，才能获 得理想的调速效果。 V/F控制：
简单实用，性能一般，使用最为广泛，只要保证输出电压和输出频率恒 定就能近似保持磁通保持恒定。 例: 对于380V 50Hz电机，当运行频率为40HZ时，要保持V/F 恒定，则
40HZ时电机的供电电压: 380×（40/50)＝304V 低频时，定子阻抗压降会导致磁通下降，需将输出电压适当提高。 矢量控制变频器的基本原理:
14
變頻器工作原理
全波整流电路:在通用型变频器中，大多采用桥式全波整流电路。在 中、小容量的变频器中，整流器件采用不可控的整流二极管或二极管模块。
二、滤波电路 由于受到电解电容的电容量和耐压能力的限制，滤波电路通常由若干
个电容器并联成一组，又由两个电容器组C1和C2串联而成。 因为电解电容器的电容量有较大的离散性，故电容器组C1和C2的电容
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i
主回路器件
七、汇川变频器主回路器件
1、整流桥（SIZE-D以下，整流桥与IGBT等封装在一起，称 为PIM，厂家：TYCO，SEMIKRON、EUPEC、FUJI等）
2、逆变IGBT （SIZE-D以下，整流桥与IGBT等封装在一起， 称为PIM，SIZE-E/I是六管封装、SIZE-F/G/H是双管封装。）
汇川变频器软件
六、汇川变频器软件 1、性能软件：烧制在DSP板上的DSP中，其核心
是根据电压及负载电流，来控制6个逆变IGBT的导 通与关断，从而控制电机的运转。指标比如：电机 出力的大小，加减速的性能等等。
NOVANCE 2、功能软件：满足客户的诸如：何时运行、何时 停止、正传、反转、端子控制、键盘控制、输出故 障信号等要求。对于MD320系列而言，功能软件主 要在控制板上的单片机中，MD300的控制板上没有 可烧录软件的芯片，因此功能软件也在DSP板上。
NOVANCE 3、使用变频器的坏处： a、对其他设备干扰大。 b、输出电压是PWM波形，对电机温升及绝缘有不利影响。
c、是一个故障源，容易损坏（相对而言）。
d、调试、维护等需要一定的技术水平。
i
主回路原理图
4、变频器主回路原理如图1所示：
整流部 分
L1
上电缓冲
储能滤 波
K1
C4
D1
D3
D5
NOVANCE 电源
NOVANCE 2、在两大基本系列的基础上又拓展出了MD330、 ME320、ME310、同步机、一体化控制器、阀门变 频器、单锭等。
3、众多的非标产品。
4、模块化结构及众多的选配件（通讯卡、I/O卡、 供水卡、注塑机卡、参数拷贝卡、PG卡等）
i
汇川变频器结构
五、汇川变频器结构（整体效果呈汇川蓝）
i
基本构成
二、基本构成
变频器
NOV硬A件 NCE结构
软件
主回路 元器件
单板
钣金件 塑胶件
性能
功能
i
功率范围
三、功率范围
汇川变频器的功率大小从单相0.2KW一直到315KW，涵盖在 SIZE-A、B、C、D、E、F、G、H、I共9种大小的箱体结构中。 如下表所示：
SIZE
输入电源
涵盖功率（KW）
A
75、90
H
三相380VAC
110、132、160
I
三相380VAC
200、220、250、280、315
i 四、系列
系列
1、 汇川变频器有两大基本系列：MD300和MD320， 其本质区别在于控制板不一样，对应功率的MD300 和MD320变频器，除了控制板不一样，其他器件都 一样。具体的对外型号可以参考说明书
i
其他器件及板子
八、其他器件及板子
1、散热是变频器最重要的方面。汇川全部变频器都采用直流 风扇。（个别小机器没有风扇）
2、MD320系列变频器使用的是同一块控制板MT152KZ， MD300系列变频器使用的是同一块控制板ET152KZ。除SIZEA特殊外，所有变频器都有一块DSP板，焊接在驱动板上。
p：电机磁极对数 s：转差率
i
基本原理
变频器综合了电子技术、电机控制、计算机技术、控
制技术等多种技术为一体。是一种广泛应用于各行
各业的电力电子设备，它通过控制电机的旋转速度
来满足各行业的需求，因此它的英文缩写为 MDI：
MOTOR DRIVE INVERTER
控制模式：变频器一般有三种基本方式可选择：
D2
D4
D6
制动单元
C5
逆变部分
电流检测
U
V
电机
W
图1：主回路原理图
i 汇川变频器现在应用的主要行业 5、汇川变频器现在应用的主要行业： 1）、电梯：无锡新纺、江南佳捷、广州永日 2）、拉丝：50％ 3）、钢帘线：10％ 4）、机床：浙江、无锡、大连机床厂 5）、塑机：联塑、安富、台联
NOVANCE 6）、印包：20% 7）、纺织：宏源集团 8）、陶瓷：新中源、蒙娜丽沙 9）、线缆：5％ 10）、改造：冶金、供热
i 变频器基本原理与构成 NOVANCE2006年3月
i
基本原理
一、基本原理
1、变频器是一种控制交流电机运转的控制器。它 把固定频率（我国为50HZ）的交流电源变成频率电
压可调的交流电源，从而控制电机的转速。异步电 机转速公式如式(1)所示：
NOVANCE n=[60*f/p]*(1-s)----------------(1) n：电机转速（r/min） f：电源频率（HZ）
单相220VAC
0.2、0.4、0.75
单相220VAC
0.4、0.75、1.5、2.2
B
NOVANCE 三相380VAC
C
三相380VAC
D
三相380VAC
0.75、1.5、2.2 3.7、5.5
7.5、11、15
E
三相380VAC
18.5、22、30
F
三相380VAC
37、45、55
G
三相380VAC
NOVANCE 1）有速度传感器矢量控制，闭环矢量 2）无速度传感器矢量控制，开环矢量
3）V/F控制
i
变频器优缺点
2、使用变频器的好处。
a、调速方便（相对与调压调速、转子电子调速等）。
b、节能（与具体负载、使用情况有关）。
c、启动电流小、对电网冲击小（与直接启动比）。
d、功能多样，有利于自动化生产、提高生产效率及自动化水 平。
3、所有变频器都有一块驱动板，产生变频器需要的各种电源
NOVANCE 电压及驱动、检测电路。 4、SIZE-E有一块继电器板，SIZE-F有防雷板、电阻板。 SIZE-G/H/I有防雷板、电阻板、风扇电源板。
5、单板常用器件：电阻、电容、变压器、光耦、IC、二极管、 三极管、稳压管、电缆等等。
1、SIAE-A通体是蓝色塑胶壳。
2、SIZE-B、C上半部分是蓝色塑胶壳，下 半部分是散热器。
3、SIZE-D上半部分是蓝色塑胶壳，下半
NOVANCE 部分是灰色钣金件。 4 、SIZE-E （即 18.5KW ）以上通体采用的 是钣金件结构，以前是灰色外观， 06年4月 份以后改为蓝色外壳。
i
3、大电解电容，作用：储能和滤波，供应商：海立。
NOVANCE 4、SIZE-E及以下使用继电器，SIZE-F及以上使用直流接触 器。
5、电流检测部分： SIZE-E及以下使用分流器及光耦， SIZE-F及以上使用霍尔。
6、直流电抗器能提高功率因数，抑制谐波等，对整流桥和电 解电容都有好处，SIZE-D以下由于体积限制，没有装，SIZED/E/F内置，SIZE-G以上是标配外置。