哈工大变频器原理与运用课件
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变频器工作原理ppt课件(2024)
通过控制电机定子电流的矢量大 小和相位，实现对电机转矩和转 速的精确控制。
坐标变换
将三相定子电流通过坐标变换转 换为两相旋转坐标系下的直流分 量，从而简化控制算法。
闭环控制
采用速度环和电流环的双闭环控 制结构，提高系统的动态响应和 稳态精度。
2024/1/30
16
直接转矩控制技术（DTC）
直接转矩控制原理
32
THANKS
感谢观看
2024/1/30
33
新风换气系统控制
利用变频器对新风换气机进行调速和控制，实现楼宇内空 气质量的自动调节和换气过程。
楼宇照明系统控制
通过变频器对照明设备进行调光和控制，实现楼宇内照明 的自动调节和节能运行。
31
其他行业应用案例
2024/1/30
食品加工行业
变频器在食品加工机械如切割机、搅拌机等设备中广泛应用，实现精 确的速度控制和节能运行。
2024/1/30
12
03
变频器工作原理详解2024/1/3013交-直-交变换过程分析
整流过程
将交流电通过整流器转换为直流电，通常采用三相桥式不可控整 流电路。
滤波过程
对整流后的直流电进行滤波，以消除谐波和减小纹波系数。
2024/1/30
逆变过程
将滤波后的直流电通过逆变器转换为频率和电压可调的交流电， 通常采用三相桥式逆变电路。
适的变频器。
19
频率范围和输出波形质量指标
频率调节范围
根据应用需求，选择具有合适频率调节范围的变频器 。
输出波形失真度
分析变频器的输出波形失真度，确保其对电机和系统 的影响在可接受范围内。
谐波含量和电磁干扰
考虑变频器的谐波含量和电磁干扰水平，选择符合相 关标准的变频器。
坐标变换
将三相定子电流通过坐标变换转 换为两相旋转坐标系下的直流分 量，从而简化控制算法。
闭环控制
采用速度环和电流环的双闭环控 制结构，提高系统的动态响应和 稳态精度。
2024/1/30
16
直接转矩控制技术（DTC）
直接转矩控制原理
32
THANKS
感谢观看
2024/1/30
33
新风换气系统控制
利用变频器对新风换气机进行调速和控制，实现楼宇内空 气质量的自动调节和换气过程。
楼宇照明系统控制
通过变频器对照明设备进行调光和控制，实现楼宇内照明 的自动调节和节能运行。
31
其他行业应用案例
2024/1/30
食品加工行业
变频器在食品加工机械如切割机、搅拌机等设备中广泛应用，实现精 确的速度控制和节能运行。
2024/1/30
12
03
变频器工作原理详解2024/1/3013交-直-交变换过程分析
整流过程
将交流电通过整流器转换为直流电，通常采用三相桥式不可控整 流电路。
滤波过程
对整流后的直流电进行滤波，以消除谐波和减小纹波系数。
2024/1/30
逆变过程
将滤波后的直流电通过逆变器转换为频率和电压可调的交流电， 通常采用三相桥式逆变电路。
适的变频器。
19
频率范围和输出波形质量指标
频率调节范围
根据应用需求，选择具有合适频率调节范围的变频器 。
输出波形失真度
分析变频器的输出波形失真度，确保其对电机和系统 的影响在可接受范围内。
谐波含量和电磁干扰
考虑变频器的谐波含量和电磁干扰水平，选择符合相 关标准的变频器。
变频器原理及应用ppt完整版
变频器原理及应用ppt完整版•变频器基本概念与原理•变频器主要技术参数与性能指标•变频器应用领域与案例分析•变频器选型、安装与调试方法目•变频器维护保养与故障排除技巧•变频器市场前景与发展趋势预测录01变频器基本概念与原理变频器定义及作用定义变频器是一种电力电子设备，通过改变电源频率来控制交流电动机的速度和转矩。
作用在工业生产中，变频器被广泛应用于电动机的速度控制和节能领域。
通过调节电源频率，变频器可以实现对电动机的无级调速，满足不同生产工艺对电机速度的需求。
010405060302分类：根据电压等级、功率大小、控制方式等，变频器可分为低压变频器、中压变频器、高压变频器等类型。
特点调速范围广，可实现无级调速；节能效果显著，通过降低电机运行频率来减少能源消耗；控制精度高，可实现精确的速度和位置控制；具有多种保护功能，如过流、过压、欠压、过热等保护。
变频器分类与特点工作原理及电路构成工作原理变频器的工作原理基于电力电子技术，通过整流器将交流电转换为直流电，再通过逆变器将直流电转换为可调频率的交流电。
在转换过程中，通过控制逆变器的开关器件（如IGBT、MOSFET等）的通断时间，实现对输出频率和电压的调节。
电路构成变频器的电路主要由整流器、滤波器、逆变器、控制电路等部分组成。
其中，整流器负责将交流电转换为直流电；滤波器用于平滑直流电压；逆变器则将直流电转换为可调频率的交流电；控制电路则负责接收用户指令，并根据指令控制逆变器的开关器件，实现对电动机的速度和转矩的精确控制。
02变频器主要技术参数与性能指标输入电压范围输出电压输出频率范围输出电流输入输出特性参数变频器能够接受的电源电压范围，通常包括额定电压及允许的电压波动范围。
变频器能够输出的频率范围，通常从0到几百赫兹不等。
变频器输出给电机的电压，其大小和波形可根据需要进行调整。
变频器输出给电机的电流，其大小与负载有关。
控制方式及精度指标控制方式包括开环控制和闭环控制两种。
变频器原理与应用24
文件: 变频器原理与应用24.11
变频器原理与应用
变频器控制电路
系统 异常 KM3 KM2
KM1
Y003
X003 停止按钮 KA1
X004 变频器运行 X005 变频器停止
