通用变频器基本原理
变频器基本原理和作用
变频器基本原理和作用变频器（Inverter）是一种电力电子器件，其基本原理是将直流电能转换为可调频的交流电能。
它主要由直流输入电源、逆变桥、滤波电路、控制器和交流输出端组成。
变频器广泛应用于工业、航空、军事、交通等领域，并发挥了重要的作用。
下面将详细介绍变频器的基本原理和作用。
变频器的基本原理如下：1.直流输入电源：变频器的输入端接收来自交流电源的交流电压，并使用整流电路将其转换为直流电压。
通常使用整流电路+电容滤波器的方式进行直流电压平滑处理。
2.逆变桥：逆变桥是变频器的核心组件，它将平滑的直流电压转换为可调频的交流电压。
逆变桥由四个可控开关组成，通常是IGBT（绝缘栅双极型晶体管）或MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。
3.滤波电路：逆变桥输出的交流电压含有较高频率的谐波成分，为了减小谐波影响，需要使用LC滤波器进行滤波。
LC滤波器通过选择合适的电感和电容来过滤谐波成分，使交流输出电压更接近正弦波。
4.控制器：变频器的控制器是变频器的大脑，它通过对逆变桥的开关控制来实现对输出电压频率和幅值的调整。
控制器通常由微处理器、运算放大器等芯片组成，利用脉宽调制（PWM）技术来控制逆变桥开关的导通和断开，从而控制输出电压的频率和幅值。
5.交流输出端：变频器的交流输出端将可调频的交流电能提供给负载。
根据应用需求，可以将交流输出端连接到电动机、电炉、照明设备等不同的负载上，实现对其速度、温度、亮度等参数的精确控制。
变频器主要有以下作用：1.节能降耗：传统的电动机驱动系统通常采用带有固定转速的交流电源，而变频器可以根据实际负载需求，调整电机的转速和输出功率，降低电机的无功损耗和机械能量的损耗，从而实现能量的经济利用。
2.频率调节：变频器可以调节电机的输出频率，从而实现对驱动设备的控制。
例如，变频器常用于电梯、空调、水泵等场合，可以根据需求调整其运行频率，提高设备的工作效率和使用寿命。
3.调速控制：传统的电动机驱动系统通常只能实现定速运行，而变频器可以通过调整输出频率，实现对电机的精确调速控制。
变频器的基本原理
变频器的基本原理
变频器是一种用于改变电源频率的电子设备，它采用电力电子器件来将输入直流电源转换为可调节的交流电源输出。
其基本原理如下：
1. 整流：首先，变频器将输入的交流电源通过整流电路转换为直流电流。
整流电路通常由二极管桥等组成，能够将交流电源的正、负半周分别转换为单一方向的直流电流。
2. 滤波：经过整流后得到的直流电流含有较大的脉动成分，需要通过滤波电路进行平滑。
滤波电路一般由电容器和电感器组成，能够将脉动成分去除，得到较为平稳的直流电源。
3. 逆变：经过滤波后得到的电流是直流电流，需要将其转换成交流电源输出。
逆变电路一般采用晶闸管、IGBT（绝缘栅双
极型晶体管）等器件，通过不断切换电源极性来生成不同频率、幅度的交流电流。
控制逆变电路开关频率和占空比，可以达到变频的目的。
4. 控制系统：变频器还配备了控制系统，用于监测输入输出电压、电流，以及控制逆变电路的开关频率和占空比。
控制系统常使用微处理器或FPGA（现场可编程门阵列）等数字控制芯片，通过接收外部信号或运算逻辑，动态调整变频器的工作状态，以满足不同的需求。
总的来说，变频器通过整流、滤波和逆变等过程将输入直流电源转换为可调节的交流电源输出。
通过控制系统的控制，可以
实现对输出频率和电压的精确调节，从而满足不同设备对电力供应的需求。
变频器的工作原理
变频器的工作原理变频器是指一种能够改变交流电源频率并控制电动机转速的装置，也被称为变频调速器、交流调速器等。
它广泛应用于工业生产领域，能够帮助提高生产效率、降低耗能、减少机器损耗等。
那么，变频器的工作原理是怎样的呢？下面我们就来一起探讨一下。
一、变频器的基本结构变频器是由多个部件组合而成的。
其中包括整流单元、滤波单元、逆变单元、控制单元等。
