变频器转差频率的控制原理
变频器结构和工作原理
三、变频器的结构原理
1、变频器的分类：
交～交型:将频率固定的交流电源直接变换成频率连续可调的交流电 源，其主要优点是没有中间环节，变换率高。但其连续可调的频率 范围较窄。主要用于容量较大的低速拖动系统中。又称直接式变频 器。 交～直～交型:先将频率固定的交流电整流后变成直流，在经过逆变 电路，把直流电逆变成频率连续可调的三相交流电。由于把直流电 逆变成交流电较易控制，因此在频率的调节范围上就有明显优势。 又称为间接性变频器。
二、变频的控制方式
在各种薄膜或线材的收卷或放卷过程 中，要求被卷物的张力F必须保持恒 定即F＝C，为此: 1)被卷物的线速度v也必须保持恒定即 v ＝C，所以卷绕功率是恒定的； 2)负载的阻转矩随被卷物卷径的增大而 增大:但为了保持线速度恒定，负载 的转速必须随卷径的增大而减小: (b) 用转矩控制模式实现 恒张力运行 令 变频器在转矩 控制模式下运行，将 给 定信号设定在某一值下不变。则 电动机的电磁转矩TM也将不变，如 图 (b)中之曲线①所示: TM＝C 而动态转矩TJ则随着卷径D 的增大而变为负值，如图(b)中之曲 线③所示。拖动系统将处于减速状态， 满足图(c)所示的转速变化规律。 改 变给定转矩的大小，可以改变卷绕的 松紧程度
2、变频器的组成（交～直～交型）
如下图：
三、变频器的结构原理
a、主电路结构 该电路是现在通用的低压变频器主电路图。不管什么品牌的 变频器，其主电路结构基本如此。因为：整流电路和逆变电 路是两个标准模块，没有变化的空间。
三、变频器的结构原理
b、变频器控制电路 任何品牌的变频器，其 内部功能框图是一样的， 因为变频器要保证正常 工作，必须要有相应的 功能。变频器主要包括： 主电路、电流保护电路、 电压保护电路、过热保 护电路、驱动电路、稳 压电源、控制端子、接 口电路、操作面板、 CPU等。
变频器的工作原理和控制方式
变频器的工作原理和控制方式近年来，随着电力电子技术、微电子技术及大规模集成电路的发展，生产工艺的改进及功率半导体器件价格的降低，变频调速越来越被工业上所采用。
如何选择性能好的变频其应用到工业控制中，是我们专业技术人员共同追求的目标。
下面结合作者的实际经验谈谈变频器的工作原理和控制方式：1 变频器的工作原理我们知道，交流电动机的同步转速表达式位：n＝60 f(1－s)/p (1)式中n———异步电动机的转速；f———异步电动机的频率；s———电动机转差率；p———电动机极对数。
由式(1)可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。
变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。
2变频器控制方式低压通用变频输出电压为380～650V，输出功率为0.75～400kW，工作频率为0～400Hz，它的主电路都采用交—直—交电路。
其控制方式经历了以下四代。
2.1U/f=C的正弦脉宽调制（SPWM）控制方式其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。
但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。
另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。
因此人们又研究出矢量控制变频调速。
2.2电压空间矢量（SVPWM）控制方式它是以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形，以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。
经实践使用后又有所改进，即引入频率补偿，能消除速度控制的误差；通过反馈估算磁链幅值，消除低速时定子电阻的影响；将输出电压、电流闭环，以提高动态的精度和稳定度。
转差频率控制原理
