变频器原理及功能..
变频器的作用及工作原理
变频器的作用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，其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平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。
对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。
变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。
变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。
VVVF：改变电压、改变频率 CVCF：恒电压、恒频率。
各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均为400V/50Hz或200V/60Hz(50Hz)，等等。
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，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC)。
用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。
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。
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。
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。
变频器工作原理及应用
变频器工作原理及应用一、变频器的定义变频器是一种电子器件，用于控制交流电动机电能的变频调速设备，通过改变电机的输入电压、频率实现电机的调速并控制其运行。
在工业生产中，变频器被广泛应用于各种设备的调速控制和能效优化。
二、变频器的工作原理变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和控制系统组成。
其工作原理如下：1.整流器当市电供电时，整流器将交流电转换为直流电并存储在电容器中，以备逆变器的使用。
2.滤波器滤波器用于净化整流器输出的直流电，消除电压的脉动以保证电压平稳。
3.逆变器逆变器是变频器的核心部件，将直流电转换为有可调频率和电压的交流电，控制电机的转速。
4.控制系统控制系统通过监测电机的运行状态、用户的输入信号以及内部参数，调整逆变器输出的频率和电压，实现对电机的精准控制。
三、变频器的应用1.电梯行业变频器在电梯控制系统中起到了关键作用，通过调整电梯电机的转速，实现快速运行、平稳停靠，提升了乘坐舒适度和安全性。
2.工业生产在各种生产设备中广泛使用变频器，通过调节设备的运行速度，实现生产过程的自动化控制，节约能源并提高生产效率。
3.空调系统变频器在空调系统中用于调节压缩机的转速，根据室内温度实时调整冷凝器的工作状态，提供舒适的室内环境并节约能源。
4.风力发电在风力发电系统中，变频器将风机输出的不稳定交流电转换为稳定的电网接入电能，提高了发电效率并实现了大规模清洁能源供应。
结语变频器作为一种重要的电气设备，其工作原理和应用领域非常广泛。
随着科技的发展和产业的进步，变频器在能效优化、设备控制等方面的应用将会越来越重要，为工业生产和生活带来更多便利和效益。
四、变频器的工作原理和功能
1．变频器的工作原理
（1）逆变的基本工作原理 将直流电变换为交流电
的过程称为逆变,完成逆变功能的装置叫逆变器。
电路构成
输出电压波形
单相逆变电路
电路结构
输出ห้องสมุดไป่ตู้压波形
三相逆变电路
a)电路结构
b)各开关元件的导通情况
c)输出电压波形
（2）U/f控制 U/f 控制是在改变变频器输出电压频率的同时改变
PWM输出电压基本波形
SPWM的原理
（4）三相异步电动机变频调速后的机械特性
基频以下调速时的机械特性
基频以上调速时的机械特性
把基频以上调速和基频以下调速两种情况结 合起来，可得下图所示的异步电动机变频调速控 制特性。
异步电动机变频调速控制特性
2．变频器的功能 （1）系统所具有的功能
1）全范围转矩自动增强功能。 2）防失速功能。 3）过转矩限定运行功能。 4）运行状态检测显示功能。 5）自动节能运行功能。 6）自动电压调整功能。 7）通过外部信号对变频器进行启停控制的功能。
输出电压的幅值, 以维持电动机磁通基本恒定,从而在
较宽的调速范围内,使电动机的效率、功率因数不下降。
E Φm 4.44kr f1 N1
要使电动机的磁通在整个调速过程中保持不变, 只要在改变电源频率的同时改变电动机的感应电动势 E ,使其满足为常数即可。
（3）脉冲宽度调制(PWM)技术 实现变频变压的方 法有多种，目前应用较多的是脉冲宽度调制技术， 简称PWM技术。
（2）频率设定功能
1）给定频率的设定方法
2）基本频率fb和最高频率 fmax 3）上限频率fH和下限频率fL 4）载波频率 5）点动频率
变频器作用及工作原理
变频器作用及工作原理变频器是一种电力设备，主要用于改变交流电频率，调整和控制电动机的速度。
它在工业、电力、交通、采矿等领域得到广泛应用，具有显著的节能效果和操作灵活性。
下面将详细介绍变频器的作用和工作原理。
1.变频器的作用：1.1节能降耗：变频器能够调整电动机的转速，根据实际负载要求精确控制转速，避免因为电机过大或转速固定而造成的能源浪费。
1.2转矩控制：变频器可以通过调整输出电压和电流的频率和大小，控制电动机的输出转矩，实现精确的转矩控制，满足不同负载要求。
