变频器基础知识专业知识讲座
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为什么要使用变频器
电机及变频调速理论
低压变频器原理及结 构
ATV71、ABB、VACON变 频器的操作与维护 施耐德高压变频器原 理及结构 施耐德高压变频的操 作与维护
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第一部分
为什么要使用变频器
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• VVVF- 变压变频同时进行是电 机正常运行的需要
f0
f
调压调频曲线
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保持磁通恒定的必要性
• 电机在任何速度下都应保持磁通恒定
• 磁通太强-电机励磁电流过大
• 磁通太弱-电机铁芯利用不充分，输出力矩 下降
100%转速-100%流量-100%压力-100%输出轴功率 80%转速- 80%流量- 64%压力- 51%输出轴功率 结论：当输出轴的转速下降20%时，输出轴的功率下降49%。
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2.改善工艺
• 启动时压力或风量更平稳。 • 被控量调节更及时，准确。 • 减少水泵的水锤效应。
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电机调速分类
• 改变电机的极对数。 • 改变电机的转差率。
1. 转子串电阻调速 2. 定子调压调速 3. 电磁转差离合器调速
• 改变电机的供电频率，即变频调速
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C
GEΒιβλιοθήκη 通用变频器中的电子器件电阻在电路中起限制电流或产生压降的作 用.
电感在电路中储存无功能量的作用，限制电 流的突然变化。
二极管广泛应用与各种整流电路中。
晶闸管是一种半可控器件，只允许电流在其 中单方向流动。
直流环节
• 也称滤波或储能环节 • 由电感或电容组成 • 用于负载与整流器之间的无功功率
的缓冲 • 抑制直流侧电压或电流的脉动
第三部分
低压变频器原理及结构
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变频器的基本原理
• E=4.44 f1 K N Ø
f1 - 电机频率。
U
N - 每相绕组匝数 Ø - 电机气隙磁通
un
K - 与绕组有关的常数
Ф=E/(4.44*K*N*f1)=KФ*(E/f1)
P
P2
泵特性曲线
P1
系统特性曲线
1.节电效果显著
P
A
B P1
泵特性曲线 速度 1
P2
泵特性曲线
速度 2
Q2
Q1 Q
Q2
Q1 Q
A 用调节阀门来调节流量时的曲线
B 靠调节电机速度来调节流量时的曲线
风机或泵的比例公式
Qn
P T n2
Pw T*n n3
Pw = Q *P /(c * b)
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培训时：
• 请大家保持安静， • 对不清楚的地方，可随时提出， • 对讲课中出现的错误，可及时纠正。
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直流环节
控制电路
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整流器
• 三相全波桥式二极管整流： 效率高，成本低，控制简单
+
D1
D3
D5
AC
DC
D2
D4
D6
-
六脉波整流电路
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IGBT-绝缘栅型双极晶体管。是一种广泛应用于 变频器中的电压控制型全控器件，开关速度高
，电压，电流等级已超过BJT。
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通用变频器的基本结构
• 整流器 • 中间直流环节 • 逆变器 • 控制电路
AC 整流器 DC 逆变器 AC 电动机
机座
f 1= 电机供电频率，S = (n1-n)/n1 转差率，P = 电机极对数
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什么是变频器
1. 是一种控制交流电机的装置。它将固定电压、固定频率的电 源转换为电压可变、频率可变的电源。 2. 控制对象为通用交流电机。 3. 使电机在不同速度运行时也能保持工频运行时的性能，如振 动，噪音等。 4. 可以替代更贵或效率低下的调速设备(如直流传动，机械离 合器，液力偶合器等)以降低设备维护成本。 5. 可提供更高效率 ，降低用户运行成本。
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3.延长电机寿命降低维护成本
• 电机启动电流被限制在额定电流，对电机或机 械无启动冲击。
• 机械转速降低，有效降低机械磨损。
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第二部分
电机及变频器调速原理
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三相异步机的结构
三相定子绕组：产生旋转磁场。
转子：在旋转磁场作用下，产生感应 电动势或电流。
绕线式 鼠笼式
鼠笼转子
定子绕组 （三相）
A
Y
定子 Z
C 转子
B X
N = 60 f1 (1-s)/ p
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流体力学原理
输出流量Q与转速n成正比：Q1/Q2=n1/n2 ……（1） 输出压力H与转速n2成正比:H1/H2=(n1/n2)2 ……（2） 输出轴功率P与转速n3成正比:P1/P2=(n1/n2)3 ……（3）
电机及变频调速理论
低压变频器原理及结 构
ATV71、ABB、VACON变 频器的操作与维护 施耐德高压变频器原 理及结构 施耐德高压变频的操 作与维护
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第一部分
为什么要使用变频器
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• VVVF- 变压变频同时进行是电 机正常运行的需要
f0
f
调压调频曲线
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保持磁通恒定的必要性
• 电机在任何速度下都应保持磁通恒定
• 磁通太强-电机励磁电流过大
• 磁通太弱-电机铁芯利用不充分，输出力矩 下降
100%转速-100%流量-100%压力-100%输出轴功率 80%转速- 80%流量- 64%压力- 51%输出轴功率 结论：当输出轴的转速下降20%时，输出轴的功率下降49%。
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2.改善工艺
• 启动时压力或风量更平稳。 • 被控量调节更及时，准确。 • 减少水泵的水锤效应。
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电机调速分类
• 改变电机的极对数。 • 改变电机的转差率。
1. 转子串电阻调速 2. 定子调压调速 3. 电磁转差离合器调速
• 改变电机的供电频率，即变频调速
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C
GEΒιβλιοθήκη 通用变频器中的电子器件电阻在电路中起限制电流或产生压降的作 用.