转差频率控制原理：当稳态气隙磁通恒定时．异步电机的机械特性参数表达式为：()()()220222102222221211)(3⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+∆Φ=+=σσωωωx n n r r n n C sx r r s E P T n (2-1)当实际转差额定空载转速相比很小时（0n n <<∆） ，220r x n n <<∆σ ,可以从式中约去，这样式(2-1)可以简化为：()()2022222102n r C r r n n C T smn m n 'Φ=∆Φ≈ωω 其中1602ωπωn np s ∆=∆=(2-2) 从式(2-2)中可得，当转差频率s ω较小且磁通m Φ恒定时，电机的电磁转矩T 与s ω成正比。
这时只要控制转差频率s ω就能控制转矩T ，从而实现对转速的控制。
若要使转差频率s ω较小，只要有提供异步电动机的实际转速反馈即可实现。
若要保持m Φ为恒值，即保持励磁电流m I 恒定，而励磁电流m I 与定子电流1I 有如下关系，()()[]()222221221σσωωωL r L L r f s m ms '+''++'I ==I （2-3） 因此若，1I 按照上述规律变化，则m I 恒定，即m Φ恒定。
转差频率控制策略是：利用测速环节得到转速ωU 与转速给定*ωU 、比较，限制输出频率，使转差率S U ω (即S ω)不太大；控制定子电流1I ，使得励磁电流m I 保持恒定；这时控制s ω实现调速。
系统原理图如图2-l 所示。
图2-l 转差频率控制变频调速系统原理图从图2-1可知．系统由速度调节器、电流调节器、函数发生器、加法器，整流与逆变电路，PWM 控制电路，异步电动机及测量电路等组成，其中异步电动机由SPWM 控制逆变器供电。
转速调节器ASR 的输出是转差频率给定值ωU ,表转矩给定。
函数发生器输入转差频率产生*1i U 。
变频器的原理
由戴维南定理，开路电势和
等效内阻：
E th I1X m
R1 I1 I
X1
X2 I2
ห้องสมุดไป่ตู้
Xg Xm X2
Im
1
xm
R2/S
由此求出I2:
I2 I1X m R2 2 ( ) (X m X 2 ) 2 S
图(七) 异步电机在恒流源供电时 的等值电路
变频器原理
希望森兰科技股份有限公司
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
由v/f决定。
开环控制，无PG控制电路简单，通用性强，经济性好，用于速度精度 要求不十分严格或负载变动较小的场合。
(2)转差频率控制 转差补偿的闭环控制方式，可达到直流双闭环的水
平。
(3)矢量控制:
基于电机动态模型的控制方式，既控制量的大小，又控制方 向. 要求动态性能较高的场合使用。 4、按主电路使用的器件 IGBT GTR GTO SCR IGCT MOSFET IPM 5、按使用的电压
DIPIPM（即双列直插式封装）的研制已经完成并推向市场。一种使逆变功 率和控制电路达到一体化，智能化和高性能化的HVIC（高耐压IC）SOC （System on Chip）的概念已被用户接受，首先满足了家电市场低成本、小 型化、高可靠性和易使用等的要求。因此叶以展望，随着功率做大，此产品 在市场上极具竞争力。
电力电子变频器及PWM控制原理
（2）换流时不能插入死区，以防止感性负载与线路分 布电感由于开路而感应瞬时高电压，威胁功率器件安全， 因此三组开关也不能同时断开。也就是说，既不允许两组 开关同时导通，也不允许有切换死区，所以必须有严格的 逻辑控制。
2.1.2 矩阵式交-交变频器
u1 ~
VT1p is1 VT1n iL R
2.1.2 矩阵式交-交变频器
1. 电路结构
K1
三相输入
L
a
C
TA1
b
c
TA2
A
K2 控制电源
n 输入电压 检测变压器
B
~ ua ~ ub ~ uc a SAa SAb b SAc c A uCA uAB B uBC C
TA3
C
图2-4 矩阵式交-交变频器的主电路
SBa
2. PWM控制方式
它是把变压（VV）与变频（VF）集中于逆变器完成，即前面为 不可控整流器，中间直流电压恒定，而后由逆变器同时完成变压与
变频，逆变器采用脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）的方式，
简称PWM控制方式。
2.2 交-直-交变频器
交-直-交变频器根据不同的标准进行分类，如下所示：
wt