1.3保护电机：变频器具有多种保护功能，例如过载保护、短路保护、过压保护等，可以有效保护电动机免受损害。
1.4减少机械冲击：通过变频器的平滑启动和停止功能，可减少电动机启动时的机械冲击，延长机械设备的使用寿命。
1.5提高系统的精度：变频器具有调速准确性高的特点，可以提高系统的定位精度和调整精度，适用于对运动控制要求较高的应用场合。
2.变频器的工作原理：2.1桥式整流器：变频器的输入端通常为交流电源，通过桥式整流电路将交流电转换为直流电。
桥式整流电路由四个可控的二极管组成，可以实现三相交流电的整流功能。
2.2电容滤波器：直流电经过桥式整流电路后，输出的电压波形并不是纯直流的，还会有一定的纹波。
为了平滑输出，需要通过电容滤波器将纹波进行滤波，使输出的电压趋于稳定。
2.3逆变器：逆变器是变频器的核心部件，将直流电转换为可调频率的交流电。
逆变器通常采用可控硅或晶闸管等器件，通过控制开关管的导通和断开，实现调整输出电压的频率和大小。
逆变器通过改变开关管的通断情况，可以实现不同频率的电能输出，从而控制电动机的转速。
2.4控制单元：变频器的控制单元是变频器的智能核心部分。
它通过搜集和分析输入输出信号，控制逆变器的工作状态，实现对电机的速度、转矩等参数的调节。
控制单元通常采用微处理器或数字信号处理器，具有较高的计算能力和运算速度。
2.5反馈回路：变频器通常配备有速度传感器、位置传感器等反馈装置，用于实时监测电动机的运行状态。
变频器工作原理及其在电机控制中的作用
变频器工作原理及其在电机控制中的作用随着科技的不断发展，电机在工业生产和生活中的应用越来越广泛。
而电机的控制和调节是保证其正常运行的关键。
在电机控制中，变频器起到了至关重要的作用。
本文将介绍变频器的工作原理以及其在电机控制中的作用。
一、变频器的工作原理变频器是一种能够改变电源频率的电子设备，通过改变电源频率来控制电机的转速和输出功率。
其工作原理主要分为三个部分：整流、滤波和逆变。
首先是整流部分，变频器将交流电源转换为直流电源，这是为了提供给后续的逆变部分使用。
整流部分通常采用整流桥电路，将交流电源的正负半周期分别整流为正向和负向的直流电压。
接下来是滤波部分，其作用是将整流后的直流电压进行滤波处理，以去除其中的脉动成分。
常见的滤波电路包括电容滤波和电感滤波。
电容滤波主要通过电容器对电压进行平滑处理，而电感滤波则利用电感元件对电流进行平滑处理。
最后是逆变部分，变频器将滤波后的直流电压通过逆变器转换为交流电压，并通过改变逆变器的输出频率来控制电机的转速。
逆变部分通常采用晶闸管或者功率场效应管等元件来实现，通过不同的开关方式来改变输出的电压和频率。
二、变频器在电机控制中的作用1. 调节电机转速变频器可以通过改变输出频率来调节电机的转速，从而实现对电机的精确控制。
通过调节变频器的参数，可以实现电机的平稳启停、快速启动、定速运行等功能。
这在一些需要频繁调整转速的场合非常重要，如风机、水泵等。
2. 节能降耗传统的电机控制方式通常采用调压降频的方式来实现转速调节，但这种方式会造成大量的能量浪费。
而变频器通过改变频率来控制电机转速，可以使电机在不同负载下工作在最佳效率点，从而实现节能降耗的目的。
据统计，使用变频器可以节约电能20%以上。
3. 提高电机的运行可靠性变频器具有过载保护、短路保护、过压保护等功能，可以有效保护电机的安全运行。
此外，变频器还可以通过软启动功能来减少电机的启动冲击，延长电机的使用寿命。
这对于一些对电机运行稳定性要求较高的场合非常重要。
变频器的工作原理及作用
变频器的工作原理及作用变频器的工作原理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（XXX）的缩写。
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”。
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）。
变频器同时改变输出频率与电压，也就是改变了电机运行曲线上的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。
变频器具有调压、调频、稳压、调速等基本功能，应用了现代的科学技术，价格昂贵但性能良好，内部结构复杂但使用简单，所以不只是用于启动电动机，而是广泛的应用到各个领域，各种各样的功率、各种各样的外形、各种各样的体积、各种各样的用途等都有。
随着技术的发展，成本的降低，变频器一定还会得到更广泛的应用。
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。
变频器的原理和作用
变频器的原理和作用变频器，又称为逆变器，是一种能够改变电源频率的电力变换设备。
它将直流电能转换成交流电能，并且能够通过控制输出频率来实现对电机的调速和控制。
变频器的原理和作用是其能够实现直流电能到交流电能的转换，并且通过控制输出频率来实现对电机的调速和控制。
下面将详细介绍变频器的工作原理和主要作用。
一、变频器的工作原理变频器的工作原理是基于电力电子技术和控制技术的应用实现的。
其基本原理是通过将输入的直流电能转换成高频电能，再将高频电能变换为所需的输出电能。
以下是变频器工作的基本原理：1.整流：变频器的输入端接受交流电源的输入，并利用整流电路将交流电转换为直流电，这一过程称为整流。
变频器通常采用三相全波整流电路，将交流电转换为直流电并提供给后续的部分。
2.滤波：在整流后，通过滤波电路将直流电中的脉动和噪声去除，得到平滑的直流电信号。
滤波电路通常采用电容器进行滤波，以确保输出的直流电信号稳定。
3.逆变：在滤波后的直流电通过逆变器进行逆变处理，将直流电转换为交流电。
逆变器是变频器的核心部分，其通过PWM技术（脉宽调制技术）将直流电转换为可以控制输出频率和电压的交流电。
