变频器的分类
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变频器的分类
1.1 按交流环节分类
1.交—直—交变频器 先把频率固定的交流电整流成直流电，再把直流 电逆变成频率连续可调的交流电。如图4-1 (a) 、(b) 、 (c)所示为交—直—交变频器。
变频器的分类
2.交—交变频器 把电网固定频率的交流功率直接转换成频率可调 的交流功率(转换前后的相数相同)。通常由三相反并联 晶闸管可逆桥式变流器组成。
转速精度及动态性能等方面要求一般不高，当用变 频器实现恒转矩调速时，必须加大电动机和变频器 的容量，以提高低速转矩。恒转矩变频器主要应用 于挤压机、搅拌机、传送带、提升机等。
2.平方转矩变频器 平方转矩变频器控制的对象，在过载能力方
面要求较低，由于负载转矩与转速的平方成正比， 所以低速运行时负载较轻，并有节能的效果。平 方转矩变频器主要应用于风机、泵类。
4.GTO变频器 与BJT变频器相比，GTO变频器的电压、电流等 级高，适合于高压、大容量应用场合。与SCR变频器 相比，开关频率高，可进行PWM控制，低速特性有 很大提高，与SCR变频器相比，其还具有主回路简单， 体积小，重量轻和效率高的特点。
2.SCR变频器 SCR变频器属于电压源型，具有不选择负 载的通用性，在不超过变频器容量条件下，可 以多电动机并联运行。在确保换流能力足够的 条件下，过负载能力较强。多重化连接时，既 可以改善波形又可以实现大容量化。
3.BJT变频器 与SCR变频器相比，BJT变频器不需要换流电路， 体积小、重量轻、开关效率高，适用于高频变频和 PWM变频，适用于矢量控制，响应较快。
2.PWM方式 PWM方式的特点是变频器在改变输出频率的 同时也改变了电压的脉冲占空比。PWM只需控制 逆变电路便可实现。通过改变脉冲宽度来改变输出 电压幅值，通过改变调制周期可以控制其输出频率。 这种方式大大减少了负载电流中的高次谐波。
1.7 按输入电源的相数分类
1.单相变频器 单相变频器框图如图4- 4所示。
3.高频变频器 在超精密加工和高性能机械中，常常要用到高速
电动机，为了满足这些高速电动机的驱动要求，出现 了采用PAM控制方式的高频变频器，其输出频率可达 到3 kHz。
1.6 按输出电压调制方式分类
1.PAM方式 PAM方式的特点是变频器在改变输出频率的同 时也改变了电压的振幅值。在变频器中，逆变器负 责调节输出频率，而输出电压的调节则由相控整流 器或直流斩波器通过调节直流电压Ud去实现。采用 相控整流器调压时供电电源的功率因数随调节深度 的增加而变小。采用直流斩波器调压时，供电电源 的功率因数在不考虑谐波影响时，功率因数可以达 到1。
2.转差频率控制变频器 转差频率控制方式是对电压频率比控制的一
种改进，这种控制需要由安装在电动机上的速度 传感器检测出电动机的转速，构成速度闭环，速 度调节器的输出为转差频率，而变频器的输出频 率则由电动机的实际转速与所需转差频率之和决 定。
3.矢量控制变频器 矢量控制是一种高性能异步电动机控制方
图4-2 交—交变频器
1.2 按直流环节的滤波形式分类
1.电压型变频器 直流环节的储能元件是电容器，如图4-3（a）所示。
2.电流型变频器 直流环节的储能元件是电感线圈，如图4-3（b） 所示。
1.3 按控制方式分类
1.电压频率比控制变频器
电压频率比控制是为了得到理想的转矩—速度特 性，基于在改变电源频率进行调速的同时，又要保证 电动机的磁通不变的思想而提出的，通用型变频器基 本上都采用这种控制方式。
图4-4 单相变频器
2.三相变频器 三相变频器框图如图4-5所示。
图Baidu Nhomakorabea-5 三相变频器
1.8 按主开关器件分类
1.IGBT变频器 由于IGBT开关频率高，可构成静音式变频 器，使电动机的噪声降到接近正常工频供电时 的水平。电流波形更加正弦化，减小了电动机 转矩脉动，且低速转矩大。用于矢量控制时， 响应更快。比同容量的BJT变频器体积小，重量 轻。 2.SCR变频器
式，是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流 的大小和相位，以便对电动机的励磁电流和转 矩电流分别进行控制，进而达到控制电动机转 矩的目的。
无速度传感器的矢量控制是通过坐标变换处理分
别对励磁电流和转矩电流进行控制，然后通过控制电 动机定子绕组上的电压、电流辨识转速以达到控制励 磁电流和转矩电流的目的。这种控制方式调速范围宽， 启动转矩大，工作可靠，操作方便，但计算比较复杂， 一般需要专门的处理器来进行计算。
1.5 按用途分类
1.通用变频器 通用变频器是指能与普通的笼型异步电动机配 套使用，能适应各种不同性质的负载，并具有多种 可供选择功能的变频器。
2.高性能专用变频器 高性能专用变频器主要应用于对电动机的控制
要求较高的系统，与通用变频器相比，高性能专用变 频器大多数采用矢量控制方式，驱动对象通常是变频 器厂家指定的专用电动机。
4.直接转矩控制变频器 直接转矩控制是继矢量控制变频调速技术之后的
一种新型的交流变频调速技术。它是利用空间电压矢 量PWM（SVPWM）通过磁链、转矩的直接控制、确 定逆变器的开关状态来实现的。直接转矩控制还可用 于普通的PWM控制，实行开环或闭环控制。
1.4 按功能分类