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文件: 变频器原理与应用24.12
变频器原理与应用
变频器控制电路
系统 异常 HA HL
复位 按钮
KA2
硬件电路设计注意事项： 按地址分配表连接电路，输出继电器要接接触器 的线圈，变频与工频主电路控制要有互锁。
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文件: 变频器原理与应用24.10
变频器原理与应用
变频器控制电路
PLC控制程序（梯形图） 工频 启动 热继 KM2 方式 按钮 电器
KM3
X003 停止按钮
变频 方式
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文件: 变频器原理与应用24.2
变频器原理与应用
变频器控制电路
1. 继电器控制的切换电路
继电器控制切换电路的结构
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系统 工频 变频 上电 变频器原理与应用24.3 运行 运行 文件:
切换 变频器 控制 启动 变频器原理与应用
变频器控制电路
切换控制电路的工作原理 • 系统上电 SB1为断电按钮，SB2为通电按钮，KA1为上电控 制继电器。 •工频运行 SA为变频、工频切换旋转开关，KM3为工频运行 接触器。 SA切到工频位置，KM3线圈得电，KM3 吸合，电动机由工频供电。 •变频运行 SB3为变频器停止按钮，SB4为变频器启动按钮， KM1、 KM2为为变频运行接触器。 SA切到变频位 置， KM1、 KM2得电吸合，电动机由变频器控 制；按下SB4，KA2得电吸合，变频器启动。
变频器原理与应用
变频器控制电路
系统 异常 KM3 KM2
KM1
Y003
X003 停止按钮 KA1
X004 变频器运行 X005 变频器停止
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文件: 变频器原理与应用24.12
变频器原理与应用
变频器控制电路
系统 异常 HA HL
复位 按钮
KA2
硬件电路设计注意事项： 按地址分配表连接电路，输出继电器要接接触器 的线圈，变频与工频主电路控制要有互锁。
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文件: 变频器原理与应用24.10
变频器原理与应用
变频器控制电路
PLC控制程序（梯形图） 工频 启动 热继 KM2 方式 按钮 电器
KM3
X003 停止按钮
变频 方式
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文件: 变频器原理与应用24.2
变频器原理与应用
变频器控制电路
1. 继电器控制的切换电路
继电器控制切换电路的结构
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系统 工频 变频 上电 变频器原理与应用24.3 运行 运行 文件:
切换 变频器 控制 启动 变频器原理与应用
变频器控制电路
切换控制电路的工作原理 • 系统上电 SB1为断电按钮，SB2为通电按钮，KA1为上电控 制继电器。 •工频运行 SA为变频、工频切换旋转开关，KM3为工频运行 接触器。 SA切到工频位置，KM3线圈得电，KM3 吸合，电动机由工频供电。 •变频运行 SB3为变频器停止按钮，SB4为变频器启动按钮， KM1、 KM2为为变频运行接触器。 SA切到变频位 置， KM1、 KM2得电吸合，电动机由变频器控 制；按下SB4，KA2得电吸合，变频器启动。
变频器工作原理与应用哈工大
变频器工作原理与应用哈工大变频器是一种电子设备，用于控制交流电机的转速和运行方式。
它通过改变输入电源的频率来控制电机的转速，从而实现对电机的精确控制。
变频器具有广泛的应用领域，在工业、农业、交通等各个领域都有重要作用。
变频器的工作原理主要是利用了电力电子技术和控制技术。
它将输入电源的交流电信号经过整流、滤波、逆变等处理，得到一个可调频率和可调幅度的交流电信号，再通过输出端与电机相连，控制电机的转速和运行方式。
变频器可以根据需要调整输出频率和电压，从而实现对电机的精确控制。
变频器的应用非常广泛。
在工业领域，变频器可以应用于各种机械设备，如风机、水泵、空压机等。
它可以根据负载的需求，调节电机的转速和输出功率，提高设备的效率和运行稳定性。
在农业领域，变频器可以应用于农业机械，如喷灌机、排灌机等。
通过控制电机的转速和输出功率，可以实现对灌溉和排水设备的精确控制，提高农业生产的效益。
在交通领域，变频器可以应用于电动汽车和电动机车等交通工具。
它可以根据驾驶员的需求，调节电机的转速和输出功率，实现对车辆的精确控制，提高能源利用效率和行驶安全性。
变频器的应用还可以带来很多好处。
首先，通过控制电机的转速和输出功率，可以提高设备的运行效率和能源利用效率，减少能源消耗和环境污染。
其次，变频器可以实现对电机的精确控制，提高设备的运行稳定性和可靠性，延长设备的使用寿命。
此外，变频器还可以实现对电机的软启动和软停止，避免了传统的直接启停对设备的冲击和损伤。
最后，变频器还具有很强的适应性和扩展性，可以根据不同的需求进行调整和升级，满足不同应用场景的要求。
在哈尔滨工业大学，变频器的研究和应用也取得了很多成果。
学校的相关专业和实验室在电力电子技术和控制技术方面具有很强的实力和经验，致力于推动变频器技术的发展和应用。
