变频器的工作原理以及接线图
变频器结构及工作原理
变频器结构及工作原理 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998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，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变成交流电。
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。
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定或平滑，供逆变器使用。
b. 通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高变频器性能。
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送给整流器、中间电路和逆变器，同时它也接收来自这些部分的信号。
其主要组成部分是：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. 提供操作变频器的各种控制信号。
c. 监视变频器的工作状态，提供保护功能。
现场对变频器以及周边控制装置的进行操作的人员，如果对一些常见的故障情况能作出判断和处理，就能大大提高工作效率，并且避免一些不必要的损失。
为此，我们总结了一些变频器的基本故障，供大家作参考。
以下检测过程无需打开变频器机壳，仅仅在外部对一些常见现象进行检测和判断。
以下检测过程无需打开变频器机壳，仅仅在外部对一些常见现象进行检测和判断。
间太短导致的制动问题，请参考第8条。
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。
如图1所示，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变成交流电。
变频器的工作原理,包括电路图等解释
变频器工作原理直流－>振荡电路－>变压器（隔离、变压）－>交流输出方波信号发生器使直流以50Hz的频率突变，用正弦和准正弦的振荡器，波形类似于长城的垛口，一上一下的方波，突变量约为5V；再经过信号放大器使突变量扩大至12V左右；经变压器升压至220V输出怎样将直流电转换成交流电？有三种方法：1、用直流电源带动直流电动机----机械传动到交流发电机发出交流电；这是一种最古老的方法，但现在仍有人在用，特点是成本低，易维护。
目前在大功率转换中还在使用。
2、用振荡器（就是目前市场上的逆变器）；这是比较先进的方法，成本高，多用于小功率变换；3、机械振子变换器，其原理就是让直流电流断断续续，通过变压器后就能在变压器的次级输出交流电，这是一种比较老的方法，目前基本上已被淘汰。
现在日本发现一种有机物可以转换2交流电是指电压或电流的幅值在0值附近震荡，也就是有正有负，方向会发生变化，而并不一定是正弦的。
直流电也并不是恒定不变的，它的幅值也是可以变化的，但不会改变方向。
也就是说恒为正或恒为负。
在逆变器中不能单独应用可控硅，它仅仅是起一个开关作用，必须要由振荡电路来控制可控硅的开/关状态，得到方波形的交流电，再经变压、滤波，得到较纯的正弦波交流电。
UPS 电源(Uninterruptible Power System 不间断电源系统)利用逆变电路，即用直流电驱动一个振荡器，产生交流振荡，一般得到的是方波。
如果经过滤波电路去除50Hz的谐波，就能得到比较纯的50Hz交流电。
变频器1 1.1变频技术的概念1.常用的调速方法变极调速、定子调压调速、转差离合器调速2.变频技术的概念把直流电逆变成不同频率的交流电，或是把交流电变成直流电再逆变成不同频率的交流电，或是把直流电变成交流电再把交流电变成直流电等技术的总称。
特点：电能不变，只有频率变。
3.变频技术的发展应交流电机无级调速的需要而诞生的。
自20世纪60年代以来，电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，电气传动技术面临着一场革命，即交流调速取代直流调速、计算机数字控制技术取代模拟控制技术已经成为发展趋势。
变频器工作原理与结构图文详解—变频器的功能作用分析
变频器工作原理与结构图文详解—变频器的功能作用分析变频器变频器（Variable-frequency Drive，VFD）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，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。