4.滤波：逆变后的交流电通过滤波电路进行再次滤波，去除逆变过程中产生的高频成分，使得输出的交流电信号更加平稳。
通常，滤波电路采用电感和电容进行滤波。
5.输出控制：经过整流、滤波、逆变和滤波后，变频器的输出电能已经完成了频率和电压的转换，可以通过控制变频器的控制电路来实现对输出频率和电压的调整。
6.驱动负载：最后，变频器的输出电能驱动所需的负载，通常是电动机。
变频器通过输出交流电能来驱动电动机，实现对电动机的调速和控制。
以上是变频器的基本工作原理，通过将输入的直流电能转换为输出的交流电能，变频器能够实现对电机的调速和控制。
二、变频器的主要作用1.调速控制：变频器最主要的作用就是实现对电机的调速和控制。
通过控制变频器输出的频率，可以实现对电机的转速进行精准控制。
变频器的分类作用及工作原理
变频器的分类作用及工作原理变频器是一种能够改变电源输入频率的电力转换器。
它可以将固定频率的交流电转换为可调节频率的交流电，从而使电动机实现步骤或无极调速，大大提高了电动机的效率和控制性能。
下面将详细介绍变频器的分类、作用以及工作原理。
一、变频器的分类：1.按控制方式分类：开环变频器和闭环变频器。
开环变频器只能单向探测电机转速，无法进行反馈控制；闭环变频器能够通过反馈装置实时感知电机的转速并进行调整。
2.按输出电压分类：单相变频器和三相变频器。
单相变频器输出电压只有一个相位，适用于单相电动机的调速；三相变频器输出电压具备三相电流相位，适用于三相电动机的调速。
3.按拓扑结构分类：单级变频器和多级变频器。
单级变频器电路简单，适用于小功率电动机的调速；多级变频器能够提供更高的输出电压和电流，适用于大功率电动机的调速。
4.按调速性能分类：V/F控制变频器、矢量控制变频器和直接转矩控制变频器。
V/F控制变频器能够实现简单的速度调节；矢量控制变频器在速度和转矩控制上具备更高的精度；直接转矩控制变频器能够实现更精准的速度和转矩控制。
二、变频器的作用：1.电机调速：变频器能够调控电动机的转速，使其实现步骤或无级调速。
2.节能降耗：变频器通过实时调节电机的转速，避免了电机在运行过程中的过度能量消耗，降低了能耗。
3.保护电机：变频器能够监测电机的工作状态，及时发现异常情况并对电机进行保护，延长了电机的使用寿命。
4.改善运行平稳性：变频器通过控制电机的转速和起停过程中的电流变化，使电机运行更加平稳，减少机械部件的磨损。
5.提高生产效率：变频器具备快速启动和停止的功能，能够提高生产线的效率和灵活性。
三、变频器的工作原理：变频器通过将输入的固定频率交流电源转换为可调节频率的交流电源，从而实现电机的调速控制。
其工作原理主要包括整流、滤波、逆变和控制四个阶段：1.整流：变频器首先将输入的交流电源通过整流器转换为直流电压。
整流器通常使用整流桥等电路将交流电转换为直流电。
变频器作用及工作原理
变频器作用及工作原理变频器（Inverter）是一种电力电子设备，用于将直流电能转换为交流电能，并控制交流电能的频率和电压。
它广泛应用于电机控制、能源转换和电力供应等领域。
本文将详细介绍变频器的作用和工作原理。
一、变频器的作用变频器主要有以下几个作用：1.电机控制：变频器是电机的调速装置，通过调节变频器的输出频率，可以控制电机的转速。
这可以实现电机的软启动、减速、定速等功能，适应不同负载要求，并提高电机的效率。
2.节能降耗：电机在不同负载下运行，其效率往往不同。
变频器可以根据实际负载情况动态调整电机的转速，使其在高效区运行，提高电机的电能利用率，从而实现节能降耗的目的。
3.减少机械冲击：传统的启动方式，如星角启动、直接启动等，会对机械设备产生较大的起动冲击，影响设备的使用寿命。
而变频器可以实现电机的软启动，通过逐步增加电机的电压和频率，减少起动冲击，延长设备的使用寿命。
4.改善产品质量：通过调节电机的转速，可以改变产品的制造工艺和生产流程，提高产品的质量和稳定性。
特别是在一些对速度要求较高、精度要求较高的场合，变频器的精确调速功能显得尤为重要。
二、变频器的工作原理变频器的工作原理主要包括整流、滤波、逆变和控制等几个环节。
1.整流：变频器的输入端接收交流电源，通过整流单元将交流电源转换成直流电。
常见的整流电路有单相整流桥和三相整流桥，可以将交流电源直接整流为直流电源。
2.滤波：经过整流后的直流电存在较大的纹波成分，需要通过滤波电路进行处理，使直流电的纹波尽可能平滑。
滤波电路通常由电容和电感组成，能够对电压进行平滑滤波。
3.逆变：经过滤波的直流电经由逆变单元转换为交流电。
逆变单元通常由可控硅、晶闸管或MOS管等元件组成，通过控制这些元件的导通和截止，可以改变输出交流电的频率和电压。
4.控制：通过控制逆变单元的开关状态，实现对输出交流电的频率、电压和波形的精确控制。
控制方式有模拟控制和数字控制两种，常见的有脉宽调制（PWM）和向量控制等。
变频器的作用及原理结构
变频器的作用及原理结构
变频器，又称交流变频调速器，是一种用于控制电动机转速的装置。
它通过改变电动机工作的电压和频率，使电动机达到不同的转速，从而实现对电动机的调速控制。
变频器的作用主要包括：
1.调速控制：通过调节变频器的输出电压和频率，可以实现对电动机的精确控制，使其达到所需的转速。
2.能耗调节：变频器可以根据工作需求，调整电动机的负载和转速，使其在工作效率最优的工作点上运行，从而降低能耗。
3.保护功能：变频器具有多种保护功能，包括过载保护、短路保护、过电压保护等，可以有效保护电动机的安全运行。
变频器的基本原理结构包括：
1.整流器和滤波器：变频器首先将交流电转换为直流电，然后通过滤波器将直流电平滑化，去除电流中的纹波。
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的交流电，输出给电动机。
逆变器通常采用高频开关器件，如IGBT（绝缘栅双极型晶体管）作为开关元件，通过控制开关元件的通断和开启时间，实现对输出波形的调节。