1.恒转矩变频器 恒转矩变频器控制的对象具有恒转矩特性，在
1.1 按交流环节分类
1.交—直—交变频器 先把频率固定的交流电整流成直流电，再把直流 电逆变成频率连续可调的交流电。如图4-1 (a) 、(b) 、 (c)所示为交—直—交变频器。
变频器的分类
2.交—交变频器 把电网固定频率的交流功率直接转换成频率可调 的交流功率(转换前后的相数相同)。通常由三相反并联 晶闸管可逆桥式变流器组成。
转速精度及动态性能等方面要求一般不高，当用变 频器实现恒转矩调速时，必须加大电动机和变频器 的容量，以提高低速转矩。恒转矩变频器主要应用 于挤压机、搅拌机、传送带、提升机等。
2.平方转矩变频器 平方转矩变频器控制的对象，在过载能力方
面要求较低，由于负载转矩与转速的平方成正比， 所以低速运行时负载较轻，并有节能的效果。平 方转矩变频器主要应用于风机、泵类。
4.GTO变频器 与BJT变频器相比，GTO变频器的电压、电流等 级高，适合于高压、大容量应用场合。与SCR变频器 相比，开关频率高，可进行PWM控制，低速特性有 很大提高，与SCR变频器相比，其还具有主回路简单， 体积小，重量轻和效率高的特点。
2.SCR变频器 SCR变频器属于电压源型，具有不选择负 载的通用性，在不超过变频器容量条件下，可 以多电动机并联运行。在确保换流能力足够的 条件下，过负载能力较强。多重化连接时，既 可以改善波形又可以实现大容量化。
3.BJT变频器 与SCR变频器相比，BJT变频器不需要换流电路， 体积小、重量轻、开关效率高，适用于高频变频和 PWM变频，适用于矢量控制，响应较快。
2.PWM方式 PWM方式的特点是变频器在改变输出频率的 同时也改变了电压的脉冲占空比。PWM只需控制 逆变电路便可实现。通过改变脉冲宽度来改变输出 电压幅值，通过改变调制周期可以控制其输出频率。 这种方式大大减少了负载电流中的高次谐波。
1.7 按输入电源的相数分类
1.单相变频器 单相变频器框图如图4- 4所示。
3.高频变频器 在超精密加工和高性能机械中，常常要用到高速
电动机，为了满足这些高速电动机的驱动要求，出现 了采用PAM控制方式的高频变频器，其输出频率可达 到3 kHz。
1.6 按输出电压调制方式分类
1.PAM方式 PAM方式的特点是变频器在改变输出频率的同 时也改变了电压的振幅值。在变频器中，逆变器负 责调节输出频率，而输出电压的调节则由相控整流 器或直流斩波器通过调节直流电压Ud去实现。采用 相控整流器调压时供电电源的功率因数随调节深度 的增加而变小。采用直流斩波器调压时，供电电源 的功率因数在不考虑谐波影响时，功率因数可以达 到1。
2.转差频率控制变频器 转差频率控制方式是对电压频率比控制的一
种改进，这种控制需要由安装在电动机上的速度 传感器检测出电动机的转速，构成速度闭环，速 度调节器的输出为转差频率，而变频器的输出频 率则由电动机的实际转速与所需转差频率之和决 定。
3.矢量控制变频器 矢量控制是一种高性能异步电动机控制方
图4-2 交—交变频器
1.2 按直流环节的滤波形式分类
1.电压型变频器 直流环节的储能元件是电容器，如图4-3（a）所示。
2.电流型变频器 直流环节的储能元件是电感线圈，如图4-3（b） 所示。
1.3 按控制方式分类
1.电压频率比控制变频器
电压频率比控制是为了得到理想的转矩—速度特 性，基于在改变电源频率进行调速的同时，又要保证 电动机的磁通不变的思想而提出的，通用型变频器基 本上都采用这种控制方式。
图4-4 单相变频器
2.三相变频器 三相变频器框图如图4-5所示。
图Baidu Nhomakorabea-5 三相变频器
1.8 按主开关器件分类
1.IGBT变频器 由于IGBT开关频率高，可构成静音式变频 器，使电动机的噪声降到接近正常工频供电时 的水平。电流波形更加正弦化，减小了电动机 转矩脉动，且低速转矩大。用于矢量控制时， 响应更快。比同容量的BJT变频器体积小，重量 轻。 2.SCR变频器
式，是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流 的大小和相位，以便对电动机的励磁电流和转 矩电流分别进行控制，进而达到控制电动机转 矩的目的。
无速度传感器的矢量控制是通过坐标变换处理分
别对励磁电流和转矩电流进行控制，然后通过控制电 动机定子绕组上的电压、电流辨识转速以达到控制励 磁电流和转矩电流的目的。这种控制方式调速范围宽， 启动转矩大，工作可靠，操作方便，但计算比较复杂， 一般需要专门的处理器来进行计算。
1.5 按用途分类
1.通用变频器 通用变频器是指能与普通的笼型异步电动机配 套使用，能适应各种不同性质的负载，并具有多种 可供选择功能的变频器。
2.高性能专用变频器 高性能专用变频器主要应用于对电动机的控制
要求较高的系统，与通用变频器相比，高性能专用变 频器大多数采用矢量控制方式，驱动对象通常是变频 器厂家指定的专用电动机。
4.直接转矩控制变频器 直接转矩控制是继矢量控制变频调速技术之后的
一种新型的交流变频调速技术。它是利用空间电压矢 量PWM（SVPWM）通过磁链、转矩的直接控制、确 定逆变器的开关状态来实现的。直接转矩控制还可用 于普通的PWM控制，实行开环或闭环控制。
1.4 按功能分类
1.恒转矩变频器 恒转矩变频器控制的对象具有恒转矩特性，在