下面我们分别对这几个部件进行介绍：1.整流单元变频器通过直流电源来驱动交流电动机。
因此，首先需要将供电网提供的交流电，变成直流电，这就需要整流单元来完成。
整流单元的主要作用是将交流电信号通过电子元件的作用，转变成等幅值、纯直流的电压波形，这样才能被下一级电路处理。
2.滤波单元整流单元输出的直流电有很大的脉动。
这种脉动会给电动机带来很大的损害，因此，需要滤波单元来消除这些脉动。
滤波单元通过电容、电感等元件，将直流电转化为稳定的电压，进而为后续的逆变单元提供稳定的幅值和频率。
3.逆变单元逆变单元是变频器最为核心的部件之一。
它的作用是将直流化的电源转化成高频交流电，以便输送到电机。
逆变单元一般采用多种晶体管、开关管等元件来控制电源，实现直流与交流之间的转换。
4.控制单元控制单元是变频器的大脑，其控制信号的稳定性和精度直接决定了变频器的工作性能。
控制单元的作用是对逆变单元的输出电压、电流进行调整，并根据电机转速的反馈信号，调整输出频率及电压，从而实现对电机的调速。
二、变频器的工作原理变频器的工作原理主要分为两部分，即电源电路和控制电路。
1.电源电路在变频器的电源电路中，整流单元、滤波单元、逆变单元等三个部件按照顺序连接起来，最终的输出为三相交流电机的电源。
其中，整流单元将供电网提供的交流电转换成直流电，然后再由滤波单元将直流电平稳化。
接下来，逆变单元将直流电转变成高频交流电，并将其输送至电机。
其中，变频器控制单元根据电机转速的反馈信号，调整逆变单元的输出频率和电压，从而实现对电机的调速。
变频器的工作原理
变频器的工作原理一、引言变频器是一种用于控制交流电动机转速的电子设备，广泛应用于工业生产中。
本文将详细介绍变频器的工作原理，包括基本原理、主要组成部分和工作过程。
二、基本原理变频器的基本原理是通过改变输入电源的频率来控制电机的转速。
传统的交流电源提供的电力是固定频率的，例如50Hz或60Hz，而变频器可以将输入电源的频率调节为不同的数值，从而改变电机的转速。
三、主要组成部分1. 整流器：变频器的输入电源通常为交流电，整流器用于将交流电转换为直流电。
整流器通常由整流桥电路组成，将交流电转换为直流电供给后续的逆变器使用。
2. 逆变器：逆变器是变频器的核心部件，它将直流电转换为可调频率的交流电。
逆变器通常由多个功率晶体管或IGBT组成，通过控制这些晶体管的开关状态，可以产生不同频率的交流电。
3. 控制单元：控制单元是变频器的大脑，它负责接收用户的指令，并根据指令控制逆变器的工作。
控制单元通常由微处理器和相关电路组成，可以实现多种功能，如速度控制、转矩控制等。
4. 过载保护装置：变频器通常配备过载保护装置，用于监测电机的负载情况。
当电机负载过大时，过载保护装置会自动切断电源，以保护电机和变频器不受损坏。
四、工作过程变频器的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 输入电源经过整流器转换为直流电，并供给逆变器使用。
2. 控制单元接收用户的指令，根据指令控制逆变器的工作。
用户可以通过控制单元设置电机的转速、转矩等参数。
3. 逆变器根据控制单元的指令，控制功率晶体管或IGBT的开关状态，产生可调频率的交流电。
交流电的频率决定了电机的转速。
4. 变频器将调节后的交流电供给电机，电机根据输入的电源频率进行工作。
由于变频器可以调节输入电源的频率，因此可以实现电机的无级调速。
5. 过载保护装置实时监测电机的负载情况，当负载过大时，自动切断电源，保护电机和变频器。
五、应用范围变频器广泛应用于工业生产中，特别是需要对电机转速进行精确控制的领域。
变频器的基本工作原理
变频器的基本工作原理变频器是一种电力电子设备，可以将电源供应的电流和电压转换成可变频率和可变电压的输出，可以广泛应用于各种电力驱动系统中。
本文将介绍变频器的基本工作原理及其在电力驱动系统中的应用。
一、变频器的基本工作原理变频器主要由整流器、滤波器、逆变器、控制电路等组成。