学校还与工业界和科研机构合作，共同开展变频器的研发和应用项目，为社会和经济发展做出了积极贡献。
变频器作为一种重要的电子设备，具有广泛的应用领域和重要的作用。
变频器原理与应用16
西门子通用变频器
1.富士G11S变频器的操作面板
操作面板的作用：运行控制、修改参数、指示状态 LED显示屏 LED显示屏的 辅助指示信息
LCD显示屏
编程操作键
LCD显示屏的 辅助指示信息 运行控制键
图3.6
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G11S变频器操作面板
文件: 变频器原理与应用16.5
变频器原理与应用
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文件: 变频器原理与应用16.6
变频器原理与应用
西门子通用变频器
修改变频器参数的操作流程
坚实变频器运行数据的操作流程
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文件: 变频器原理与应用16.7
变频器原理与应用
西门子通用变频器
2.西门子G120变频器的操作面板
基本操作面板（BOP） •为系统选件，可以直接插装到控制单元上。 •用于对变频器的调试，运行监控以及设置参数。 LCD显示屏
西门子通用变频器
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文件: 变频器原理与应用16.14
变频器原理与应用
西门子通用变频器
4.变频器的参数
功能参数码 •变频器的基本功能被细化为“功能参数码”，存储 在变频器中供使用时调用和配置。 •功能参数码较多的变频器一般根据功能参数码的 用途和性质分为若干种类。 •功能参数码的结构由参数码和参数值组成，使用 时先确定功能参数码，再确定参数值。
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文件: 变频器原理与应用16.16
变频器原理与应用
西门子通用变频器
G120变频器参数的分组
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文件: 变频器原理与应用16.17
变频器原理与应用
西门子通用变频器
G120变频器参数的类型 •读写参数：可以修改和显示的参数，以P开头 •只读参数：不可修改的参数，用于显示内部的变 量，以r开头
《变频器及其应用》课件
变频器的应用
02
工业自动化
01
变频器在工业自动化领域中广泛 应用于各种电机控制，如传送带 、包装机械、印刷机械等。
02
通过调节电机转速，实现生产过 程的自动化控制，提高生产效率 ，降低能耗。
空调系统
变频器在空调系统中主要用于控制空 调压缩机的转速，实现制冷量的调节 。
通过调节压缩机的转速，可以精确控 制室内温度，提高舒适度，同时降低 能耗。
根据需要，及时更换变频器内部的元件，如 电容、电阻等。
清洁除尘
定期清洁变频器表面灰尘和杂物，保持其清 洁状态。
软件升级
根据技术发展，及时升级变频器的控制软件 ，以提高其性能和稳定性。
THANKS.
总结词
电力电子技术和微处理技术
详细描述
变频器的工作原理基于电力电子技术和微处理技术，通过改变电机电源的频率来 实现电机的调速和控制。
变频器的分类
总结词
按变换方式、用途和电压等级
详细描述
变频器可以根据不同的分类标准进行分类，如按变换方式可分为交-交变频器和交-直-交变频器，按用途可分为通 用变频器和专用变频器，按电压等级可分为高压变频器和低压变频器等。
随着技术的不断发展，变频器将实现 更高的集成度，将多个功能集成在一 个模块或一个系统中，实现更紧凑、 更高效的设计。
智能化
未来变频器将更加智能化，具备更强 的自适应和自学习能力，能够根据不 同的工况和参数进行调整和控制，提 高自动化和智能化水平。
市场发展趋势
普及化
随着技术的不断成熟和成本的降 低，变频器将在更多的领域得到 应用和普及，成为工业自动化控
电梯系统
变频器在电梯系统中用于控制电机的启动和停止，实现电梯 的平稳运行。
变频器的原理及其应用ppt课件
变频器的原理及其应用
提纲
一、变频器的结构及原理 二、变频器的控制方法 三、变频器在风机负载和泵类负载中的应用 四、变频调速系统接电抗器的作用 五、变频器的抗干扰 六、变频器的功能 七、变频器的选择 八、变频器的运行 九、变频器的调试与维护
一、变频器的结构 及原理
变频器的调速原理
调速原理：
N：转速
38
1. 变频器的干扰源
图7-1 变频器的电压、电流波形
39
2. 电路耦合干扰
— 电路传播：1）电源线 2）地线
措施 ： 1）隔离变压器 2）光耦隔离 3）正确接地
40
3.感应耦合干扰
—电磁感应 —静电感应
1） 电磁感应是电流干扰传播方式 2）静电感应是电压干扰传播方式
41
4. 抗干扰措施
远离、相绞、屏蔽、不平行
四. 变频调速系统 接电抗器的作用
32
1. 变频器输出端接入电抗器的场合
图 需要接入电抗器的场合
a）电机与变频器距离远 b）小变频器带轻载大电机
33
输出电抗器作用：
➢ 抑制变频器电磁幅射干扰 ➢ 抑制电动机电压谐振
34
2. 输入交流电抗器
作用：1）提高功率因数 2）抑制高次谐波 3）削弱电流浪涌
P0=55*10%=5.5KW P1=55KW
由PL=P0+KPnL3得: KP=55-5.5=49.5KW P2=5.5+49.5*（50%）3=11.7KW
总消耗的功率为55+11.7=67KW
