高压变频器原理与维护解析
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传动，机械离合器，液力偶合器等）以减低设备维护成 本。 VFD效率更高，降低用户运行成本。
交流电机
交流电机
异步电机
等效
同步电机
电机速度N与频率f 的关系
N = 50 f1 (1-s)/ p
f 1= 电机供电频率，S = (n1-n)/n1 转差率，P = 电机极对数
变频调速原理
从式中看出，电机的同步转速n0正比于 电机的运行频率(n0=50f/p)，由于滑差s 一般情况下比较小（0∽0.05），电机的 实际转速n约等于电机的同步转速n0，所 以调节了电机的供电频率f，就能改变电 机的实际转速。电机的滑差s和负载有关， 负载越大则滑差增加，所以电机的实际 转速还会随负载的增加而略有下.
RE-START INTO A MOTOR WHICH IS STILL SPINNING 电机还在旋转的情况下可重新起动
高压波变频器安装和维修特点
变频器可靠墙(不包括G3E)安装，建议不靠墙安装，进出线方式 灵活
功率单元为抽屉式模块化设计，可以很容易地从变频器中取出， 故障功率单元可以由普通的电器技术员迅速换掉。
三 延长电机及其他设备寿命，降低维护成本
电机启动电流被限制在额定电流，对电机或 机械无启动冲击。
机械转速降低，有效降低机械磨损。
四 降低启动时的电网干扰和输入谐波
大电机启动时对电网及其他设备无影响。 启动时无冲击电流，谐波也被控制在很低
程度，避免继电保护装置误动作，对附近 的计算机、通讯装置也无影响。
干式变压器的特点
• 无油、无污染、难燃阻燃、自熄防火。 • 绝缘温升等级高 • 损耗低、效率高、噪声小 • 局部放电量小 (通常在10PC以下)，可靠性高，可保证长期安全运行，寿
输入功率因数0.95以上，无需功率因数补偿器 高压直接输出，高-高结构，没有升压变压器 单元串联多电平PWM专利技术，完美正弦输出波形(无需输出滤波器)，
适用国产普通电机 内部干式变压器和功率单元模块化设计，维护方便 矢量控制技术,全数字控制，恒转矩特性 97% 系统总体效率(包含变频器和变压器部分) 可靠性极高
电机调速分类
改变电机的极对数，曲线太硬。 改变电机的转差率。
1. 转子串电阻调速，必须是绕 线式电机。
2. 定子调压调速，力矩小。 3. 电磁转差离合器调速，结构
复杂。 4. 转子串级调速，要求高，且
范围窄。
保持磁通恒定的必要性
电机在任何速度下都应保持磁通恒定。
磁通太强-电机励磁电流过大
内部变压器为干式，维护极其方便。
完善的故障诊断和记录，方便用户定位故障点，直接显示故障位 置和内容(而不是代码显示)。
对变频器历史状态进行记录，故障发生前后时刻内部变量自动锁 存
用户技术人员可以自己修理功率单元，对功率器件的配套性要求 不高
高压变频器总结
正弦波输入，无需滤波器，输入谐波优于IEEE519-1992标准和国家 标准GB/T14549-93
磁通太弱-电机铁芯利用不充分，输出力 矩下降。
变频器的基本原理
E=4.44 f1 K N Ø
U
f1 - 电机频率。 N - 每相绕组匝数
un
Ø - 电机气隙磁通
K - 与绕组有关的常数
Ф=E/(4.44*K*N*f1)=KФ*(E/ f1)
VVVF- 变压变频同时进行是电 机正常运行的需要
f0
第四部分 高压变频器硬件组成部分
高压变频器硬件组成
风机部分
变压器及输 入/输出柜
功率单元 及控制柜
用户控制线和控制电 源部分
控制部分及与单 元部分的接口
高压变频器使用的整流变压器的特点
干式：干式变压器可靠性高、维护简单(只需
紧固和清扫)
油浸：油浸变压器可靠性相对较低、维护复杂
(定期检测冷却油)
f
调压调频曲线
变频器结构图
C1
IGBTQ1-Q4
Q1
Q3
+
1
A
T2 Power Output
2
wenku.baidu.com
+ Q2
B
Q4
of Cell T1
3
整流部分 直流环节 逆变部分
变频器各部分的作用？
整流部分 直流环节 逆变部分