整流器将交流电源转换成直流电源，滤波器用于消除直流电源中的脉动，逆变器将直流电源转换成可变频率的交流电源，控制电路用于控制变频器的输出电压和频率。
1. 整流器整流器是将交流电源转换成直流电源的电路。
根据不同的工作方式，整流器可以分为单相桥式整流器和三相桥式整流器。
单相桥式整流器适用于单相交流电源，三相桥式整流器适用于三相交流电源。
2. 滤波器滤波器是用于消除直流电源中的脉动的电路。
通常采用电容器和电感器组成的LC滤波器。
电容器可以消除高频脉动，电感器可以消除低频脉动。
3. 逆变器逆变器是将直流电源转换成可变频率的交流电源的电路。
逆变器可以分为两种类型：交流输出型逆变器和直流输出型逆变器。
交流输出型逆变器输出交流电源，直流输出型逆变器输出直流电源。
4. 控制电路控制电路用于控制变频器的输出电压和频率。
控制电路可以分为开环控制和闭环控制。
开环控制是根据输入信号的大小和形状直接控制输出电压和频率，闭环控制是根据反馈信号对输出电压和频率进行调整。
二、变频器在电力驱动系统中的应用变频器在电力驱动系统中的应用非常广泛，可以实现电动机的调速、节能和保护等功能。
下面将介绍变频器在电力驱动系统中的几种应用。
1. 电动机调速变频器可以实现电动机的调速功能。
通过控制变频器的输出频率，可以实现电动机的调速。
电动机调速可以实现电力系统的节能和优化控制。
2. 节能控制变频器可以实现电动机的节能控制功能。
通过控制变频器的输出电压和频率，可以实现电动机的最优工作点，从而实现节能控制。
3. 过载保护变频器可以实现电动机的过载保护功能。
当电动机负载过大时，变频器会自动降低输出电压和频率，从而保护电动机不受损坏。
通用变频器原理及应用
3.交流调速传动概述
目前人们所说的交流调速传动，主要是指采用电子式电力变换器对交流电动机的变频调速传动。除变频以外的另一些简单的调速方案，例如变极调速、定子调压调速、转差离合器调速等，虽然仍在特定场合有一定的应用，但由于其性能较差，终将会被变频调速所取代。
交流调速传动控制技术之所以发展得如此迅速，和如下一些关键性技术的突破性进展有关，它们是电力电子器件（包括半控型和全控型器件）的制造技术、基于电力电子电路的电力变换技术、交流电动机的矢量变换控制技术、直接转矩控制技术、PWM（Pulse Width Modulation）技术以及以微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术等。
通用变频器原理及应用
四川机电职业技术学院.电子电气工程系
学习情境2：变频器的结构、原理分析-1
学习情境2：变频器的结构、原理分析 -1
了解矢量控制变频器基本原理； 认识通用变频器在采用不同分类方法的各类型变频器的特性； 掌握通用变频器的基本结构、原理； 掌握通用变频器的SPWM控制的实现和优势。
通用变频器的发展
60年代中期，普通晶闸管、小功率晶体管的实用化，使交流电动机变频调速也进入了实用化。采用晶闸管的同步电动机自控式变频调速系统、采用电压型或电流型晶闸管变频器的笼型异步电动机调速系统（包括不属变频方案的绕线转子异步电动机的串级调速系统）等先后实现了实用化，使变频调速开始成为交流调速的主流。
据统计，目前变频器中的开关器件，容量为 1500kW以下的采用IGBT；1000～7500kW的采用GTO。
（3）变频装置的高性能化
早期的变频调速系统，基本上是采用U/F控制，无法得到快速的转矩响应，低速特性也不好（负载能力差）。
1971年德国西门子公司发明了所谓“矢量控制”技术。一改过去传统方式中仅对交流电量的量值（电压、电流、频率的量值）进行控制的方法，实现了在控制量值的同时也控制其相位的新控制思想。使用坐标变换的办法，实现定子电流的磁场分量和转矩分量的解耦控制，可以使交流电动机像直流电动机一样具有良好的调速性能。
通用变频器基本原理
2019年12月7日星期六
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第6章
