《变频器原理及应用》PPT课件
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《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
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
2020/3/25
4
2.结构与原理
主机分解图
变频器的结构与原理
2020/3/25
5
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
1
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
2020/3/25
2
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……
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
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。
《变频器原理及应用》ppt课件
• 当再次衔接电机电缆时，应检查相序能否正确。 • 假设电机的额定电压小于传动单元额定输入电压
的1/2，那么不允许运转。在DTC 方式下电机额 定电流的范围是1/6 ... 2 ·I2hd，在SCALAR 方式 下电机额定电流的范围是0 ... 2 ·I2hd。电机控制 方式是由传动的一个参数来选择的。
• 26 MOTOR CONTROL • 30 FAULT FUNCTIONS • 31 AUTOMATIC RESET • 32 SUPERVISION • 40 PID CONTROL
〔性能优化〕
可编程的缺点维护功能 自动缺点复位。
监控极限值。
ACS800
99
9904 SCALAR
规范控制
9905
• 14 RELAY OUTPUTS
继电器输出的形状信号
• 15 ANALOGUE OUTPUTS 选择由模拟输出显示的实践信号。 •
20 LIMITS 21 START/STOP 22 ACCEL/DECEL 23 SPEED CTRL 25 CRITICAL SPEEDS
传动运转极限值。 电机启动和停顿的方式 加速和减速时间。 速度控制器的变量。〔微积分〕 危险速度区，电机不允许在这区域里运转。
根本启动过程。假设选择 ID MAGN那么自动进入下一步。 • 或选择ID Run (STANDARD 或 REDUCED) ： • 按LOC/REM 键改为本地控制 (L 显示在第一排)。 • 按启动键运转辨识励磁方式。在零速下电机励磁20-60秒。
电动机的快速启动
• 检查电机的运转方向
• 设置最小转速。
• 风机、泵等轴输出功率于速度的立方成比 例添加，所以转速少许升高时也要留意〕。
日常维护与检查 对于延续运转的变频
的1/2，那么不允许运转。在DTC 方式下电机额 定电流的范围是1/6 ... 2 ·I2hd，在SCALAR 方式 下电机额定电流的范围是0 ... 2 ·I2hd。电机控制 方式是由传动的一个参数来选择的。
• 26 MOTOR CONTROL • 30 FAULT FUNCTIONS • 31 AUTOMATIC RESET • 32 SUPERVISION • 40 PID CONTROL
〔性能优化〕
可编程的缺点维护功能 自动缺点复位。
监控极限值。
ACS800
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9904 SCALAR
规范控制
9905
• 14 RELAY OUTPUTS
继电器输出的形状信号
• 15 ANALOGUE OUTPUTS 选择由模拟输出显示的实践信号。 •
20 LIMITS 21 START/STOP 22 ACCEL/DECEL 23 SPEED CTRL 25 CRITICAL SPEEDS
传动运转极限值。 电机启动和停顿的方式 加速和减速时间。 速度控制器的变量。〔微积分〕 危险速度区，电机不允许在这区域里运转。
根本启动过程。假设选择 ID MAGN那么自动进入下一步。 • 或选择ID Run (STANDARD 或 REDUCED) ： • 按LOC/REM 键改为本地控制 (L 显示在第一排)。 • 按启动键运转辨识励磁方式。在零速下电机励磁20-60秒。
电动机的快速启动
• 检查电机的运转方向
• 设置最小转速。
• 风机、泵等轴输出功率于速度的立方成比 例添加，所以转速少许升高时也要留意〕。
日常维护与检查 对于延续运转的变频
变频器原理及应用资料课件
THANKS
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变频器在电力领域的应用
总结词
改善电网质量、提高供电可靠性
详细描述
变频器在电力领域中可以用于改善电网质量和提高供电可靠性。通过调整变频器的输出 频率，可以实现对电力系统的无功补偿和有功滤波等功能，提高电力系统的稳定性和可
靠性。
变频器在空调领域的应用
总结词
节能环保、舒适健康
VS
详细描述
变频器在空调领域中主要用于控制空调系 统的电机，实现空调的精确控制和节能运 行。通过变频器调节电机的转速，可以精 确控制空调的运行状态，实现舒适健康的 室内环境，同时降低空调的运行能耗，达 到节能环保的效果。
变频器将在风力发电、太阳能发电等 新能源领域得到广泛应用，提高新能 源发电的效率和稳定性。
电动汽车驱动控制
随着电动汽车市场的不断扩大，变频 器在电动汽车驱动控制中的应用将逐 渐增加。
物联网与人工智能融合
未来变频器将进一步融入物联网和人 工智能技术，实现更加智能化的应用 。
05
案例分析与实践经验分享
故障
过电流跳闸
排除方法
检查电机是否短路、负载是否过重、机械部分是否 正常等
过电压跳闸
故障
排除方法
检查输入电压是否正常、电机是否处于再生制动状态等
04
变频器的发展趋势与未来展望
变频器技术的发展趋势
1 2 3
高效能化
随着电力电子技术和控制理论的不断发展，变频 器的能效不断提高，能够满足更加严格的能效标 准。
变频器在某工厂的实际应用案例
01
案例概述
某工厂采用变频器技术对电机进 行调速控制，以提高生产效率和 节能降耗。
案例分析
02
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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24
变频器接线注意事项
• 1、不得把电源接到变频器输出端。 • 2、变频器输出端不得接入电容。 • 3、不得用兆欧检测变频器输出端。 • 4、X20、X21、X22端子不得窜入220V电
压。 • 5、X23~x27端子是使用应注意其负载能力。
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25
变频器的操作和运行
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26
n4
f4
n3
n2
f2
f1 n1
0 Mn
Mm
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M
30
任何电动机的电磁转矩都是电流和磁通相互作用的结果， 电流是不允许超过额定值的，否则将引起电动机的发热。 因此，如果磁通减小，电磁转矩也必减小，导致带载能力 降低。
由公式E=4.44*K*F*N*Φ 可以看出，在变频调速时，电 动机的磁路随着运行频率fX是在相当大的范围内变化，它 极容易使电动机的磁路严重饱和，导致励磁电流的波形严 重畸变，产生峰值很高的尖峰电流。
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32