uo
O
wt
io
O 1 2 图4-20 3 4 5 6
wt
u I = U dm cos I
设期望的A相输出电压为
u A = U Am sinwt
则该电压应由整流组I与整流组IV切换提供， I组供电电压为
u I = U dm cos I
称作周波变换器(Cycloconveter）。
CVCF VVVF
变频器的原理与操作
三、基本功能参数一览表
参数 编号
名称
单位
初始值
0
转矩提升
0.1%
1
上限频率
0.01HZ
2
下限频率
0.01HZ
3
基底频率
0.01HZ
4 3速设定(高速)RH 0.01HZ
5 3速设定(中速)RM 0.01HZ
6 3速设定(低速)RL 0.01HZ
·将启动指令设定为ON后电机便开始运转，
·同时根据频率指令（设定频率）的大小决
定电机的转速，
·将启动指令设定为OFF后电机便停止运转。
启停指令的来源有三种：
1.控制面板（PU）
·变频器控制面板上有FWD、REV和STOP
按键，可以设定它们为启停指令。
·这种启停变频器的方法是最基本的控制方
法，常用于单台变频器的控制或者变频器 的测试。
启停指令的来源有三种：
2.接线端子（EXT）
变频器外部接线端子条上有STF、STR、 STOP等端子,可以设定它们与公共端子 SD之间的通断(通过外部开关、扳钮、按 钮或者PLC上的开关量输出)为启停指令。
这种启停变频器的方法用得最普遍，常用 于多台变频器的联合控制或者安装在柜内 的变频器控制。
启停指令的来源有三种：
变频是交流电机调速的主要方法
异步电动机的速度表达式：
n 60 f1 (1 s) 转/分 np
如果
频率f1=50Hz, 极对数np=2,
则转速=1440转/分
转差率s=0.04，
交流电动机的转速与频率成正比
如果
频率f1=10Hz, 极对数np=2, 则转速=240转/分 转差率s=0.04，
变频调速原理
异步电动机是电力、化工等生产企业最主要的动力设备。
作为高能耗设备，其输出功率不能随负荷按比例变化，大部分只能通过挡板或阀门的开度来调节，而电动机消耗的能量变化不大，从而造成很大的能量损耗。
近年来，随着变频器生产技术的成熟以及变频器应用范围的日益广泛，使用变频器对电动机电源进行技术改造成为各企业节能降耗、提高效率的重要手段。
1 变频调速原理n＝60 f(1－s)/p (1)式中n———异步电动机的转速；f———异步电动机的频率；s———电动机转差率；p———电动机极对数。
由式(1)可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。
变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。
变频器主要采用交—直—交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。
整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
2 谐波抑制变频器使用的突出问题就是谐波干扰，当变频器工作时，输出电流的谐波电流会对电源造成干扰。
虽然各变频器厂家对变频器谐波的治理均采取了措施且基本达到国家标准要求，但谐波仍然是变频器选型和使用中最需要关注的问题。
变频器的输出电压中含有除基波以外的其他谐波。
较低次谐波通常对电机负载影响较大，引起转矩脉动，而较高的谐波又使变频器输出电缆的漏电流增加，使电机出力不足，故变频器输出的高低次谐波都必须抑制。
由于变频器的整流部分采用二极管不可控桥式整流电路，中间滤波部分采用大电容作为滤波器，所以整流器的输入电流实际上是电容器的充电电流，呈较陡的脉冲波，其谐波分量较大。
为了消除谐波，主要采用以下对策：a.增加变频器供电电源内阻抗通常情况下，电源设备的内阻抗可以起到缓冲变频器直流滤波电容的无功功率的作用。
《变频技术应用》第7章 习题7解答
《变频技术应用》第7章 习题7解答1. 什么是U ／f 控制？变频器在变频时为什么还要变压？答：U ／f 控制是使变频器的输出在改变频率的同时也改变电压，通常是使U ／f 为常数，变频器在变频时还要变压是为了使电动机磁通保持一定，在较宽的调速范围内，电动机的转矩、效率、功率因数不下降。
2.说明恒U ／f 控制的原理。