第三部分 高压变频技术简介
工作原理
每一个功率单元相当于一台交直-交电压型单相低压变频器。
五 可以实现无极调速
变频器调速平稳 可以调至高于基本频率的转速 可以近似实现恒力矩
第二部分 变频器基础
什么是变频器
是一种控制交流电机的装置. 它将固定电压，固定频率 的电源转换为电压可变，频率可变的电源。
VFD 控制对象为通用交流电机。 使电机在不同速度运行时也能保持工频运行时的效果。 VFD 可以替代其它更贵或效率低下的调速设备(如直流
二 改善工艺
启动时压力或风量更平稳。 被控量调节更及时，准确。 减少风机喘震或水泵水锤效应。
风机喘震是由风机机械共振点引起的 水锤效应是一种形象的说法.它是指给水泵在起动和停车时，水流冲击 管道，产生的一种严重水击。由于在水管内部，管内壁是光滑的，水流 动自如。当打开的阀门突然关闭或给水泵停车，水流对阀门及管壁，主 要是阀门或泵会产生一个压力。由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用 下，水力迅速达到最大，并产生破坏作用，压力冲击将使管壁受力而产 生噪声，犹如锤子敲击管道一样，这就是水利学当中的“水锤效应”， 也就是正水锤。相反，关闭的阀门在突然打开或给水泵启动后，也会产 生水锤，叫负水锤，但没有前者大。
T
T
1) R e f A : 2 00 V o lt 5 m s
常见高压变频器的分类
按输出形式分：
1. 高-高型 2. 高-低-高型
按电路结构分：
1. 三电平（中点钳位式） 2. 两电平 3. 单元串联多电平
按缓冲电路分：
1. 电压源型 2. 电流源型
电源变化对高压变频器的影响
RIDE THROUGH VOLTAGE SAG OF30 - 45% 可承受约30- 45%的电压下降
高压变频器原理与维护
蒲宴军
主要内容
为什么要使用变频器 变频器基础 高压变频器技术 高压变频器硬件组成部分 变频器的维护
第一部分 为什么要用 变频器?
一 节电效果明显
使用变频器在泵类，风机上节电效果明 显。因为转速与频率是成正比的平方。
使用变频器功率因数高，一般都在0.95 以上，几乎都能达到0.98左右。
交流电机
交流电机
异步电机
等效
同步电机
电机速度N与频率f 的关系
N = 50 f1 (1-s)/ p
f 1= 电机供电频率，S = (n1-n)/n1 转差率，P = 电机极对数
变频调速原理
从式中看出，电机的同步转速n0正比于 电机的运行频率(n0=50f/p)，由于滑差s 一般情况下比较小（0∽0.05），电机的 实际转速n约等于电机的同步转速n0，所 以调节了电机的供电频率f，就能改变电 机的实际转速。电机的滑差s和负载有关， 负载越大则滑差增加，所以电机的实际 转速还会随负载的增加而略有下.
RE-START INTO A MOTOR WHICH IS STILL SPINNING 电机还在旋转的情况下可重新起动
高压波变频器安装和维修特点
变频器可靠墙(不包括G3E)安装，建议不靠墙安装，进出线方式 灵活
功率单元为抽屉式模块化设计，可以很容易地从变频器中取出， 故障功率单元可以由普通的电器技术员迅速换掉。
三 延长电机及其他设备寿命，降低维护成本
电机启动电流被限制在额定电流，对电机或 机械无启动冲击。
机械转速降低，有效降低机械磨损。
四 降低启动时的电网干扰和输入谐波
大电机启动时对电网及其他设备无影响。 启动时无冲击电流，谐波也被控制在很低
程度，避免继电保护装置误动作，对附近 的计算机、通讯装置也无影响。
干式变压器的特点
• 无油、无污染、难燃阻燃、自熄防火。 • 绝缘温升等级高 • 损耗低、效率高、噪声小 • 局部放电量小 (通常在10PC以下)，可靠性高，可保证长期安全运行，寿
输入功率因数0.95以上，无需功率因数补偿器 高压直接输出，高-高结构，没有升压变压器 单元串联多电平PWM专利技术，完美正弦输出波形(无需输出滤波器)，
适用国产普通电机 内部干式变压器和功率单元模块化设计，维护方便 矢量控制技术,全数字控制，恒转矩特性 97% 系统总体效率(包含变频器和变压器部分) 可靠性极高