随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。
变频器基本组成变频器通常分为4部分：整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。
整流单元：将工作频率固定的交流电转换为直流电。
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。
变频器的结构与原理图解变频器的发展也同样要经历一个徐徐渐进的过程，最初的变频器并不是采用这种交直交：交流变直流而后再变交流这种拓扑，而是直接交交，无中间直流环节。
这种变频器叫交交变频器，目前这种变频器在超大功率、低速调速有应用。
其输出频率范围为：0-17（1/2－1/3 输入电压频率），所以不能满足许多应用的要求，而且当时没有IGBT，只有SCR，所以应用范围有限。
变频器其工作原理是将三相工频电源经过几组相控开关控制直接产生所需要变压变频电源，其优点是效率高，能量可以方便返回电网，其最大的缺点输出的最高频率必须小于输入电源频率1/3或1/2，否则输出波形太差，电机产生抖动，不能工作。
故交交变频器至今局限低转速调速场合，因而大大限制了它的使用范围。
变频器电路结构框架图矩阵式变频器是一种交交直接变频器，由9个直接接于三相输入和输出之间的开关阵组成。
变频器原理及接线图 (1) 共38页
变频恒压供水系统原理图
电源
变频器不仅可以用于恒压供水，供油、送风同 样适用。化工厂、化纤厂、冶金厂、铸造厂、印染 厂、纺织、制药厂、塑料厂、水泥厂、矿井，各行 各业的工厂，根据它们工艺要求，会派上不同的用 场。提升机、皮带传送、送风机，引风机，给料系 统，注塑机，挤塑机，油田磕头机，可以说每一个 行业的每一个生产工艺中，都能用上变频器。 不论 机关、院校、工厂，变频器都很适用，生活、消防 也都需要。
三、变频器的安装方法
1、变频器应垂直安装,在正前方能看到 FRENIC5000G11S或FRENIC5000P11S。
2、变频器运行时要产生热量，为确保冷却空 气的通路，在设计时要在变频器的各个方向 留有一定的空间。
3、变频器运行时，散热板的温度能达到接近 90摄氏度，所以，变频器背面的安装面必须 要用能耐受较高温度的材质。
具体连线方法如 右图所示:
FWD
变 频REV 器 CM
具体连线：
2、连接电位器 端子11（黄线）、12（绿线）、13（红线）接电位器的
三个端子，其中，12（绿线）接电位器的中间的端子。 注：此线组为软线；变频器在正常工作过程中，电位器两端 有10V的电压。（已经接好，请同学们确认） 3、连接电源
主电路电源端子L1/R、L2/S、L3/T与电源连接。（已接好） 4、连接电动机
电工实训
接 受 生 活 挑 战
培
养
全
面
素
质
变频器简介
主要内容
一、变频器简介 二、变频器的用途 三、变频器的安装方法 四、变频器外部线路的连接 五、变频器的主要功能操作键说明 六、变频器的参数设定
一、变频器简介
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。
完整版变频器原理原理和接线图
四、变频器外部线路的连接
如果打开变频器的控制面板，我们会发 现，面板的下面是一排接线端子，我们所有 对变频器的连线都是从这一排接线端子引出 来的。
具体连线：
刚才已经说过，变频器的控制面板下面是一排接 线端子，我们所有对变频器的连线都是从这一排接 线端子引出来的。但变频器的控制面板是不能频繁 的拆卸的。所以为了保护变频器，也为了方便同学 们做实验，我们已经将大家在实验中需要用到的接 线端子都连上线并且引出来了，一会我会告诉大家 所有的连线分别是跟哪个端子相连的。在实验中， 大家只需要将这些引出的线按照要求作一下连接就 可以了。
其它异常
存储器异常、键盘通信异常、CPU异常等等
二、变频器的用途
变频器在日常生活及工业生产中用途非常广泛．比如 我们日常生活中的供水，住户只要上了七楼以上，自来 水公司的压力就很难满足需要了，水压不够，打不开热 水器，启动不了全自动洗衣机的电磁阀，因为它们是靠 水压来开启的。所以，对于一般的高层建筑，我们可以 利用变频器的调速特性和编程自动化控制功能，把它装 配在地下水池的水泵上，让水泵直接往用户管道供水。 用户用水量大，变频器控制水泵自动加速运行；用户用 水量小，变频器控制水泵减速运行；无人用水，自动减 速甚至停机。这就是我们通常说的变频恒压供水。
变频输出端子（U、V、W）应按正确相序连接至电动机。 在变频器上已经给出的接线中有3条颜色相同的软线，将这3 条线通过接线端子与电动机相连
连线时注意事项