5． 高压变频器 我们通常所称的高压变频器，国外称为中压变频器 (Medium Voltage Drive)，它是相对于输电电网的电压等级而言，对应的电 源额定电压为690V～13.8kV，在这个电压范围，我国的电压等级为1500V、 3kV、6kV、10kV，国外认为这个电压范围为中压，故习惯将这个电压范围 的电动机称为中压电动机，相应的变频器称为中压变频器。我国则没有中 压输电电网的说法，习惯将这个电压范围的电动机称为高压电动机，相应 的变频器也通常称为高压变频器。这类变频器通常采用GTO、IGBT、 IGCT等大功率电力电子器件作为逆变器件，输出频率可以达到120Hz，在 风机、水泵、矿山机械、电力设备等领域广泛应用。
2019年12月7日星期六
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第6章
3．专用变频器 专用变频器是为了满足某些特定应用场合的需要而设 计生产的，如用于油田抽油机、起重设备、塑料机械等的变频器。这些变 频器根据使用场合的特殊要求对变频器的某些性能进行了强化或对变频器 的结构进行了特殊设计。
2019年12月7日星期六
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第6章
4．高频变频器 一般通用变频器的最高输出频率为400Hz~650Hz，超 过1000Hz就属于目前所称的高频变频器，最高输出频率可达3000 Hz，现在 的高频变频器可控制电动机的最高转速可以达到18000r／min。高频变频器 主要用于高速电动机驱动的场合，变频器通常采用PAM控制方式，在超精 密加工机械、纺织机械和高性能专用机械领域中，常常要用到高速电动机。
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
变频器的工作原理
变频器的工作原理一、引言变频器是一种电力调节设备，广泛应用于工业生产和家庭电器领域。
本文将详细介绍变频器的工作原理，包括基本原理、组成部分和工作过程。
二、基本原理变频器是一种能将电源频率转换为可调的输出频率的设备。
其基本原理是通过改变输入电源的频率和电压，控制电机的转速和输出功率。
变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
1. 整流器：将交流电源转换为直流电源，通常使用整流桥电路实现。
2. 滤波器：去除整流器输出的脉动电流，保证逆变器的输入电压稳定。
3. 逆变器：将直流电源转换为可调的交流电源，通过控制输出的频率和电压来控制电机的转速。
4. 控制电路：根据输入的控制信号，控制整个变频器的工作状态，包括频率设定、运行模式选择等。
三、组成部分1. 电源单元：包括输入滤波器、整流器和直流母线等。
其作用是将输入的交流电源转换为稳定的直流电源，为逆变器提供能量。
2. 逆变器单元：包括逆变器和输出滤波器等。
逆变器将直流电源转换为可调的交流电源，输出给电机驱动。
3. 控制单元：包括控制电路、信号处理器和接口电路等。
控制单元接收外部的控制信号，通过处理和调整信号，控制变频器的输出频率和电压。
4. 保护单元：包括过流保护、过压保护、过热保护等功能，保证变频器和电机的安全运行。
四、工作过程变频器的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 电源接通：当电源接通时，变频器开始初始化，并进行自检和参数设置。
2. 输入信号处理：变频器接收外部的控制信号，如频率设定信号、启停信号等。
控制单元对信号进行处理和调整。
3. 输出频率生成：根据控制单元处理后的信号，逆变器产生可调的输出频率，并输出给电机驱动。
4. 输出电压调整：根据控制信号，逆变器调整输出电压的大小，以控制电机的转速和输出功率。
5. 过程监测和保护：变频器通过监测电机的运行状态，实时监测电流、电压、温度等参数，并进行保护措施，如过流保护、过压保护等。