答：E 1为每相定子绕组的反电动势，它是定子绕组切割旋转磁场而产生的，其有效值计算如下：M N N k f E Φ=111144.4由于4.44k N1N 1均为常数，所以定子绕组的反电势E 1可用下式表示：M f E Φ∝11在额定频率时即f 1=f N 时，可以忽略△U ，可得到：U 1 ≈ E 1因此进而得到： U 1 ≈ E 1∝f 1ΦM此时若U 1没有变化，则E 1也可认为基本不变。
如果这时从额定频率f N 向下调节频率，必将使ΦM 增加，即f 1↓→ΦM ↑。
由于额定工作时电动机的磁通已接近饱和，ΦM 增加将会使电动机的铁心出现深度饱和，这将使励磁电流急剧升高，导致定子电流和定子铁心损耗急剧增加，使电动机工作不正常。
可见，在变频调速时单纯调节频率是行不通的。
为了达到下调频率时，磁通ΦM 不变，可以让=11f E 常数 有U 1 ≈ E 1，即可写为：=11f U 常数 因此，在额定频率以下，即f 1＜f N 调频时，同时下调加在定子绕组上的电压，即恒U ／f 控制。
3.什么是转矩补偿？答：转矩提升是指通过提高U ／f 比来补偿f x 下调时引起的T Kx 下降。
即通过提高U x (k u ＞k f )使得转矩T Kx 提升4.转矩补偿过分会出现什么情况？答：如果变频时的U ／f 比选择不当，使得电压补偿过多，即U x 提升过多，E x 在U x 中占的比例会相对减小(E x ／U x 减小)，其结果是使磁通ΦM 增大，从而达到新的平衡。
即： ↑→↑→Φ↑→↑→↓→↑↑→xx x M x x x U E E I I U E U 01 由于ΦM 的增大会引起电动机铁心饱和，而铁心饱和会导致励磁电流的波形畸变，产生很大的峰值电流。
变频器调速电动机的设计说明
变频调速电机的设计摘要在这个经济快速发展的社会，随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的发展，交流调速代替DC调速已经成为现代电气传动的主要发展方向，这使得交流变频调速系统广泛应用于工业电机传动领域。
许多国外企业会在生产中应用变频技术。
此外，由于PLC功能强大、使用方便、可靠性高，常被用作数据采集和设备控制。
工作中发现身边很多设备都应用了变频技术，在接触中感受到了变频技术的重要性。
通过调节电机的速度来达到节能增产的效果，在未来必然更加重要。
变频器和可编程控制器以其优越的调速、启停性能、高效率、高功率因数和显著的节电效果，广泛应用于大中型交流电动机，被公认为最有前途的调速控制。
关键词:电气传动，变频技术，调速目录第一章导言..........................................................一1.1交流变频调速发展历史综述........................................一1.2逆变器的结构和功能........................................一1.3....................................二、逆变器的关键技术。
第二章变频器调速...................................................四2.1变频调速原理.................................................四2.2逆变器的控制模式 (5)2.3变频器调速模式 (6)第三章变频调试技术 (8)3.1变频器的结构和功能预设有.........................................8.3.2操作...................................................变频器9的第四章变频调速电机的设计 (11)4.1硬件设计 (11)4.2软件设计 (14)摘要 (20)致谢 (21)参考 (22)第一章导言1.1交流变频调速发展历史概述自1965年变频器问世以来，已经经历了40多年的发展。
变频器工作原理控制方式
变频器工作原理及控制方式交流电动机的转速N公式为：N=60f（1-s）/p式中： f—频率；p—极对数；s—转差率（0～3%或0～6%）；1. 变频调速原理变频器：改变三相异步电动机电源频率，可以改变同步转速，达到调速的目的。