在变频器的线路连接过程中，同学们需要注意以下几 个方面： 1、电源一定要连接于主电路电源端子L1/R、L2/S、L3/T。 如果错将电源连接于其他端子，则将损坏变频器。 2、接地端子必须良好接地，一方面可以防止电击或火警事 故，另外能降低噪音。 3、一定要用压接端子连接端子和导线，保证连接的高可靠 性。
第1章通用变频器的基本工作原理1.1交直交变频器的基本
套三相桥式无环流反并联的可逆装置。正、反向两组晶 阐管按一定周期相互切换。正向组工作时，反向组关断， 在负载上得到正向电压；反向组工作时，正向组关断， 在负载上得到反向电压。工作晶阐管的关断通过交流电 源的自然换相来实现。这样，在负载上就获得了交变的 输出电压uo。
有的交一交变压变频装置用电抗器将输出电流强 制变成矩形波或阶梯波，具有电流源的性质，它 也是电流源型变频器。
注意几点：从主电路上看，电压源型变频器和电 流源型变频器的区别仅在于中间直流环节滤波器 的形式不同，但是这样一来，却造成两类变频器 在性能上相当大的差异，主要表现如下：
(1) 无功能量的缓冲 对于变压变频调速系统来说，变频器的负载是异
3、逆变电路——直－交部分
逆变电路是交－直－交变频器的核心部分，其中6个三 极管按其导通顺序分别用 VT1～VT6表示，与三极管反向并 联的二极管起续流作用。
按每个三极管的导通电角度又分为120°导通型和 180°导通型两种类型。
逆变电路的输出电压为阶梯波，虽然不是正弦波，却是 彼此相差120°的交流电压，即实现了从直流电到交流电的 逆变。输出电压的频率取决于逆变器开关器件的切换频率， 达到了变频的目的。
交－交变频器主要用于大容量交流电动机调速，几乎没 有采用单相输入的，主要采用三相输入。主回路有三脉波零 式电路（有18个晶闸管）、三脉波带中点三角形负载电路 （有12个晶闸管）、三脉波环路电路（有9个晶闸管）、六脉 波桥式电路（有36个晶闸管）、十二脉波桥式电路等多种。
用的最多的是六脉波桥式电路，又分为分离负载桥式电 路和输出负载Y联结两种型式。
U
额定电压
L n P 基频 f
图1.1.11 电压与频率之间的关系
变频器的原理介绍完整版课件
(1)自然采样法 (2)规则采样法
图(十) 三相SPWM变 频器输出波形
三、异步电机变频调速控制策略
变频器控制的对象是电机，首先研究电机等效图
(一)等效图: 1、转子电势: 转子电势的频率为f2 ，转子旋转后，由于转子导体与磁
场之间的相对运动速度减小，转子感应电势的频率也随之减小，此时:
f2=f1S
1、定义：利用半导体器件的开通和关断，把直流电压变成一定形状的 电压脉冲序列，以实现变频、变压及控制和消除谐波为目标的一门技术。
2、数学分析：
f (t) a0 (an cosnt bn sin nt)
n1
t 02
a 1
0
2 t 0
f (t)dt
f(t)
t 02
a 1
n
2 t 0
f (t)dt
1
4 sin ntdt
3
m
sin ntdt]
m 1
2
[
c
osn
1
c
osn
n
2
c
osn
2
]
2 n
m
(1)k1 cosnk
k 1
(4)
于是，由(3)和(4)式对于奇数n和任意的m均有:
m
bn
(1) k 1 cos nk
(5)
k 1
式中 : 0
1
2 m
2
对于奇函数，偶次谐波为零，仅有奇次谐波，即：
一.变频器的原理与组成
(一)概述:
1.定义：转换电能并能改变频率的电能转换装置。 2.交流调速技术发展的概况与趋势： 交流电机：结构简单，价低，动态响应好、维护方便，但调速困难。 直流电机：结构复杂、成本高、故障多、维护困难且工作量大；机械换向 器的换向能力限制了电动机的容量（单机容量12000kW~14000kW）、电压和 速度（最高电压1000多伏、最高转速3000r/min）。接触式的电流传输又限制 了其使用场合；电枢在转子上，电动机的效率低，散热条件差。为改善换向 能力，减小电枢漏感，转子变得粗短惯性增大，影响系统的动态响应。 交流调速飞速技术发展的原因： 电力电子器件制造技术；电力电子电路的变换技术；PWM技术，矢量控 制技术，直接转矩控制技术；微机和大规模集成电路基础的数字控制技术。
变频器安装接线、调试
THR
外部故障跳闸命令
THR—CM断开，发生OH2跳闸，电动机将滑行停 止，报警信号(OH2)自保持
RST
报警复位
变频器报警跳闸后，RST—CM瞬时接通 (≥0．1s)，使报警复位
模拟监视器
输出0～十10VDC电压；正比于由F46／0～F46／
监
视
FMA—11
3选择的监视信号 0：输出额率 2：输出转矩
8
1.主电路的连接 9
表7—1 主电路端子和连接端子的功能
端子符号
R、S、T U、V、W P1、P (+) P (+)，DB P (+)，N (—)
PE
端子名称