电机调速分类
改变电机的极对数，曲线太硬。 改变电机的转差率。
1. 转子串电阻调速，必须是绕 线式电机。
2. 定子调压调速，力矩小。 3. 电磁转差离合器调速，结构
复杂。 4. 转子串级调速，要求高，且
范围窄。
保持磁通恒定的必要性
电机在任何速度下都应保持磁通恒定。
磁通太强-电机励磁电流过大
内部变压器为干式，维护极其方便。
完善的故障诊断和记录，方便用户定位故障点，直接显示故障位 置和内容(而不是代码显示)。
对变频器历史状态进行记录，故障发生前后时刻内部变量自动锁 存
用户技术人员可以自己修理功率单元，对功率器件的配套性要求 不高
高压变频器总结
正弦波输入，无需滤波器，输入谐波优于IEEE519-1992标准和国家 标准GB/T14549-93
磁通太弱-电机铁芯利用不充分，输出力 矩下降。
变频器的基本原理
E=4.44 f1 K N Ø
U
f1 - 电机频率。 N - 每相绕组匝数
un
Ø - 电机气隙磁通
K - 与绕组有关的常数
Ф=E/(4.44*K*N*f1)=KФ*(E/ f1)
VVVF- 变压变频同时进行是电 机正常运行的需要
f0
第四部分 高压变频器硬件组成部分
高压变频器硬件组成
风机部分
变压器及输 入/输出柜
功率单元 及控制柜
用户控制线和控制电 源部分
控制部分及与单 元部分的接口
高压变频器使用的整流变压器的特点
干式：干式变压器可靠性高、维护简单(只需
紧固和清扫)
油浸：油浸变压器可靠性相对较低、维护复杂
(定期检测冷却油)
f
调压调频曲线
变频器结构图
C1
IGBTQ1-Q4
Q1
Q3
+
1
A
T2 Power Output
2
wenku.baidu.com
+ Q2
B
Q4
of Cell T1
3
整流部分 直流环节 逆变部分
变频器各部分的作用？
整流部分 直流环节 逆变部分
第三部分 高压变频技术简介
工作原理
每一个功率单元相当于一台交直-交电压型单相低压变频器。
五 可以实现无极调速
变频器调速平稳 可以调至高于基本频率的转速 可以近似实现恒力矩
第二部分 变频器基础
什么是变频器
是一种控制交流电机的装置. 它将固定电压，固定频率 的电源转换为电压可变，频率可变的电源。
VFD 控制对象为通用交流电机。 使电机在不同速度运行时也能保持工频运行时的效果。 VFD 可以替代其它更贵或效率低下的调速设备(如直流
二 改善工艺
启动时压力或风量更平稳。 被控量调节更及时，准确。 减少风机喘震或水泵水锤效应。
风机喘震是由风机机械共振点引起的 水锤效应是一种形象的说法.它是指给水泵在起动和停车时，水流冲击 管道，产生的一种严重水击。由于在水管内部，管内壁是光滑的，水流 动自如。当打开的阀门突然关闭或给水泵停车，水流对阀门及管壁，主 要是阀门或泵会产生一个压力。由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用 下，水力迅速达到最大，并产生破坏作用，压力冲击将使管壁受力而产 生噪声，犹如锤子敲击管道一样，这就是水利学当中的“水锤效应”， 也就是正水锤。相反，关闭的阀门在突然打开或给水泵启动后，也会产 生水锤，叫负水锤，但没有前者大。
T
T
1) R e f A : 2 00 V o lt 5 m s
常见高压变频器的分类
按输出形式分：
1. 高-高型 2. 高-低-高型
按电路结构分：
1. 三电平（中点钳位式） 2. 两电平 3. 单元串联多电平
按缓冲电路分：
1. 电压源型 2. 电流源型
电源变化对高压变频器的影响
RIDE THROUGH VOLTAGE SAG OF30 - 45% 可承受约30- 45%的电压下降
高压变频器原理与维护
蒲宴军
主要内容
为什么要使用变频器 变频器基础 高压变频器技术 高压变频器硬件组成部分 变频器的维护
第一部分 为什么要用 变频器?
一 节电效果明显
使用变频器在泵类，风机上节电效果明 显。因为转速与频率是成正比的平方。
使用变频器功率因数高，一般都在0.95 以上，几乎都能达到0.98左右。