风机的节电率统计举例
（2）两台变频运行时每台的平均供风量为75%Q P1=P2=5.5+49.5（75%）3=26.4KW
1）准确停车 2) 变频器给电动机输入直流电，在电机
提纲
一、变频器的结构及原理 二、变频器的控制方法 三、变频器在风机负载和泵类负载中的应用 四、变频调速系统接电抗器的作用 五、变频器的抗干扰 六、变频器的功能 七、变频器的选择 八、变频器的运行 九、变频器的调试与维护
一、变频器的结构 及原理
变频器的调速原理
调速原理：
N：转速
38
1. 变频器的干扰源
图7-1 变频器的电压、电流波形
39
2. 电路耦合干扰
— 电路传播：1）电源线 2）地线
措施 ： 1）隔离变压器 2）光耦隔离 3）正确接地
40
3.感应耦合干扰
—电磁感应 —静电感应
1） 电磁感应是电流干扰传播方式 2）静电感应是电压干扰传播方式
41
4. 抗干扰措施
远离、相绞、屏蔽、不平行
四. 变频调速系统 接电抗器的作用
32
1. 变频器输出端接入电抗器的场合
图 需要接入电抗器的场合
a）电机与变频器距离远 b）小变频器带轻载大电机
33
输出电抗器作用：
➢ 抑制变频器电磁幅射干扰 ➢ 抑制电动机电压谐振
34
2. 输入交流电抗器
作用：1）提高功率因数 2）抑制高次谐波 3）削弱电流浪涌
P0=55*10%=5.5KW P1=55KW
由PL=P0+KPnL3得: KP=55-5.5=49.5KW P2=5.5+49.5*（50%）3=11.7KW
总消耗的功率为55+11.7=67KW
风机的节电率统计举例
（2）两台变频运行时每台的平均供风量为75%Q P1=P2=5.5+49.5（75%）3=26.4KW
1）准确停车 2) 变频器给电动机输入直流电，在电机
变频器原理与应用05
U
d
O
-
ωt
U
d
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文件: 变频器原理与应用05.12
变频器原理与应用
基础知识
2. 单相SPWM逆变电路
调制方法: 利用载波和调制波相比较的方式来确定 SPWM波的脉宽和间隔。 •调制波ur: 所希望生成的正弦波 •载波uc ：等腰三角波或锯齿波 控制方式：按照 调制脉冲的极性关系 ,SPWM逆变电路的控 制方式分： •单极性控制 •双极性控制 图1.22 单相桥式SPWM逆变电路
电路结构 IGBT
图1.25
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三相桥式逆变电路
文件: 变频器原理与应用05.16
变频器原理与应用
基础知识
调制原理 载波公用 • 控制方式 双极性 SPWM •调频方法： 改变三相调制 信号的频率 •调压方法： 改变三相调制 信号的幅度
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调制信号为三相正弦波
文件: 变频器原理与应用05.17
变频器原理与应用
基础知识
小 结
§1.4 脉冲宽度调制（PWM）原理 脉宽调制的基本原理 面积等效原理 SPWM波的生成方法 调制法 三相桥式SPWM逆变电路 SPWM逆变电路的结构和变压变频原理 重点：脉宽调制的基本原理 难点：SPWM逆变电路的变压变频原理
哈尔滨工业大学远程教育 变频器原理与应用
理论基础:面积等效原理 冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节 上时，其效果基本相同。 冲量 效果基本相同
f (t) f (t)
窄脉冲的面积 环节的输出响应波形基本相同
f (t) f (t) δ (t)
O a)矩形脉冲
t O
t t O t O b)三角形脉冲 c)正弦半波脉冲 d)单位脉冲函数
d
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ωt
U
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文件: 变频器原理与应用05.12
变频器原理与应用
基础知识
2. 单相SPWM逆变电路
调制方法: 利用载波和调制波相比较的方式来确定 SPWM波的脉宽和间隔。 •调制波ur: 所希望生成的正弦波 •载波uc ：等腰三角波或锯齿波 控制方式：按照 调制脉冲的极性关系 ,SPWM逆变电路的控 制方式分： •单极性控制 •双极性控制 图1.22 单相桥式SPWM逆变电路
电路结构 IGBT
图1.25
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三相桥式逆变电路
文件: 变频器原理与应用05.16
变频器原理与应用
基础知识
调制原理 载波公用 • 控制方式 双极性 SPWM •调频方法： 改变三相调制 信号的频率 •调压方法： 改变三相调制 信号的幅度
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调制信号为三相正弦波
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变频器原理与应用
基础知识
小 结
§1.4 脉冲宽度调制（PWM）原理 脉宽调制的基本原理 面积等效原理 SPWM波的生成方法 调制法 三相桥式SPWM逆变电路 SPWM逆变电路的结构和变压变频原理 重点：脉宽调制的基本原理 难点：SPWM逆变电路的变压变频原理
哈尔滨工业大学远程教育 变频器原理与应用