主电路电源端子 变频器输出端子 直流电抗器连接用端子 外部制动电阻器连接用端子 制动单元连接端子 变频器接地用端子
说明
连接三相电源 连接三相电动机 改善功率因数的电抗器 连接外部制动电阻(选用件) 连接外部制动单元 变频器机壳的接地端子
1)功用
仅用于和工频电源切换等特殊情况下，一般不用。
2)选择 因为输出电流中含有较强的谐波成分，故取
IKN≥1.1IMN
(7—3)
式中 IMN——电动机的额定电流。
19
3．制动电路及制动单元
（1）功用
当电动机因频率下降或重物下降(如起重机械)而处于再生制动状态时，避免在直流回路中产生过高的泵
生电压。
220
415 0．05
24
由于交流电抗器是串接在电源与变频器输入侧，在工程实践中一般在下列情况下使用输入交流电抗器： ①变频器所用场所的电源供电容量与变频器容量之比为10：1以上。 ②在以变频器同一电源上接有晶闸管设备，或带有开关控制的功率因数补偿装置的。 ③三相电源的电压不平衡度较大，且大于3%时。 ④变频器功率〉30Kw时考虑配置交流电抗器。
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变频器介绍：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。
变频器工作原理
变频器可分为电压型和电流行两种变频器。
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。
变频器接线图
上图是一副变频器接线图。
在变频器的安装中，有一些问题是需要注意的。
例如变频器本身有较强的电磁干扰，会干扰一些设备的工作，因此我们可以在变频器的输出电缆上加上电缆套。
又或变频器或控制柜内的控制线距离动力电缆至少100mm等等。
变频器接线方法
一、主电路的接线
1、电源应接到变频器输入端R、S、T接线端子上，一定不能接到变频器输出端（U、V、W）上，否则将损坏变频器。
接线后，零碎线头必须清除干净，零碎线头可能造成异常，失灵和故障，必须始终保持变频器清洁。
在控制台上打孔时，要注意不要使碎片粉末等进入变频器中。
2、在端子+，PR间，不要连接除建议的制动电阻器选件以外的东西，或绝对不要短路。
3、电磁波干扰，变频器输入／输出（主回路）包含有谐波成分，可能干扰变频器附近的通讯设备。
因此，安装选件无线电噪音滤波器FR-BIF或FRBSF01或FR-BLF线路噪音滤波器，使干扰降到最小。
4、长距离布线时，由于受到布线的寄生电容充电电流的影响，会使快速响应电流限制功能降低，接于二次侧的仪器误动作而产生故障。
因此，最大布线长度要小于规定值。
不得已布线长度超过时，要把Pr．156设为1。
5、在变频器输出侧不要安装电力电容器，浪涌抑制器和无线电噪音滤波器。
否则将导致变频器故障或电容和浪涌抑制器的损坏。
6、为使电压降在2%以内，应使用适当型号的导线接线。
变频器和电动机间的接线距离较长时，特别是低频率输出情况下，会由于主电路电缆的电压下降而导致电机的转矩下降。
7、运行后，改变接线的操作，必须在电源切断10min以上，用万用表检查电压后进行。
断电后一段时间内，电容上仍然有危险的高压电。
二、控制电路的接线
变频器的控制电路大体可分为模拟和数字两种。
1、控制电路端子的接线应使用屏蔽线或双绞线，而且必须与主回路，强电回路（含200V 继电器程序回路）分开布线。
2、由于控制电路的频率输入信号是微小电流，所以在接点输入的场合，为了防止接触不良，微小信号接点应使用两个并联的节点或使用双生接点。
3、控制回路的接线一般选用0.3～0.75平方米的电缆。
三、地线的接线
1、由于在变频器内有漏电流，为了防止触电，变频器和电机必须接地。
2、变频器接地用专用接地端子。
接地线的连接，要使用镀锡处理的压接端子。
拧紧螺丝时，注意不要将螺丝扣弄坏。
3、镀锡中不含铅。
4、接地电缆尽量用粗的线径，必须等于或大于规定标准，接地点尽量靠近变频器，接地线越短越好。
变频器的作用
1.变频器可以调整电机的功率，实现电机的变速运行，以此来达到省电的目的。
例子体现在离心风机和水泵上，当离心风机和水泵使用了变频器后，操作人员变频调速，可根据需要轻松控制流量，从而节省了能源
2.变频器可以降低电力线路中电压的波动，避免了一旦电压发生异常而导致设备的跳闸或者出现异常运行的现象。
3.变频器可以减少对电网的冲击，从而有效地减少了无功损耗，增加了电网的有效功率。
4.变频器还可以减少机械中传动部件之间的磨损，因此，在一定程度上也降低了成本，提高了系统的稳定性。
5.此外，变压器的控制功能非常齐全，可以很好的配合其他的控制设备或者一起，从而实现集中监视和实时控制，为用户解决了很多系统兼容性的麻烦等问题。