电感在电路中储存无功能量的作用，限制电 流的突然变化。
二极管广泛应用与各种整流电路中。
晶闸管是一种半可控器件，只允许电流在其 中单方向流动。
直流环节
• 也称滤波或储能环节 • 由电感或电容组成 • 用于负载与整流器之间的无功功率
的缓冲 • 抑制直流侧电压或电流的脉动
第三部分
低压变频器原理及结构
本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不 当之处，请联系本人或网站删除。
变频器的基本原理
• E=4.44 f1 K N Ø
f1 - 电机频率。
U
N - 每相绕组匝数 Ø - 电机气隙磁通
un
K - 与绕组有关的常数
Ф=E/(4.44*K*N*f1)=KФ*(E/f1)
P
P2
泵特性曲线
P1
系统特性曲线
1.节电效果显著
P
A
B P1
泵特性曲线 速度 1
P2
泵特性曲线
速度 2
Q2
Q1 Q
Q2
Q1 Q
A 用调节阀门来调节流量时的曲线
B 靠调节电机速度来调节流量时的曲线
风机或泵的比例公式
Qn
P T n2
Pw T*n n3
Pw = Q *P /(c * b)
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培训时：
• 请大家保持安静， • 对不清楚的地方，可随时提出， • 对讲课中出现的错误，可及时纠正。
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直流环节
控制电路
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整流器
• 三相全波桥式二极管整流： 效率高，成本低，控制简单
+
D1
D3
D5
AC
DC
D2
D4
D6
-
六脉波整流电路
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IGBT-绝缘栅型双极晶体管。是一种广泛应用于 变频器中的电压控制型全控器件，开关速度高
，电压，电流等级已超过BJT。
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通用变频器的基本结构
• 整流器 • 中间直流环节 • 逆变器 • 控制电路
AC 整流器 DC 逆变器 AC 电动机
机座
f 1= 电机供电频率，S = (n1-n)/n1 转差率，P = 电机极对数
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什么是变频器
1. 是一种控制交流电机的装置。它将固定电压、固定频率的电 源转换为电压可变、频率可变的电源。 2. 控制对象为通用交流电机。 3. 使电机在不同速度运行时也能保持工频运行时的性能，如振 动，噪音等。 4. 可以替代更贵或效率低下的调速设备(如直流传动，机械离 合器，液力偶合器等)以降低设备维护成本。 5. 可提供更高效率 ，降低用户运行成本。
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3.延长电机寿命降低维护成本
• 电机启动电流被限制在额定电流，对电机或机 械无启动冲击。
• 机械转速降低，有效降低机械磨损。
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第二部分
电机及变频器调速原理
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三相异步机的结构
三相定子绕组：产生旋转磁场。
转子：在旋转磁场作用下，产生感应 电动势或电流。
绕线式 鼠笼式
鼠笼转子
定子绕组 （三相）
A
Y
定子 Z
C 转子
B X
N = 60 f1 (1-s)/ p
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流体力学原理
输出流量Q与转速n成正比：Q1/Q2=n1/n2 ……（1） 输出压力H与转速n2成正比:H1/H2=(n1/n2)2 ……（2） 输出轴功率P与转速n3成正比:P1/P2=(n1/n2)3 ……（3）