理论基础:面积等效原理 冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节 上时，其效果基本相同。 冲量 效果基本相同
f (t) f (t)
窄脉冲的面积 环节的输出响应波形基本相同
f (t) f (t) δ (t)
O a)矩形脉冲
t O
t t O t O b)三角形脉冲 c)正弦半波脉冲 d)单位脉冲函数
变频器工作原理及应用-PPT
变频器选型—选型原则
确定负载可能出现的最大电流，以此电流作为待选变频器的额定电流。如果该
电流小于适配电机额定电流，则按适配电机选择对应变频器，考虑成本因素， 如
选用的是通用变频器，则可以选择P型机
以下情况要考虑容量放大一档：
1、长期高温大负荷
2、异常或故障停机会出现灾难性后果的现场
3、目标负载波动大
4、现场电网长期偏低而负载接近额定
5、绕线电机、同步电机或多极电机（6极以上）
变频器选型—选型原则
充分了解各变频器支持的选配件是正确选配的基础。 对于变频器的选配件选配，必须要把握以下几个原则： 以下情况要选用交流输入电抗器、直流电抗器
民用场合，如：宾馆中央空调、电机功率大于55KW以上 电网品质恶劣或容量偏小的场合 如不选用可能会造成干扰、三相电流偏差大，变频器频繁炸机 以下情况要选用交流输出电抗器 变频器到电机线路超过100米（一般原则） 以下情况一般要选用制动单元和制动电阻 提升负载 频繁快速加减速 大惯量（自由停车需要1min以上，恒速运行电流小于加速电流的设备）
变频器保护功能
由于变频器大量的使用了各种半导体器件，如整流桥、IGBT、电解电容等， 要想保证变频器长期稳定工作，则必须保证各器件工作在其允许条件下。 超出条件则必须立刻或延时停止变频器工作，待异常条件消失后才能重 新开始工作，如保护失效或动作延迟将导致变频器出现不可恢复性损害。
变频器的保护功能
T电机转矩
T负载转矩
T电机转矩>T负载转矩－－－加速运行 T电机转矩<T负载转矩－－－减速运行 T电机转矩＝T负载转矩－－－恒速运行
电机转矩控制性能是影响电气传动系统性能高低的最重要因素 加减速时间和电机转矩、负载转矩以及系统惯量有关
哈工大变频器原理与运用课件
减速时间设定
必
要
性
：
例1：重负载制动时，制动电流大可能损坏电路，设置
合适的减速时间，可减小制动电流。
例2：水泵制动时，快速停车会造成管道“空化”现象
，损坏管道。
减速时间的设定原则：兼顾制动电流和制动时间，保 证无管道“空化”现象。
多种加减速时间 变频器可设置多种不同的加减速时间。 以适应不同工况下的要求。
如41Hz、2Hz，则回避 39Hz～43Hz；
只设定回避频率： 回避频率范围由变频器内
定。
图2-8 回避频率
6.多段速控制功能
段速控制功能 指不同时间段对应的输出频率不同。
图2-9 工业洗衣机速度轨迹
段速功能的设置与执行
按
程
序
运
行
利用变频器内部的简易PLC功能编制段速控制程序。
由
端
子
控
制
第2章通用变频器的功能
第2章 通用变频器的功能
本章主要内容： 介绍通用变频器的主要功能
2.1 频率控制功能 2.2 U/f 控制功能 2.3 矢量控制功能 2.4 运行控制与保护功能 2.5 变频器的闭环运行 2.6 变频器的外部接线 学时：4
§2.1 频率控制功能
本节主要内容： 频率给定 极限频率 加、减速时间和曲线 回避频率 多段速控制功能 频率增益与频率偏置 载波频率的设定
基本频率fb
又称基准频率或基底频率 ，只有在U/f模式下才设定 。它是指当输出电压U=UN 时，f达到的值fN，一般为 额定频率。
图2-2 频率、电压关系
限制变频器的输出频率范围，从而限制电动机的转 速范围，防止由于错误操作造成事故。 上限频率fH 允许变频器输出的最高频率
变频器的原理和应用课件
交流电抗器一般装在变频器输入端或者输出端，直流电抗器串接在直流母线中间
ห้องสมุดไป่ตู้
注意：必须保证输入和输出不能接反 制动单元正负极正确
1.高温对变频器的危害
高温会造成变频器功率原件寿命变短，甚至损坏，变频器 必须有良好的散热能力，环境温度适中。
2.电网污染对变频器的危害
高次谐波对对电子原件损害较大，必要是变频器要加装交 流电抗器，或直流电抗器。
2.滤波：通过并联在直流母线间的电容对整流得到的直流电进行滤波，一般在直流 母线上测的电压要高于513V，因为电容有升压作用。
3.充电电阻：作用是防止开机上电瞬间电容对地短路，烧坏储能电容开机前电容二 端的电压为 0V；所以在上电（开机）的瞬间电容对地为短路状态。如果不加充电电阻 在整流桥与电解电容之间，则相当于380V电源直接对地短路，瞬间整流桥通过无穷大 的电流导致整流桥炸掉。一般而言变频器的功率越大，充电电阻越小。充电电阻的选 择范围一般为：10-300Ω。
1.变频器除尘与清洁
要经常对变频器除尘吹灰，保证散热片干净，散热风扇 运行良好。
2.外接端子检查
接线端子必须紧固，松动，打火都可能造成变频器损坏。
3.外接电机的绝缘检测
定期对外围设备进行绝缘检测，用兆欧表检测绝缘时， 必须把电机和变频器脱离，然后对电机进行绝缘检测。
4.在没有采取措施的情况下，不能直接用兆欧表对变频器进
以下所述内容主要为“交直交”变频器
1.变频器原理简图
2.变频器内部常见原件
控制部分
控制部分包括：检测部分，IGBT驱动部分，cpu主控部分
3.变频器主电路示意图
1.整流部分：变频器的整流部分由VD1-VD6六个整流二极管组成不可控全波整流桥。 对于380V的额定电源，通过三相整流后得到一个513V的直流电压。