3.控制模块：变频器中的控制模块负责接收用户的指令，通过对逆变器的控制，调节输出电压和频率，实现对电动机的调速控制。
控制模块还可以通过监测电动机的工作状态，实现对电动机的保护功能。
4.反馈装置：为了实现对电机转速的准确控制，变频器通常配备了转速传感器或编码器等反馈装置，用于感知电机的实际转速，并将转速信号反馈给控制模块进行调节。
总之，变频器通过改变电动机工作的电压和频率，实现对电动机的调速控制，具有节能、精确控制、保护功能等优点，在工业生产和领域中得到广泛应用。
变频器工作原理及应用
变频器工作原理及应用变频器（Inverter）是一种用来将直流电转换成交流电的电子设备，也是许多电气控制系统和工业自动化系统中常用的设备。
它通过改变输入直流电的电压和频率，来控制输出交流电的电压和频率，以实现对电机的精确控制。
本文将详细介绍变频器的工作原理及应用。
一、工作原理变频器的工作原理基本上是先将输入的直流电通过一个整流电路转换成直流电，在经过一个逆变电路将直流电转换成交流电。
具体而言，变频器的工作包括以下几个步骤：1.整流：变频器的输入端接收来自电源的交流电，通过整流电路将交流电转换为直流电。
整流电路主要由整流桥、滤波电路和继电器组成。
2.滤波：经过整流的直流电并不是完全稳定的，因为整流器转换过程中会产生一些脉动，并且整流后的直流电中可能还会含有一些高频噪声。
为了使变频器能够更好地工作，需要通过滤波电路去除这些脉动和噪声。
滤波电路主要由电感和电容组成，通过串联和并联的方式来实现滤波效果。
3.逆变：直流电经过滤波后，进一步通过逆变电路将直流电转换为交流电。
逆变电路主要由逆变器和控制电路组成。
逆变器通过高频开关管对直流电进行调节，生成高频脉冲信号，然后通过变压器进行变压和变频，最终输出所需的交流电。
4.控制：变频器的控制电路用来控制逆变器的输出频率和电压。
通过对控制电路的调节，可以实现对输出电压和频率的精确控制。
控制电路主要由微处理器和PWM（脉冲宽度调制）电路组成，通过对PWM电路的输出进行调节，实现对逆变器工作状态的调控。
二、应用变频器具有调速范围宽、速度调节精度高、启动扭矩大、对电机起动冲击小等特点，广泛应用于工业生产中的电机控制系统中。
以下是一些常见的变频器应用领域：1.机床：变频器能够控制电机的转速，通过调节电机的转速和扭矩，实现对机床的精确控制，提高加工质量和效率。
2.风机和水泵：风机和水泵是一些大型工业设备中常见的元件，在使用变频器控制的情况下，可以根据实际使用需求调节风机和水泵的转速和扭矩，提高能效和节能效果。
变频器的工作原理及作用
变频器的工作原理及作用变频器是一种电子设备，用于调节和控制交流电机的转速和电压。
它的工作原理基于电力电子技术，能够通过改变电源直流电压的频率和幅值来实现电机的速度调节。
整流器通常由整流桥构成，用于将交流电源转换为直流电压。
所得到的直流电压被送到逆变器。
逆变器是变频器的核心部分，它将直流电压转换为交流电压。
逆变器是通过高速开关器件（比如晶体管、IGBT等）来实现的。
逆变器根据电机的工作需求，通过改变开关器件的开关频率和占空比来调节输出交流电压的频率和幅值。
控制器是变频器的智能核心，它通过对输入信号（比如转速、转矩、开关信号等）的处理和运算，来控制逆变器的驱动方式，从而实现对交流电机的控制。
变频器的作用主要包括以下几个方面：1.调速功能：变频器可以通过调节输出交流电压的频率，实现对电机转速的精确控制。
传统的恒速电机由于设备特性的限制，无法满足变速的需求，而变频器可以通过改变电压频率来实现对电机的调速，从而适应不同工况的需求。
2.节能降耗：传统的恒速电机在运行时，通常需要将电能通过机械传动装置（比如齿轮、皮带等）转换成机械能。
而变频器可以实现电机的变速运行，能够根据实际负载需求，精确地调节电机的转速，从而提高电机的工作效率，降低能耗。
3.起动控制：传统的恒速电机在起动时，可能需要消耗较大的电流，并且会对电网系统产生较大的冲击。
而通过变频器的软启动功能，可以实现对电机的平稳起动，减少对电网的冲击，提高设备的使用寿命。
4.增强控制精度：传统的恒速电机的控制精度有限，很难实现对电机的精确控制。
而变频器通过对输入信号的处理和运算，可以实现对电机转速、转矩等参数的精确控制，从而提高设备的控制精度。
5.保护功能：变频器在运行时，可以对电机进行监测和保护。
它能够实时检测电机的工作状态，并在发生故障或异常情况时，自动采取保护措施，防止设备的损坏。
总而言之，变频器通过调节和控制交流电机的转速和电压，实现了电机的精确控制，并提供了节能、起动控制和保护功能，从而适应了各种工况需求，提高了设备的使用效率和稳定性。
变频器作用及工作原理
变频器作用及工作原理
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，其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平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。
对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。
变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。
变频器作用变频器的直接作用：
1、通过改变电动机的电压和频率，使电机的速度可以无极调节。
2、软启动节能，功率因数补偿节能。
变频器的间接作用：
1、节能（节电）。
风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。
当使用变频调速时，如果流量要求减小，通过降低泵或风机的转速即可满足要求，降低电耗。
2、提高生产设备自动化程度。
当前有很多品牌的变频器。
变频器接线图