6. 停机和断电：当需要停止电机运行时，变频器接收停机信号，逐渐减小输出频率和电压，使电机平稳停止。
变频器的原理和作用
变频器的原理和作用变频器，又称为逆变器，是一种能够改变电源频率的电力变换设备。
它将直流电能转换成交流电能，并且能够通过控制输出频率来实现对电机的调速和控制。
变频器的原理和作用是其能够实现直流电能到交流电能的转换，并且通过控制输出频率来实现对电机的调速和控制。
下面将详细介绍变频器的工作原理和主要作用。
一、变频器的工作原理变频器的工作原理是基于电力电子技术和控制技术的应用实现的。
其基本原理是通过将输入的直流电能转换成高频电能，再将高频电能变换为所需的输出电能。
以下是变频器工作的基本原理：1.整流：变频器的输入端接受交流电源的输入，并利用整流电路将交流电转换为直流电，这一过程称为整流。
变频器通常采用三相全波整流电路，将交流电转换为直流电并提供给后续的部分。
2.滤波：在整流后，通过滤波电路将直流电中的脉动和噪声去除，得到平滑的直流电信号。
滤波电路通常采用电容器进行滤波，以确保输出的直流电信号稳定。
3.逆变：在滤波后的直流电通过逆变器进行逆变处理，将直流电转换为交流电。
逆变器是变频器的核心部分，其通过PWM技术（脉宽调制技术）将直流电转换为可以控制输出频率和电压的交流电。
4.滤波：逆变后的交流电通过滤波电路进行再次滤波，去除逆变过程中产生的高频成分，使得输出的交流电信号更加平稳。
通常，滤波电路采用电感和电容进行滤波。
5.输出控制：经过整流、滤波、逆变和滤波后，变频器的输出电能已经完成了频率和电压的转换，可以通过控制变频器的控制电路来实现对输出频率和电压的调整。
6.驱动负载：最后，变频器的输出电能驱动所需的负载，通常是电动机。
变频器通过输出交流电能来驱动电动机，实现对电动机的调速和控制。
以上是变频器的基本工作原理，通过将输入的直流电能转换为输出的交流电能，变频器能够实现对电机的调速和控制。
二、变频器的主要作用1.调速控制：变频器最主要的作用就是实现对电机的调速和控制。
通过控制变频器输出的频率，可以实现对电机的转速进行精准控制。
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。
变频器的基本工作原理介绍
变频器的基本工作原理介绍变频器是一种电子设备，用于调节交流电源频率和电机驱动速度，被广泛应用于工业自动化控制领域。
本文将介绍变频器的基本工作原理。
一、概述变频器可以将固定频率（通常为50Hz或60Hz）的交流电源转换为可调节频率的交流电源。
通过改变输出频率，变频器可以控制电机的转速，从而实现对设备运行的精确控制。
二、电源转换变频器的第一部分是电源转换电路，它负责将输入的交流电源转换为直流电源。
这通常通过整流电路和滤波器完成。
整流电路将交流电源转换为直流电压，而滤波器则平滑电压波动。
三、逆变器逆变器是变频器的核心部分，它将直流电源转换为可调节频率的交流电源。
逆变器使用先进的功率半导体器件（如IGBT）来控制输出电压的形状和频率。
逆变器的输出电压通常是脉宽调制（PWM）信号，通过调整PWM信号的占空比和频率，可以精确控制输出电压的大小和频率。
四、控制单元控制单元是变频器的大脑，它通过对输入信号的处理来控制逆变器的输出。
控制单元通常包括微处理器、存储器和各种接口。
微处理器负责执行控制算法，存储器用于存储参数和程序，而接口用于与外部设备进行通信。
五、速度控制变频器的一大优势是可以实现对电机转速的精确控制。
通过调整输出频率，变频器可以改变电机的转速。
常见的控制方式包括开环控制和闭环控制。
在开环控制中，变频器根据用户设定的频率输出信号，而在闭环控制中，变频器通过接收来自电机的反馈信号来调整输出来实现更精确的转速控制。
六、保护功能变频器通常还具有多种保护功能，以确保电机和变频器本身的安全运行。
常见的保护功能包括过流保护、过载保护、过热保护和短路保护。
当检测到异常情况时，变频器将采取相应的措施以避免损坏设备。