变频器的基本原理与应用PPT课件
基本概念 结构与原理 应用领域
应用意义
实际应用与操作 故障判断与排除
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2.结构与原理
主机分解图
变频器的结构与原理
2020/3/25
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变频器的结构与原理
内部结构
变频器基本结构分为4部分：整流单元、中间直流环节、 逆变器和控制电路。
□ 整流单元将工作频率固定的交流电转换为直流电。 □ 中间直流环节也称储能环节， 主要是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。 □ 控制电路按设定的程序工作， 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。
变频器的基本原理与应用
2020/3/25
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变频器的基本原理与应用
基本概念 结构与原理 应用领域
应用意义
实际应用与操作 故障判断与排除
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变频器的基本概念
1.基本概念
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频率电源变换为 另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变 频调速、提高运转精度、改变功率因素、过流/过压/过载保护等 功能。
改变频率就改变了电机的转速，也就改变了水泵的压力，音乐的 不同频率经单片机处理送到变频电机的控制端，使电机转速随音乐的 音调，节奏，和强弱变化，水泵的压力随之变化，喷岀的水就有了高 低变化。
空调、电梯、高架缆车、传送带……
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变频器的基本原理与应用
基本概念 结构与原理 应用领域
风机类负载：风机类负载，也是量大面广设备，各行各业普遍应 用，多数是调节挡板开度来调节风量，浪费大量电能。某炼油厂65吨 /时中压锅炉是为回收催化裂化装置生产中产生的一氧化碳气而设置 的主要动力设备。由于燃烧燃料的不同，所需风量相差近一倍。为此， 他们对锅炉风机采用变频调速控制，去掉了风机挡板，年节电67万度， 节电率67.7%，锅炉燃烧率提高1.6~2.7%，节省燃料油989~1628 吨。
哈工大变频器原理与运用课件
设置矢量控制功能时应符合的条件 •变频器只能连接一台电动机； •运行前应对电动机进行自动测试，并对变频器的 进行自整定操作； •所配备电动机的容量比应配备电动机的容量最多 小一个等级； •变频器与电动机之间的电缆长度应不大于50m。 •变频器与电动机之间接有电抗器时，应使用变频 器的自整定功能修改控制参数。
4.加速曲线和减速曲线
加速曲线（3种） •线性上升方式：频率随时间呈正比的上升，适用于 一般要求的场合。 •S型上升方式：先慢、中快、后慢，起动、制动平稳 ，适用于传送带、电梯等对起动有特殊要求的场合。 •半S型上升方式：正半S型适用于大惯性负载，反半 S型适合于风机、泵类负载。
图2-6 加速曲线
转差补偿的目的 •提高电动机的转速控制精度。 •转差补偿只能用于U/f控制方式下，不能用于 矢量控制方式。
转差补偿的设定范围：一般为0～10Hz。
小结
§2.2 U/f 控制功能 U/f 控制方式 U/f=常数 的控制方式 该方式下的特殊控制功能 • 转矩补偿功能 • 节能运行控制功能 • 转差补偿功能
减速曲线与加速曲线类似 加速和减速曲线的组合
根据不同的机型可分为三种情况： •只能预置加、减速的方式，曲线形状由变频器内定 ，用户不能自由设置。 •可为用户提供若干种S区（如、、1S等） •用户可在一定的非线性区内设置时间的长短。
图2-7 S区曲线
5.回避频率
为避免传动系统共振，应设置回避频率。 回避频率的概念
对变频器自身的保护功能
•过流、过压、过功率、断电、其他故障等均可进行 自动保护
•并发出报警信号，甚至自动跳闸断电。
➢变频器在出现过载及故障时，一方面由显示屏 发出文字报警信号，一方面由接点开关输出报警 信号；
变频器工作原理与应用哈工大
变频器工作原理与应用哈工大变频器是一种用于控制电动机转速的电子设备，它能够根据需求调整电机的频率和电压，从而实现对电机的精确控制。
在工业生产中，变频器被广泛应用于各种需要控制转速的设备，如风机、水泵、空调等。
变频器的工作原理可以简单地理解为将输入的固定频率交流电转换成可调节频率的交流电。
它主要由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
变频器的整流器将输入的交流电转换成直流电。
然后，滤波器对直流电进行滤波处理，使电流变得更加平稳。
接下来，逆变器将直流电转换成可调节频率的交流电。
最后，控制电路通过对逆变器输出电压和频率的调节，实现对电机转速的控制。
变频器的应用非常广泛。
在工业生产中，它被广泛应用于各种自动化设备中，如生产线、机械设备等。
通过变频器的精确控制，可以实现设备的节能运行和优化生产过程。
同时，变频器还可以提高设备的可靠性和稳定性，延长设备的使用寿命。
举例来说，变频器在风机系统中的应用非常常见。