变频器工作原理主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类：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。
它由三部分构成：将工频电源变换为直流功率的整流器、吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的平波回路、以及将直流功率变换为交流功率的逆变器。
变频器结构及工作流程图
1、整流器。
变频器的工作原理及作用
变频器的工作原理及作用
变频器是一种将电力频率进行调节的电子设备。
它的主要工作原理是通过对输入电源进行电子变换来达到改变电源输出频率的目的。
变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
首先，整流器将输入的交流电源转换为直流电源，然后经过滤波器去除直流电源中的脉动，得到平稳的直流电压。
接下来，逆变器将直流电源转换为高频交流电源，并通过控制电路对输出电源的频率进行调节。
变频器的主要作用是将输入电源的频率变化为特定需要的输出频率。
它广泛应用于许多领域，如工业生产中的电机驱动、空调、电梯等设备的控制以及节能环保等方面。
变频器的作用具体体现在以下几个方面：
1. 节约能源：通过根据实际需要调节电机的转速，实现按需供电，减少能源浪费，提高能源利用率。
2. 控制精度高：变频器可以精确调节电机的转速和输出频率，实现对设备的精确控制，提高生产效率。
3. 对设备运行的稳定性有益：变频器可以避免电机在启动和停止时的冲击，延长设备的使用寿命，提高设备的稳定性和可靠性。
4. 降低电机的噪音和振动：通过调节电机的转速和输出频率，可以减少电机的噪音和振动，提供更加安静和舒适的工作环境。
总之，变频器的工作原理是通过对输入电源进行电子变换来调节输出电源的频率，其作用是实现节约能源、提高控制精度、增加设备稳定性和降低噪音振动。
变频器的工作原理及功能初步简介
菱、韩国变频器、台湾变频器台达、香港变频器。
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按电压等级分类：
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⑴、高压变频器：3KV、6KV、10KV
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⑵、中压变频器：660V、1140V
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⑶、低压变频器：220V、380V
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按电压性质分类：
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⑴、交流变频器：AC-DC-AC(交-直-交)、AC-AC(交-
交)
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⑵、直流变频器：DC-AC(直-交)
• 高容量电容：存储转换后的电能。 • 逆变器：由大功率开关晶体管阵列组成电子开关，
将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。 • 控制器：按设定的程序工作，控制输出方波的幅
度与脉宽，使叠加为近似正弦波的交流电，驱动 交流电动机。
变频器的分类
• 按变换的环节分类：
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(1)交-直-交变频器，则是先把工频交流通过
IGCT简介
• IGCT集成门极换流晶闸管(Intergrated Gate Commutated Thyristors)是一种 中压变频器开发的用于巨型电力电子成套装置中的新型电力半导体开关器件( 集成门极换流晶闸管=门极换流晶闸管+门极单元)。1997年由ABB公司提出。 IGCT使变流装置在功率、可靠性、开关速度、效率、成本、重量和体积等方 面都取得了巨大进展，给电力电子成套装置带来了新的飞跃。IGCT是将GTO 芯片与反并联二极管和门极驱动电路集成在一起，再与其门极驱动器在外围 以低电感方式连接，结合了晶体管的稳定关断能力和晶闸管低通态损耗的优 点，在导通阶段发挥晶闸管的性能，关断阶段呈现晶体管的特性。IGCT具有 电流大、阻断电压高、开关频率高、可靠性高、结构紧凑、低导通损耗等特 点，而且成本低，成品率高，有很好的应用前景。 已用于电力系统电网装置 （100MVA）和的中功率工业驱动装置（5MW）IGCT在中压变频器领域内成 功的应用了11年的时间（到09年为止），由于IGCT的高速开关能力无需缓冲 电路，因而所需的功率元件数目更少，运行的可靠性大大增高。
变频器的工作原理及作用
变频器的工作原理及作用变频器是一种涉及电力传动的设备，主要用于调节电机的转速和输出功率，以满足不同工况和需求。
它在工业生产中扮演着重要的角色，具有广泛的应用。
本文将介绍变频器的工作原理以及其在工业领域中的作用。
一、工作原理变频器的工作原理基于电机的频率控制方式。
通常情况下，电源中提供的电能是固定频率的交流电。
而电机的转速是由电源提供的电压和频率共同决定的。
变频器通过改变电源输入电压的频率和幅值，从而实现对电机转速的控制。
变频器主要由整流部分、滤波部分、逆变部分和控制部分组成。
整流部分将交流电转换为直流电，而滤波部分则通过滤波电路将直流电转换为平滑的直流信号。
逆变部分将平滑的直流信号转换为可变频率的交流电，最后控制部分根据用户的设定，通过调节逆变部分的输出频率和幅值，来实现对电机转速和输出功率的控制。
二、作用1. 转速调节：变频器可以通过改变输出频率和幅值来调节电机的转速。