七、应用领域变频器的应用非常广泛，可以用于各种需要精确控制电机转速的设备。
它常用于工业制造、船舶、机械、空调系统、电梯以及物流和交通系统等领域。
通过使用变频器，可以实现高效、精确和可靠的设备控制，提高生产效率和节约能源。
变频器工作原理
变频器工作原理一、引言变频器是一种电力调节装置，用于将固定频率和电压的交流电源转换为可调频率和电压的交流电源。
它在工业控制和驱动系统中广泛应用，能够实现电机的速度调节、节能和精确控制等功能。
本文将详细介绍变频器的工作原理。
二、基本原理变频器的基本原理是通过将输入电源的交流电转换为直流电，再通过逆变器将直流电转换为可调频率和电压的交流电。
具体来说，变频器的工作原理包括以下几个关键步骤：1. 整流输入电源的交流电经过整流电路，将交流电转换为直流电。
整流电路通常采用整流桥或者整流器等器件，将交流电的正半周或者负半周转换为直流电。
2. 滤波直流电经过滤波电路，去除直流电中的脉动成分，使得输出电压更加稳定。
滤波电路通常包括电容器和电感器等元件，能够平滑输出电压。
3. 逆变经过滤波的直流电经过逆变器，将直流电转换为可调频率和电压的交流电。
逆变器通常采用IGBT（绝缘栅双极型晶体管）等功率器件，通过调节开关管的导通和截止时间，实现对输出交流电频率和电压的控制。
4. 控制变频器通过控制电路对逆变器的开关管进行控制，从而实现对输出交流电的频率和电压的调节。
控制电路通常采用微处理器或者数字信号处理器等芯片，能够实现精确的控制算法和参数调节。
三、工作过程变频器的工作过程可以简单描述为以下几个步骤：1. 输入电源将交流电源连接到变频器的输入端，通常输入电压为220V或者380V，频率为50Hz或者60Hz。
2. 整流和滤波输入电源经过整流电路将交流电转换为直流电，然后通过滤波电路去除直流电中的脉动成分，得到稳定的直流电。
3. 逆变和控制稳定的直流电经过逆变器转换为可调频率和电压的交流电，同时通过控制电路对逆变器进行精确的控制，实现对输出交流电的频率和电压的调节。
4. 输出电源经过逆变和控制后，变频器将可调频率和电压的交流电输出到电机或者其他负载上，实现对电机或者负载的精确控制。
四、应用领域变频器广泛应用于各个领域，如工业生产、电力系统、交通运输等。
通用变频器的原理
通用变频器的原理通用变频器是指一种能够控制交流电机转速的电子设备，也叫做变频调速器、变频电源、调速器等。
其原理是将输入的固定频率、固定幅值的交流电信号通过整流、滤波、逆变等处理方式，将交流电转换为直流电，然后通过中频滤波和逆变等技术，将直流电再次转换为变频的交流电信号，实现对电机转速的调节。
下面将详细介绍通用变频器的工作原理。
通用变频器的工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 输入电源：通用变频器的输入电源通常是三相交流电源，输入电压和频率可以根据使用要求进行设置。
2. 整流器：接收输入电源的交流电信号，通过整流器进行整流处理，将交流电转换为直流电信号。
整流器通常由整流桥等组成，将交流信号转换为带有波纹的直流信号。
3. 滤波器：对整流后的直流电进行滤波处理，去除波纹，使输出电流更加稳定。
滤波器通常采用电容器进行滤波，将波纹信号转换为稳定的直流电信号。
4. 逆变器：接收滤波后的直流电信号，通过逆变器进行逆变处理，将直流电再次转换为变频的交流电信号。
逆变器通常采用IGBT（绝缘栅双极性晶体管）等器件，能够实现高频率的开关控制。
5. 输出电源：逆变后的交流电信号经过中频滤波器等处理，输出为电机驱动所需的交流电源，实现对电机转速的精确控制。
除了以上基本步骤外，通用变频器还包括以下几个关键组成部分：1. 控制器：控制器是通用变频器的核心部分，其主要功能是接收外部控制信号，对变频器进行控制和调节。
控制器通常由微处理器等组成，能够对电机转速、启动、停止、加速、减速等参数进行精确控制。
2. 速度反馈回路：为了保证电机运行的稳定性，通用变频器通常会设计速度反馈回路，通过传感器等设备获取电机当前的转速信息，并将转速信号反馈给控制器，控制器根据反馈的信号进行调节。