传统的风机系统通常采用调节阀门的方式来控制风量，但这种方式效率低下且能耗较高。
而采用变频器控制风机的转速，则可以根据实际需求调整风机的运行频率，从而实现精确控制风量，提高能效。
除了工业领域，变频器在家庭生活中也有着广泛的应用。
现在的家用空调、洗衣机、冰箱等家电产品都普遍采用变频器技术，通过调整电机的转速，实现节能运行，提高产品的性能和舒适度。
总的来说，变频器作为一种能够实现对电机转速精确控制的电子设备，具有广泛的应用前景。
它不仅可以提高设备的能效和性能，还可以实现节能减排的目标。
随着科技的不断进步，变频器技术也在不断发展，将会有更多的应用场景出现。
哈工大也在该领域进行了很多研究和应用，为变频器的发展和应用做出了重要贡献。
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
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图2-7 S区曲线 区曲线
文件: 变频器原理与应用02.11
变频器原理与应用
通用变频器的功能
5.回避频率
为避免传动系统共振，应设置回避频率。 为避免传动系统共振，应设置回避频率。 回避频率的概念 •变频器跳过而不运 变频器跳过而不运 行的频率 •一般情况下可设置 一般情况下可设置 三个以上。 三个以上。
文件: 变频器原理与应用02.2
变频器原理与应用
通用变频器的功能
§2.1 频率控制功能
本节主要内容： 频率给定 极限频率 加、减速时间和曲线 回避频率 多段速控制功能 频率增益与频率偏置 载波频率的设定
文件: 变频器原理与应用02.3
变频器原理与应用
通用变频器的功能
1.频率给定
变频器的输出频率可通过下述方式设定 操作面板上的功能键设置频率 功能参数码进行预置 操作面板上的电位器设定频率 外端子控制频率 •模拟量 模拟量 •开关量 开关量 •网络 网络
图2-8 回避频率
文件: 变频器原理与应用02.13
变频器原理与应用
通用变频器的功能
6.多段速控制功能
段速控制功能 指不同时间段对应的输出频率不同。 指不同时间段对应的输出频率不同。
图2-9 工业洗衣机速度轨迹
文件: 变频器原理与应用02.14
变频器原理与应用
通用变频器的功能
段速功能的设置与执行 •按程序运行 按程序运行 利用变频器内部的简易PLC功能编制段速控制程序。 PLC功能编制段速控制程序 利用变频器内部的简易PLC功能编制段速控制程序。 •由端子控制 由端子控制 设置控制端子，使之的具有段速选择功能。 设置控制端子，使之的具有段速选择功能。
文件: 变频器原理与应用02.21
变频器原理与应用
通用变频器的功能
1. U/f 控制方式
U/f控制方式 控制方式 • 在变频调速过程中为了保持主磁通的恒定 • 而使 U/f=常数 的控制方式 常数 • 这是变频器的基本控制方式。 这是变频器的基本控制方式。图-12 U/f控制曲线 控制曲线
文件: 变频器原理与应用02.22
• 分段补偿 起动过程中分段补偿，有正补偿、负补偿两种。 起动过程中分段补偿，有正补偿、负补偿两种。 正补偿：补偿曲线在标准U/f曲线的上方 曲线的上方， 正补偿 ：补偿曲线在标准 曲线的上方，适用 高转矩起动运行的场合 运行的场合。 于高转矩起动运行的场合。 负补偿：补偿曲线在标准U/f曲线的下方 曲线的下方， 负补偿 ：补偿曲线在标准 曲线的下方，适用 低转矩起动运行的场合 运行的场合。 于低转矩起动运行的场合。
图2-8 回避频率
文件: 变频器原理与应用02.12
变频器原理与应用
通用变频器的功能
设置回避频率的方法 •设定回避频率的上端 设定回避频率的上端 和下端频率： 和下端频率： 43Hz、39Hz， 如43Hz、39Hz，则回 39Hz～43Hz； 避39Hz～43Hz； •设定回避频率值和回 设定回避频率值和回 避频率的范围： 避频率的范围： 41Hz、2Hz， 如41Hz、2Hz，则回 39Hz～43Hz； 避39Hz～43Hz； •只设定回避频率： 只设定回避频率： 只设定回避频率 回避频率范围由变频 器内定。 器内定。
通用变频器的功能
文件: 变频器原理与应用02.1
变频器原理与应用
通用变频器的功能
第2章 通用变频器的功能
本章主要内容： 介绍通用变频器的主要功能 §2.1 频率控制功能 频率控制功能 §2.2 U/f 控制功能 §2.3 矢量控制功能 §2.4 运行控制与保护功能 §2.5 变频器的闭环运行 §2.6 变频器的外部接线 学时： 学时：4
文件: 变频器原理与应用02.20
变频器原理与应用
通用变频器的功能
§2.2 U/f 控制功能
变频器调速系统的控制方式 •基本方式： U/f 控制 基本方式： 基本方式 •高级方式：矢量控制 高级方式： 高级方式 本节主要内容： U/f 控制方式的含义 控制方式的含义 完善U/f 控制方式的措施 完善 控制方式的措施 转矩补偿 节能运行控制 转差补偿 本节将介绍与上述优化措施对应的控制功能。 本节将介绍与上述优化措施对应的控制功能。
文件: 变频器原理与应用02.19
变频器原理与应用
通用变频器的功能
小 结
§2.1 频率控制功能 频率给定方式 • 通过操作面板 • 模拟输入端子：频率增益与偏置 模拟输入端子： • 开关输入端子：多段速控制功能 开关输入端子： 保护功能 • 上、下限频率、回避频率 下限频率、 • 加、减速时间和曲线 重点：与频率控制相关的功能 重点： 难点： 难点：频率增益与偏置
7.频率增益和频率偏置功能