这对于一些需要精确控制和调节转速的场合非常重要，如风扇、泵、制冷设备等。
变频器可以根据实际需求进行灵活的调节，避免了传统方式中通过改变机械传动比来调整转速的复杂操作。
2. 节能降耗：传统的电机工作在额定转速下，效率相对较低，且在无负载或负载变化时能耗较高。
而变频器可以根据实际工作需求动态调节电机的转速和输出功率，使电机在高效工作区域运行，从而达到节能降耗的目的。
此外，变频器还可以通过调整电机的转速和输出功率来实现负载的匹配，提高系统的运行效率。
3. 保护电机和设备：变频器具有对电机和系统的保护功能。
通过实时监测电机的工作状态，变频器可以检测到电机的过电流、过载、过压、欠压等异常情况，并及时采取措施，如降低输出频率或停机等，以避免电机和设备的损坏。
4. 提高生产效率：变频器的使用可以提高生产线的生产效率和运行灵活性。
通过调节电机转速和输出功率，变频器可以实现生产线中各个设备的协调运行，提高生产效率和产品质量。
另外，变频器还可以实现对电机的软启动和定向控制，降低了启动时的冲击和噪声，延长了设备和电机的使用寿命。
变频器作用及工作原理
变频器作用及工作原理变频器又称为变频调速器，是一种用于控制交流电动机速度的电气设备。
随着现代工业技术的不断进步，变频器已经成为许多行业不可缺少的设备。
一、变频器的作用传统电机的运转速度受到电网频率的影响，而变频器可以改变电机的供电频率，从而实现电机速度的调节。
变频器的作用可概括为以下三点：1. 实现电机速度调节变频器通过改变电机的供电频率来调节电机的转速。
当电机运行在低速时，速度的减小会引起电机的转矩增加，这种转矩称之为“电磁转矩”。
变频器可通过控制电机的供电频率来调节电机的转矩，从而实现精确的调速。
2. 实现能量节约传统的启动方法往往会产生较高的起动电流，这会导致电网的电压降低，同时也会损耗电网的能量。
而变频器启动电机时，可通过逐步增加电机的供电频率，实现平稳启动，从而避免启动时的大电流。
此外，变频器还可以根据负载变化自动调整电机的转速，从而实现能量的有效利用。
3. 实现保护作用传统电机运行时，负载变化大会导致电机损坏的风险。
而变频器配备了多种保护功能，包括过载保护、欠载保护、过流保护等，能够有效避免电机损坏。
二、变频器的工作原理变频器主要由电源、整流器、逆变器、控制模块、滤波器、输出变压器以及供电电机等部分组成。
其工作原理可分为两个阶段：整流阶段和逆变阶段。
1. 整流阶段变频器的整流器将交流电源转换为直流电源，通常采用三相全控桥整流电路（或中点整流电路）。
在这个阶段，变频器将交流电源通过整流器转换为直流电源，并将直流电源存储在电容器中。
2. 逆变阶段逆变器将直流电源转换为可调的交流电源，通过控制输出频率和幅值来实现变频调速。
在逆变阶段，变频器主要由三部分组成：PWM 控制模块、输出过滤滤波器和逆变器输出变压器。
（1）PWM 控制模块PWM（Pulse Width Modulation）控制模块是变频器的核心部分，通过对控制信号的调节，来实现对输出电压频率和幅值的调节。
如果需要电机以特定的转速运行，变频器会根据转速设定值调节输出频率，从而实现电机的调速。
变频器原理及功能
保定天威风电科技有限公司技术部
目录
变频器的基本组成
风电变频器工作原理
功能介绍
变频器的基本组成
• 一般来说，一个完成的变频器系统主要包括两部分，即主电路部分和控制电 路部分，其中主电路部分一般包括整流器、逆变器和斩波器中的一个或多个 组合。整流器的作用将输入的交流电变为直流电，逆变器将直流电变为交流 电，斩波器的作用为对直流电压进行调整，不改变电源属性。控制部分一般 个包括驱动、保护、采样、计算等电子电路。其组成可以下图来简单的表示 。
整流 斩波 逆变电源
CROWBAR 电路
控制系统
LVRT介绍
• • • • 国网对LVRT的要求 LV对机组的影响 目前典型的解决方案 LVRT的控制策略
国网对LVRT的要求
• LVRT（ Low Voltage Ride Through，LVRT）是风电系统低电压穿越 能力的英文缩写。是指风电系统在并网系统在并网点电压跌落时，能 够保持并网，并向电网提供无功功率，支持电网恢复，直到电网正常 工作为止的能力。 • 风电机组应该具有低电压穿越能力： a）风电场必须具有在电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行 625ms的低电压穿越能力； b）风电场电压在发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90%时，风 电场必须保持并网运行； c）对于故障期间没有切出电网的风电场，其有功功率在故障切除后 快速恢复，至少以每秒10%额定功率的速率恢复到故障前的值；
主要技术要求
1、 环境条件 • • • • • • • 生存温度 ：-40℃到+50℃ 运行温度 ：-30℃到+40℃ 相对湿度 ：0 到95% 控制部分防护等级：IP54 功率单元部分防护等级： IP21 海拔高度：1000m 冷却方式 ： 空冷
变频器用途及原理
变频器用途及原理变频器，也称为变频调速装置，是一种用于控制电动机转速的电子设备。
它通过改变电源电压的频率和幅度，从而实现对电动机转速的精确控制。
变频器的应用十分广泛，可以在工业、冶金、石化、建筑、电力、交通等各个领域中见到。
下面我将详细介绍变频器的用途和原理。
一、变频器的用途：1. 工业生产：变频器可以控制电动机的转速和输出功率，从而实现对工业生产过程的精确控制。
它可以调节送风系统、送水系统和输送带等一些需要调速设备的工业设备。
2. 节能降耗：变频器可以减少电动机的启动过程中的冲击电流，从而减少能源消耗。
此外，它还可以通过调整电动机的负载率，实现节能降耗的目的。
3. 提高效率：变频器可以根据工艺要求灵活调整电机转速，从而实现生产系统的全面优化，提高生产效率。