额定频率称为基频，变频调速时，可以从基频向上调（恒功率调速），也可以从基频向下调（恒转距调速）。
因此变频调速方式，比改变极对数p和转差率s两个参数简单得多。
2. 变频器控制算法交流调速的控制核心是：只有保持电机磁通恒定才能保证电机出力，才能获得理想的调速效果；V/F控制——简单实用，性能一般，使用最为广泛，只要保证输出电压和输出频率恒定就能近似保持磁通保持恒定低频时，定子阻抗压降会导致磁通下降，需将输出电压适当提高；矢量控制——性能优良，可以与直流调速媲美，技术成熟较晚，模仿直流电机的控制方法，采用矢量坐标变换来实现对异步电机定子励磁电流分量和转矩电流分量的解耦控制，保持电机磁通的恒定，进而达到良好的转矩控制性能，实现高性能控制。
性能优良，控制相同复杂；3. 变频器技术发展PWM（Pulse Width Modulation）调制·PWM调制是：利用半导体开关器件的导通和关断把直流电压调制成电压可变、频率可变的电压脉冲列。
·SPWM调制是：采用三角波和正弦波相交获得的PWM波形直接控制各个开关可以得到脉冲宽度和各脉冲间的占空比可变的呈正弦变化的输出脉冲电压电压，能获得理想的控制效果：输出电流近似正弦·载波频率必须高，才能保证调制后得到的波形与调制前效果相同·GTR变频器由于开关频率太低，电机噪声较大，IGBT有效的解决了这个问题4. 变频器的基本结构通用变频器的基本电路上图所示，它由四个主要部分组成，分别是：1—整流部分：把交流电压变为直流电压；将交流电变换成直流的电力电子装置，其输入电压为正弦波，输入电流非正弦，带有谐波；2—滤波部分：把脉动较大的直流电进行滤波变成比较平滑的直流电；3—逆变部分：把直流电又转换成三相交流电，这种逆变电路一般是利用功率开关组件按照控制电路的驱动、输出脉冲宽度被调制的PWM波，或者正弦脉宽调制SPWM波，当这种波形的电压加到负载上时，由于负载电感作用，使电流连续化，变成接近正弦波的电流波形；4—控制电路：用来产生输出逆变桥所需要的各驱动信号，这些信号是受外部指令决定的，有频率上升、下降、外部通断控制以及变频器内部各种各样的保护和回馈信号的综合控制等；。
变频调速基本原理及控制原理
变频调速基本原理及控制原理1.基本原理：目前使用较多的是“交—直—交”变频，原理如图1所示，将50Hz交流整流为直流电Ud，再由三相逆变器将直流逆变为频率可调的三相交流供给鼠笼电机实现变频调速。
2.控制原理：变频调速装置主电路(见图2)由空气开关QF1，交流接触器KM1和变频器VF组成，由安装在配电柜面板上的转换开关SA，复位开关SB；或安装在现场防爆操作柱上启动按钮SB 和停止按钮SB2控制VF的运行：(1)启动VF时必须先合上QF1和QF2，使SA置于启动位置，KM1便带动电触点闭合，来电显示灯HL2亮；此时按下SB，也可以按下现场SB1使KA1带电触点闭合，VF投入运行同时运行指示灯HL3亮。
(2)需要停止VF时，按下SB2使KA1失电，VF停止运行，此时HL3灭；置SA于停止位置，KM1断开同时HL1亮表示停机。
(3)如果在运行过程中VF有故障FLA、FLC端口将短接，KA2带电，KM带电其触点断开，同时故障指示灯HL3亮并报警。
由于工艺条件复杂，实际运行过程中有多方面不确定因素，为安全其见，每台变频器均加有一旁路接触器KM2；如果KM1或VF发生故障时保证电机仍能变频运行。
变频调速实行闭环负反馈自动控制即由仪表装置供给变频器1V和CC端口4～20MA电信号，靠信号大小改变来控制VF频率高低变化达到调节电动机转速和输出功率的目的，使泵流量和实际工艺需求最佳匹配，实现仪表电气联合自动控制体系。
二、实际运用分析1.变频调速实行工艺过程控制，由于生产流程和工艺条件的复杂性；不通过实践有些问题不被人们认识，只有通过实践才能找出解决这此问题方法和途径。
在闭环控制回路中，变频器作用类似风开式调节阀，对于实用风关式调节阀控制回路需在变频器上设定最低下降频率，当仪表装置故障时变频器输出最低频率，保证电机运转，维持工艺流程最低安全量，不至于生产中断。
变频器下限频率设定必须通过实际测试，不能随意变动。