• 风机、泵等轴输出功率于速度的立方成比 例增加，所以转速少许升高时也要注意）。
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33
日常维护与检查
对于连续运行的变频器，可以从外部 目视检查运行状态。
定期对变频器进行巡视检查，检查变频 器运行时是否有异常现象。通常应作如下 检查：
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(1)环境温度是否正常，要求在-10℃～+40℃范围内， 以25℃左右为好；
(2)变频器在显示面板上显示的输出电流、电压、频率 等各种数据是否正常；
(3)显示面板上显示的字符是否清楚，是否缺少字符； (4)用测温仪器检测变频器是否过热，是否有异味； (5)变频器风扇运转是否正常，有无异常，散热风道是 否通畅； (6)变频器运行中是否有故障报警显示； (7)检查变频器交流输入电压是否超过最大值。极限是 418V(380V×1.1)，如果主电路外加输入电压超过极限， 即使变频器没运行，也会对变频器线路板造成损坏。 （8）接头有无发热变色现象。
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变频器的结构和工作原理
.
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14
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15
• 变频器的分类
• 变频器分为：
• 1、交-交型
• 交-交型变频器可将工频交流电源直接转换为频率、 电压均可控制的交流电源。
• 2、交-直-交型
• 交-直-交型变频器是先将工频交流电源通过整流 变为直流电源。然后再将直流电源变换为频率、 电压可控制的交流电源。现在应用最广泛的类型。
• 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，能实现对交流异步电机的软起动、软 停止、变频调速、提高运转精度、改变功 率因数、过流/过压/过载保护等功能。
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9
一、变频器的作用
• 1、变频节能 变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。
为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配 用动力驱动时，都留有一定的富余量。当电机不 能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外， 多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的 浪费。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。
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10
一、变频器的作用
2、随着变频调速技术的日趋成熟，逐步代 替滑差调速、串级调速、直流调速等以满 足生产工艺的调速要求。
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11
一、变频器的作用
• 3、功率因数补偿节能
无功功率不但增加线损和设备的发热， 更主要的是功率因数的降低导致电网有功 功率的降低，大量的无功电能消耗在线路 当中，设备使用效率低下，浪费严重，使 用变频调速装置后，由于变频器内部滤波 电容的作用，从而减少了无功损耗，增加 了电网的有功功率。
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27
• 电动机的额定频率写进变频器称为基频， 变频调速可从基频向上和向下调。 a、从基频向下调速；为恒转矩调速 b、从基频向上调速；为恒功率调速
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28
从基频向下调速
n
f4>f3>f2>f1
n4
f4
n3
f3
n2
f2
f1 n1
0 Mn
Mm
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M
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从基频向上调速
n
f4>f3>f2>f1
交流异步电动机的调速方式
n=60f/p*(1-s)
• 1,改变转差率调速。(如降低电源电压,转子串电阻等).
• 2,改变旋转磁势同步转速调速。(改变极对数,改变电
源频率等).
• 3,串极调速。(在转子回路串入三相对称的附加电势,改
变附加电势的大小和相位改变了其理想空载转速的调速方 式.)
• 4,转差离合器。
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12
一、变频器的用途
• 4、实现软起动，软停止减少设备的冲击
电机硬启动对电网造成严重的冲击，而且还会 对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震 动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的 使用寿命极为不利。而使用变频装置后，利用变 频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大 值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对 供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。 节省了设备的维护费用。
变频器原理及应用
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1
变频器原理及应用
1、变频器的作用 2、变频器的结构和工作原理 3、变频器的外围设备的接线 4、变频器的操作和运行 5、变频器的参数设定 6、富川公司变频器的应用实例分析
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6
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一、变频器的作用
因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时 控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱 磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类 节能型变频器。 也叫U/F控制。
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31
频率下降时电压V也成比例下降，V与f 的比例关系是考虑了电机特性而预先决定 的，通常在控制器的存储装置（ROM）中 存有几种特性，可以用开关或控制盘进行 选择
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• 变频器的基本组成（交-直-交型） • 主回路：整流器、中间直流环节、逆变器。 • 控制回路：控制电源；信号检测电路；驱
动、保护电路；主控单元
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19
变频器的外围设备的接线
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使用时应注意每一端口的容量。