4. 减少机械故障：变频器可以通过控制电动机的启动、停止和运行过程中的各项参数，保护电动机免受过载和过热等不利因素的损害，延长电机的使用寿命。
5. 精确控制：变频器可以根据工艺要求精确地调节电动机的转速和输出功率，从而实现对生产过程的精确控制。
6. 调速驱动：变频器可以将电能转换为机械能，驱动各种需要调速控制的机械设备，如风机、水泵、液压机等。
二、变频器的工作原理：变频器实际上是一种由功率半导体器件、逻辑控制器和传感器组成的系统，它的工作原理主要包括三个方面：整流、逆变和控制。
1. 整流：变频器首先将交流电源转换为直流电源，这是通过整流桥电路来实现的。
整流桥电路是由一组二极管和功率晶体管或晶闸管构成的，它将交流电源的正、负半周转换为直流信号。
2. 逆变：变频器将直流电源转换为可调频率和幅值的交流电源，这是通过逆变器来实现的。
逆变器是由控制开关管和滤波电路组成的，它将直流电源的电压和频率转换为可调节的交流电压，用于供电电动机。
3. 控制：变频器通过控制逆变器的开关管，调整输出电压的频率和幅值，从而控制电动机的转速和输出功率。
控制器可以根据工艺要求，通过与传感器的反馈信号进行比较和分析，以达到精确控制电动机转速的目的。
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LV对机组的影响
• 由于 DFIG 定子直接挂网，电网波动将直接引起定子电流的变化。当 电网电压骤降时，DFIG 发出的功率不能及时送出，导致定子侧产生很大 的故障电流。由于定、转子之间的强耦合，故障电流立即被传递到转子 侧；又因为电压骤降导致电磁转矩变小，运行滑差增大，使馈入转子的 功率增加，进一步引起转子回路的过压和过流。而且，大电流会导致电 机铁心饱和、电抗减小，实际转子电流还要进一步增大。转子能量流 经转子侧变换器之后，一部分被电网侧变换器传递到电网，其余的为直 流母线电容充电，导致母线电压快速升高。如果不能及时采取保护措， 定、转子绕组仅靠其自身电阻和漏抗不足以抑制浪涌电流，过大的电流 和电压将导致励磁变频器、定转子绕组以及母线电容损坏。
变频器工作原理和功能介绍
保定天威风电科技有限公司技术部
目录
变频器的基本组成
风电变频器工作原理
功能介绍
变频器的基本组成
• 一般来说，一个完成的变频器系统主要包括两部分，即主电路部分和控制电 路部分，其中主电路部分一般包括整流器、逆变器和斩波器中的一个或多个 组合。整流器的作用将输入的交流电变为直流电，逆变器将直流电变为交流 电，斩波器的作用为对直流电压进行调整，不改变电源属性。控制部分一般 个包括驱动、保护、采样、计算等电子电路。其组成可以下图来简单的表示 。
目前典型的解决方案
• 目前常用的LVRT解决方案，一是采用电阻来短接转子绕组来旁路转 子侧变流器，为转子侧的浪涌电流提供一条通路，即是目前常用的 Crowbar电路。按照所用开关元件的不同， Crowbar电路分为主动式 和被动式2种，其中被动式采用晶闸管，主动式采用IGBT等可自关断 器件。二是通过改进控制策略来实现，这种方式在电网电压跌落较少 时比较方便，在电网电压跌落比较大时，单纯的考改变控制策略已经 不能实现穿越。目前各变流器厂家主要采用第一种方案. • 下图为目前比较流行的LVRT解决方案所采用的Crowbar电路。
与发电机额定容量相比，励磁变频器容量较小，对于一台兆瓦级风电 机组，当运行转速限制在0.7~1.3 pu 时，变频器容量一般为 0.25~0.35 pu，故只能对发电系统产生部分控制效果，因此电网电压骤降时必须采 取保护措施抑制RSC的过电流和变换器直流侧的过电压。而且，定转子 电流的大幅波动会造成 DFIG 电磁转矩的剧烈变化，对风电机组机械系 统产生很大的扭切应力冲击。所以，电压骤降时DFIG控制策略的主要目 标应该是对转子过电流、直流母线过电压以及电磁转矩振荡的有效抑。
• 由图可以看出，双馈绕线式异步电机作为一个重要的组成部分-发电 机。发电机的定子通过定子接触器即同步开关同690V的电网相连。 在转子回路，由IGBT构成的变频器(MPR)给电机提供电压，并且其频 率也根据不同的转速而变化。此外，在电源主进线上还设有断路器， 起保护系统的作用。在直流环节中相应而生的滑差功率也会由另外一 个IGBT变频器(NPR)反馈至电网或从电网吸收。进线电抗也起到了把 开关元器件的脉冲电压同电网电压隔离的作用。
谢谢！
Power cabinet section
接触器 Brake Generator Main Fuses
断路器
T
Du/dt filters
Drive main contactor and charging circuit
Line coupling Pitch Rotor-side Converter Line-side Converter Filter Medium voltage Switchgear Transformer Grid
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主电路部分主要是由各种功率半导体器件组成的功率回路。比较典型的结构如 下图所示。
机侧变流器 网侧变流器
发电机 电 网
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控制回路主要是为各个功率器件提供合适的触发信号，使变频器的输出符合 要求。比较典型的控制回路如下图所示。
变频器工作原理
• • 无论是风电系统用的变频器还是交流电气传动系统用的变频器，其原理 了都可归结为——利用电力电子半导体功率器件组成的主电路和相应的控制 电路来实现电能的变换和控制的电气设备. 对于我们所采用的风电变频器而言，变频器通过控制风力发电机的转子 电路的励磁电流的大小来实现风机的稳定运行和恒频输出。其中， 三相异步 发电机的定子绕组通过断路器连接到机组变压器的低压侧，转子通过变流器 连接到并网点上。整个系统的工作原理可由下图简单的表示。verter section