就拿P6101A 脱丙烷塔进料泵来说，当时调试时当仪表信号4AM时，变频器输出频率10Hz，此时根本达不到工艺需要流量，通过仪表、电气专业人员多测试设定4MA信号输出23Hz能达到最低安全量，故23Hz 便没定为法定下限参数，这样既可保证工艺安全运行又有27Hz的频率调节范围。
西门子变频器对电动机的四种控制方式
西门子变频器对电动机的四种控制方式西门子变频器对电动机的控制方式有四种，分别是：转差频率控制、U/f恒定控制、直接转矩控制、矢量控制。
1、转差频率控制转差频率是施加于电动机的交流电源频率与电动机速度的差频率。
根据异步电动机稳定数学模型可知，当频率一定时，异步电动机的电磁转矩正比于转差率，机械特性为直线。
转差频率控制就是通过控制转差频率来控制转矩和电流。
转差频率控制需要检出电动机的转速，构成速度闭环，速度调节器的输出为转差频率，然后以电动机速度与转差频率之和作为变频器的给定频率。
与U/f控制相比，其加减速特性和限制过电流的能力得到提高。
另外，它有速度调节器，利用速度反馈构成闭环控制，速度的静态误差小。
然而要达到自动控制系统稳态控制，还达不到良好的动态性能。
2、U/f恒定控制U/f控制是在改变电动机电源频率的同时改变电动机电源的电压，使电动机磁通保持一定，在较宽的调速范围内，电动机的效率，功率因数不下降。
因为是控制电压(Voltage)与频率(Frequency)之比，称为U/f控制。
恒定U/f控制存在的主要问题是低速性能较差，转速极低时，电磁转矩无法克服较大的静摩擦力，不能恰当的调整电动机的转矩补偿和适应负载转矩的变化;其次是无法准确的控制电动机的实际转速。
由于恒U/f变频器是转速开环控制，由异步电动机的机械特性图可知，设定值为定子频率也就是理想空载转速，而电动机的实际转速由转差率所决定，所以U/f恒定控制方式存在的稳定误差不能控制，故无法准确控制电动机的实际转速。
3、直接转矩控制直接转矩控制在很大程度上解决了矢量控制的不足，它不是通过控制电流，磁链等量间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控量来控制。
转矩控制的优越性在于:转矩控制是控制定子磁链，在本质上并不需要转速信息，控制上对除定子电阻外的所有电机参数变化鲁棒性良好;所引入的定子磁链观测器能很容易估算出同步速度信息，因而能方便的实现无速度传感器，这种控制被称为无速度传感器直接转矩控制。
第一章《变频器控制模式和容量的选择应用基础》(修改版)
前言前言-变频器发展简介
• 人们早就知道交流电动机改变频率可以调速，但 人们早就知道交流电动机改变频率可以调速， 因技术问题难以实现。进入20世纪 年代， 世纪70年代 因技术问题难以实现。进入 世纪 年代，电 力电子和微电子技术有了突飞猛进的发展， 力电子和微电子技术有了突飞猛进的发展，为变 频器的诞生奠定了基础。就在此时， 频器的诞生奠定了基础。就在此时，中东战争爆 一场石油危机席卷全球， 发，一场石油危机席卷全球，节约能源成了当务 之急。 之急。人们首先发现风机和泵类是用异步电动机 恒速拖动，用阀门和挡板控制流量，浪费极大。 恒速拖动，用阀门和挡板控制流量，浪费极大。 如果采用调速控制，可以大大节约电能。 如果采用调速控制，可以大大节约电能。由于有 了物质基础和社会需要，第一代模拟控制 模拟控制变频器 了物质基础和社会需要，第一代模拟控制变频器 诞生了。用在风机和水泵上，节能高达20%— 诞生了。用在风机和水泵上，节能高达 40%。 。
60 f1 n1 = p
• 式中， f1——电源频率，单位 式中， 电源频率， 电源频率 单位Hz, • P—— 磁极对数，P=1,2,3…. 磁极对数，
第一章：变频器控制模式和容量的选择
4. 转差率 转差率s 转速差是一个绝对差值（在额定状态），对于一台具体 转速差是一个绝对差值（在额定状态），对于一台具体 ）， 的电动机，有一个确定的∆n。为了表示转速差和同步转 的电动机，有一个确定的 。 速的关系， 速的关系，我们取比值
第一章：变频器控制模式和容量的选择
• 2.转速差 转速差∆n 转速差 • 转子要想随着旋转磁场一起转动，转子和旋转磁场必须维 转子要想随着旋转磁场一起转动，转子和旋转磁场必须维 持一定的转速差，转子导线中才能产生感应电流， 持一定的转速差，转子导线中才能产生感应电流，由感应 电流产生电磁转矩，转子才能转动。 电流产生电磁转矩，转子才能转动。转速差是电动机正常 工作的保证。实验证明，在额定转矩情况下，转速差∆n 工作的保证。实验证明， 额定转矩情况下，转速差 转矩情况下 和转矩T成正比 成正比。 和转矩 成正比。即 • ∆n ∝T • 转速差为： 转速差为：