频率给定来自模拟控制端子输入的信号， 频率给定来自模拟控制端子输入的信号，如： 电压0~5V，0~10V；电流 电压 ， ；电流4~20mA。 。 为了使模拟信号 频率给定相匹配， 模拟信号与 为了使模拟信号与频率给定相匹配，需设置频率增益 和频率偏置。 和频率偏置。 频率偏置 •当模拟控制信号为0 当模拟控制信号为0 当模拟控制信号为 时的频率频率给定值
通用变频器的功能
8.载波频率设置
应用脉宽调制技术控制逆变电路时， 应用脉宽调制技术控制逆变电路时，载波频率 （三角波频率）可以在一定的范围内进行调整。 三角波频率）可以在一定的范围内进行调整。 载波频率对应着功率器件的开关频率 •载波频率过高会导致功率器件过热 载波频率过高会导致功率器件过热 •载波频率过低则输出电压畸变较大 载波频率过低则输出电压畸变较大 变频器在出厂时都设置一个较佳的载波频率， 变频器在出厂时都设置一个较佳的载波频率， 没有必要时可以不作调整。 没有必要时可以不作调整。
文件: 变频器原理与应用02.6
变频器原理与应用
通用变频器的功能
3.加速时间和减速时间
为了保证电动机正常起动而又不过流，变频器须设定 为了保证电动机正常起动而又不过流， 加速时间。 加速时间。 电动机减速时间与其拖动的负载有关，有些负载对减 电动机减速时间与其拖动的负载有关， 速时间有严格要求，变频器须设定减速时间。 速时间有严格要求，变频器须设定减速时间。 加、减速时间的定义 •加速时间 ： 变频器输出频 加速时间： 加速时间 率从0上升到基本频率 上升到基本频率f 率从 上升到基本频率 b 所 需要的时间 •减速时间 ： 变频器输出频 减速时间： 减速时间 率从基本频率f 下降至0所 率从基本频率 b 下降至 所 需要的时间。 需要的时间。 图2-4 加减速时间设定
图2-1 操作面板
文件: 变频器原理与应用02.4
变频器原理与应用
通用变频器的功能
2.极限频率
设定变频器输出电压和频率的关系。 设定变频器输出电压和频率的关系。 最高频率f 最高频率 max 变频器允许输出的最高频 率，一般为电动机的额定频 率。 基本频率f 基本频率 b 又称基准频率或基底频率 只有在U/f 模式下才设定 ， 只有在 它是指当输出电压U=UN 。 它是指当输出电压 达到的值f 时，f达到的值 N，一般为额 达到的值 定频率。 定频率。
文件: 变频器原理与应用02.23
变频器原理与应用
通用变频器的功能
常用的补偿方法 • 线性补偿 起动电压从0提升到最大值的某一比例， 起动电压从0提升到最大值的某一比例， U/f 仍保持线性关系。 仍保持线性关系。
图2-13 线性补偿
文件: 变频器原理与应用02.24
变频器原理与应用
通用变频器的功能
图2-6 加速曲线
文件: 变频器原理与应用02.10
变频器原理与应用
通用变频器的功能
减速曲线与加速曲线类似 速曲线与加速曲线类似 加速和减速曲线的组合 加速和减速曲线的组合 和减速曲线 根据不同的机型可分为三种情况： 根据不同的机型可分为三种情况： •只能预置加、减速的方式，曲线形状由变频器内定 只能预置加、 只能预置加 减速的方式， 用户不能自由设置。 ，用户不能自由设置。 •可为用户提供若干种S区（如0.2S、0.5S、1S等） 可为用户提供若干种S 0.2S、0.5S、1S等 可为用户提供若干种 •用户可在一定的非线性区内设置时间的长短。 用户可在一定的非线性区内设置时间的长短。 用户可在一定的非线性区内设置时间的长短
频率、 图2-2 频率、电压关系
文件: 变频器原理与应用02.5
变频器原理与应用
通用变频器的功能
限制变频器的输出频率范围， 限制变频器的输出频率范围，从而限制电动机的转 速范围，防止由于错误操作造成事故。 速范围，防止由于错误操作造成事故。 上限频率f 上限频率 H 允许变频器输出的最高频率 下限频率f 下限频率 L 允许变频器输出的最低频率 图2-3 上限和下限频率
文件: 变频器原理与应用02.8
图2-5 实际加减速时间
变频器原理与应用
通用变频器的功能
减速时间设定 •必要性： 必要性： 必要性 例1：重负载制动时，制动电流大可能损坏电路，设 重负载制动时，制动电流大可能损坏电路， 置合适的减速时间，可减小制动电流。 置合适的减速时间，可减小制动电流。 水泵制动时，快速停车会造成管道“空化” 例2：水泵制动时，快速停车会造成管道“空化”现 损坏管道。 象，损坏管道。 •减速时间的设定原则：兼顾制动电流和制动时间， 减速时间的设定原则：兼顾制动电流和制动时间， 减速时间的设定原则 保证无管道“空化”现象。 保证无管道“空化”现象。 多种加减速时间 •变频器可设置多种不同的加减速时间。 变频器可设置多种不同的加减速时间。 变频器可设置多种不同的加减速时间 •以适应不同工况下的要求。 以适应不同工况下的要求。 以适应不同工况下的要求
变频器原理与应用
通用变频器的功能
2. 转矩补偿功能
转矩补偿 •在U/f控制方式下， 控制方式下， 在 控制方式下 •利用增加输出电压来提高电动机转矩的方法。 利用增加输出电压来提高电动机转矩的方法。 利用增加输出电压来提高电动机转矩的方法 转矩补偿的原因 转矩补偿的原因 • 在基频以下调速时，须保持 1/ƒ1恒定，即保持主 在基频以下调速时，须保持E 恒定， 磁通Φ 恒定。 磁通 m恒定。 • ƒ1较高时，保持 1/ƒ1恒定，即可近似地保持主磁 较高时，保持U 恒定， 通Φm恒定。 恒定。 • ƒ1较低时，E1/ƒ1会下降，导致输出转矩下降。 较低时， 会下降，导致输出转矩下降。 • 提高变频器的输出电压即可补偿转矩不足 • 不同工作场合对转矩补偿的要求不同