Upper-level control System
• 其中，网侧模块输入开关用于手动断开或接通变流器功率模块和电网 • LCL滤波器用于滤除从电网输入的各次谐波，同时也防止变流器主电 路开关频率的谐波窜入电网。 • 网侧模块通过主接触器与电网相连，从电网获得电能输入。网侧模块 采用三相全桥电路，在发电机为亚同步转速时，将从电网输入的 690V/50Hz三相交流整成直流电，并在负载波动和电网输入波动的情 况下，保持整流输出直流电压稳定。在发电机为超同步转速时，工作 在逆变状态下，向电网馈送能量并通过矢量控制算法来调整网侧输出 的功率因数。
功能介绍
• • • • 功能特点 主要功能 主要技术要求 典型单元介绍 LVRT介绍
功能特点
——无功率突变 ——容性和感性无功功率自动调节 ——能够在低风速下保持较高的能量转换效率 ——具有良好的低电压穿越功能 ——流过变频器的功率为转差功率，网侧变换器的容量选sE就可以，机侧变 换器因为要向转子提供无功功率，所以容量比网侧的选大些 ——两个变换器的运行状态可控，均可以在整流/逆变状态间运行，亚同步运 行时能量从电网流向转子，超同步运行能量从转子流向电网，同步运行转子 只提供直流励磁电流和电网之间没有有功交换
• Crowbar模块在电网电压骤降的情况下，对发电机转子绕组进行短路 ，为转子电流提供旁路通道，抑制转子侧过电流和直流母线过电压， 实现对变流器的保护作用。 • 发电机的定子与电网之间通过并网开关连接，在定子电压与电网电压 幅值、频率、相位、相序和波形完全相同时并网开关闭合，发电机开 始向电网馈电。 • 网侧防雷器、转子侧防雷器、用户配电防雷器、内部配电防雷器和信 号防雷器使变频器具有较高的防雷等级，能够适应中雷区和多雷区的 应用需求。
主要技术要求
1、 环境条件 • • • • • • • 生存温度 ：-40℃到+50℃ 运行温度 ：-30℃到+40℃ 相对湿度 ：0 到95% 控制部分防护等级：IP54 功率单元部分防护等级： IP21 海拔高度：1000m 冷却方式 ： 空冷
3、变频器典型数据
典型的单元介绍
• • • • • • • • • 整流单元 斩波单元 逆变单元 变压器单元 机侧和网侧平波电抗器 Crow bar 电路 机侧和网侧滤波器 配电系统 控制系统
整流 斩波 逆变电源
CROWBAR 电路
控制系统
LVRT介绍
• • • • 国网对LVRT的要求 LV对机组的影响 目前典型的解决方案 LVRT的控制策略
国网对LVRT的要求
• LVRT（ Low Voltage Ride Through，LVRT）是风电系统低电压穿越 能力的英文缩写。是指风电系统在并网系统在并网点电压跌落时，能 够保持并网，并向电网提供无功功率，支持电网恢复，直到电网正常 工作为止的能力。 • 风电机组应该具有低电压穿越能力： a）风电场必须具有在电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行 625ms的低电压穿越能力； b）风电场电压在发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90%时，风 电场必须保持并网运行； c）对于故障期间没有切出电网的风电场，其有功功率在故障切除后 快速恢复，至少以每秒10%额定功率的速率恢复到故障前的值；
当电网发生不同类型的故障时，对机组低电压穿越的要求如下： • 1、当电网发生三相短路故障引起并网点电压跌落时，风电场并网点 各线电压在图中轮廓线及以上的区域内时，场内风电机组必须保证不 脱网连续运行；风电场并网点任一线电压低于或部分低于图中轮廓线 时，场内风电机组允许从电网切出。 • 2、当电网发生两相短路故障引起并网点电压跌落时，风电场并网点 各线电压在图中轮廓线及以上的区域内时，场内风电机组必须保证不 脱网连续运行；风电场并网点任一线电压低于或部分低于图中轮廓线 时，场内风电机组允许从电网切出。 • 3、当电网发生单相短路故障引起并网点电压跌落时，风电场并网点 各相电压在图中轮廓线及以上的区域内时，场内风电机组必须保证不 脱网连续运行；风电场并网点任一相电压低于或部分低于图中轮廓线 时，场内风电机组允许从电网切出。
——网侧和机侧变换器独立控制，前者主要功能是实现交流侧输入的
单位功率因数控制和各种状态下保持直流环节电压的稳定，后者通过 对转子的电压、电流、频率、相位的控制实现对机组的控制。
主要功能
• 通过调节转子电流的相位，控制转子磁场领先于由电网电压决定的定 子磁场，从而在转速高于和低于同步转速时都能保持发电状态； • 额定风速以下通过转速控制保证最佳的叶尖速比，实现最大功率跟踪; • 转子电流的频率为转差频率，跟随转速变化，可以通过控制转速，控 制转子电流的频率，实现输出电能的恒频控制（ 双馈异步发电机 f1=pfm+f2）； • 可以通过矢量变换控制技术，实现发电机输出有功功率、无功功率解 耦，通过调节转子电压的幅值，就能控制发电机定子输出的无功功率 ，调节功率因数; • 可以通过控制转子电流的大小，控制发电机的转速，电流增大转速降 低，电流减小转速增大。
• 转子侧模块在发电机为亚同步转速时，将直流电逆变成三相交流电， 供给发电机转子绕组进行励磁控制。在发电机为超同步转速时，工作 在整流状态下，实现能量的双向流动。通过调节、控制转子励磁电流 的频率实现发电机的变速恒频运行，调节励磁电流的幅值和相位可以 控制发电机电势的相位和幅值，从而控制定子输出的有功和无功功率 ；通过矢量控制算法可以实现有功功率和无功功率的独立控制从而输 出设定的功率因数。 • du/dt电抗器用于抑制转子侧模块输出的电压过度陡直，避免因电压变 化率过大造成发电机转子绕组匝间绝缘损坏。