简述变频器的工作原理和控制方式
简述变频器的工作原理和控制方式1变频器的工作原理我们知道，交流电动机的同步转速表达式位：n＝60 f(1－s)/p (1)式中n———异步电动机的转速；f———异步电动机的频率；s———电动机转差率；p———电动机极对数。
由式(1)可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。
变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。
2变频器控制方式低压通用变频输出电压为380～650V，输出功率为0.75～400kW，工作频率为0～400Hz，它的主电路都采用交—直—交电路。
其控制方式经历了以下四代。
2.1U/f=C的正弦脉宽调制（SPWM）控制方式其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。
但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。
另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。
因此人们又研究出矢量控制变频调速。
2.2电压空间矢量（SVPWM）控制方式它是以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形，以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。
经实践使用后又有所改进，即引入频率补偿，能消除速度控制的误差；通过反馈估算磁链幅值，消除低速时定子电阻的影响；将输出电压、电流闭环，以提高动态的精度和稳定度。
但控制电路环节较多，且没有引入转矩的调节，所以系统性能没有得到根本改善。
2.3矢量控制（VC）方式矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相－二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1（Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流），然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。
变频器控制原理以及基本参数设置
变频器控制原理以及基本参数设置
变频器是用来调整异步电机转速的一种电源装置，根据转速n=60f/p(1-s)这个公式，变频器本质是输出频率可调的电压源，通过改变电源频率来改变电机转速。
而频率改变的同时，为了避免磁通饱和导致电机过热，还要跟着改变电压，也就是保持V/F比值恒定，所以变频器的参数设置，都是围绕这个核心来进行的。
变频器的设定参数较多，每个参数均有一定的选择范围，使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象，因此，必须对相关的参数进行正确的设定。
一、控制方式
即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。
采取控制方式后，一般要根据控制精度进行静态或动态辨识。
二、最低运行频率
即电机运行的最小转速，电机在低转速下运行时，其散热性能很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。
而且低速时，其电缆中的电流也会增大，也会导致电缆发热。
三、最高运行频率
一般的变频器最大频率到60Hz，有的甚至到400Hz，高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的超额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离心力。
四、载波频率
载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长度，电机发热，电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。
五、电机参数
变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。
六、跳频
在某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别在整个装置比较高时；在控制压缩机时，要避免压缩机的喘振点。
变频器控制原理
变频器控制原理
变频器控制原理是一种通过改变电源频率来控制电机转速的电力调节器。
它由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
整流器将交流电源转换为直流电源，滤波器用于过滤直流电源中的脉动电流，确保逆变器能够获得稳定的直流电源。
逆变器将直流电源转换为可调频率的交流电源，供给电机。
控制电路通过读取输入信号，并经过处理后产生控制信号，控制逆变器的输出频率。
常见的控制方式有开环控制和闭环控制。
开环控制是一种基于输入信号直接设置输出频率的控制方式。
用户可以通过调节输入信号的幅值来改变输出频率。
这种控制方式简单，但对外部负载的变化不敏感。
闭环控制是一种通过反馈控制来调节输出频率的控制方式。
它会通过传感器监测电机转速，并将实际转速与设定转速进行比较，从而计算出误差信号。
控制电路会根据误差信号来调整逆变器的输出频率，使实际转速逐渐接近设定转速。
闭环控制具有较高的精度和稳定性，适用于对转速要求较高的场合。
变频器控制原理的核心是逆变器，它将直流电源转换为交流电源，并通过控制输出频率来调节电机转速。
控制电路可以根据需要选择开环控制或闭环控制方式，以实现对电机的精确控制。
变频器广泛应用于各种需要调节电机转速的场合，如机械加工、电力工业等。
变频器的调速原理
变频器的调速原理
变频器的调速原理是指利用变频器对电机进行频率和电压的调节，从而实现对电机转速的精确控制。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 输入电源调整：变频器通过检测输入电源的电压和频率，并将其转化为所需的电压和频率信号。
这些信号经过变频器内部的电路处理后，输出给电机供电。
2. 电压调整：变频器可以根据控制信号的输入调节输出给电机的电压。
通过改变电压的大小，可以控制电机输出的功率和转速。
例如，降低电压可以降低电机的转速，提高电压则可以提高电机的转速。
3. 频率调整：变频器还可以根据控制信号的输入调节输出给电机的频率。
通过改变频率的大小，可以改变电机的转速。
一般来说，提高频率会使电机加速，降低频率则会使电机减速或者反向运转。
4. 控制回路：变频器内部有一个控制回路，用于实时监测电机的转速。
通过与预设的转速进行比较，控制回路可以计算出调整电机电压和频率的偏差，并输出相应的校正信号，实现对转速的闭环控制。
变频器的调速原理通过以上几个方面的控制，可以精确地调节电机的转速，适应不同工况和需求。
这种调速方式具有灵活性
高、能耗低、运行平稳等优点，已广泛应用于各个领域的电机控制系统中。
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如果保持电动机的气隙磁通一定，则电动机的转矩及电流由转差角频率决定，因此，若添加控制电动机转差角频率的功能，那么异步电动机产生的转矩就可以控制。
转差频率是施加于电动机的交流电压频率与电动机速度（电气角频率）的差频率，在电动机转子上安装测速发电机（PG）等速度检出器可以检测电动机的速度，检测出的转子速度加上转差频率（与产生所要求的转矩相对应）就是逆变器的输出频率。
在电动机允许的过载转矩（额定转矩的150%~200%）以下，大体可以认为产生的转矩与转差频率成比例。
另外，电流随转差频率的增加而单调增加。
所以，如果给出的转差频率不超过允许过载时的转差频率，那么就可以具有限制电流的功能。
为了控制转差频率，需要增加检测电动机速度的装置，虽然设备成本提高了，但系统的加减速特性和稳定性比开环的U/f控制获得了提高，过电流的限制效果也变好。
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