3. 保护功能：为了保护电机和变频器的安全运行，通用变频器通常会设计多项保护功能，如过流保护、过压保护、过载保护、短路保护等，一旦检测到异常情况，变频器会自动切断电源，避免设备损坏和人身安全事故。
森兰变频器 通用变频器应用 技术指南
通用变频器应用技术指南（一）成都希望森兰变频器制造有限公司 蔡士齐编著一、通用变频器基本原理本资料所述通用变频器是指适用于工业通用电机和一般变频电机、并由一般电网供电（单相220V、三相380V 50HZ）、作调速控制的变频器。
此类变频器由于工业领域的广泛使用已成为变频器的主流。
调速的基本原理基于以下公式：n 1 = （1—1） 式中 n 1——同步转速 （r/min） f 1——定子供电电源频率 （HZ） P——磁极对数一般异步电机转速n 与同步转速n 1存在一个滑差关系n= n 1（1-S）= （1-S） （1—2）式中 n ——异步电机转速 S ——异步电机转差率由（1—2）式可知，调速的方法可改变f 1、P、S 其中任意一种达到，对异步电机最好的方法是改变频率f 1，实现调速控制。
由电机理论，三相异步电机每相电势的有效值与下式有关。
E 1 = 4.44 f 1 N 1 Φm （1—3）式中 E 1——定子每相电势有效值 （V）f 1——定子供电电源频率 （H Z ） N 1——定子绕组有效匝数Фm ——定子磁通 （Wb）由（1—3）式可分成两种情况分析1）在频率低于供电的额定电源频率时属于恒转矩调速 变频器设计时为维持电机输出转矩不变，必须维持每极气隙 磁通Фm 不变，从（1—3）式可知，也就是要使E 1/f 1=常数 。
如忽略定子漏阻抗压降，可以认为供给电机的电压U 1与 频率f 1按相同比例变化，即U 1/ f 1=常数。
但是在频率较低时，定子漏阻抗压降已不能忽略，因此要人为地提高定子电压，以作漏抗压降的补偿，维持E 1/ f 1 ≈ 常数，此时变频器输出U 1/f 1关系如图1—1中的曲线2，而不再是曲线1。
多数变频器在频率低于电机额定频率时，输出的电压U 1和频率f 1类似图1—1中曲线2，并且随着设置不同，可改变补偿曲线的形状，使用者要根据实际电机运行情况调整。
2）在频率高于定子供电的额定电源频率时属于恒功率调速。
通用变频器原理
通用变频器原理
通用变频器是一种电力调节装置，利用电子技术将交流电源转换为可调节频率和电压的输出电源。
它主要由输入电路、整流电路、滤波电路、逆变电路和控制电路组成。
在通用变频器中，输入电路将交流电源转换为直流电源。
整流电路通过使用二极管将交流电转换为脉冲直流电，然后滤波电路对脉冲电进行滤波，使其变平滑，以提供稳定的直流电源。
接下来，逆变电路将直流电转换为可调节的交流电。
通常使用晶闸管或绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为开关装置，通过调节开关的开关状态和开关频率，可以控制输出电压和频率的大小。
最后，控制电路起着关键的作用，它监测输入和输出的电流、电压以及其他参数，并通过控制逆变电路的开关状态和频率来实现对输出电源的精确调节。
控制电路通常由微处理器或其他高性能集成电路实现，通过接收用户的设置和反馈信息，对变频器进行智能化控制。
综上所述，通用变频器通过对输入电源进行整流、滤波、逆变和控制，实现输出电源的可调频率和电压。
它具有电能调节范围广、效率高、反应速度快等优点，在工业控制和电机驱动等领域得到广泛应用。
变频器的工作原理
变频器的工作原理一、引言变频器是一种用于调节电机转速的设备，广泛应用于工业自动化领域。
本文将详细介绍变频器的工作原理，包括变频器的基本构成、工作原理和应用场景。
二、变频器的基本构成1. 整流器：变频器的输入端通常接入交流电源，整流器的作用是将交流电转换为直流电，为后续的逆变器提供直流电源。
2. 逆变器：逆变器是变频器的核心部件，它将直流电转换为交流电，并通过改变交流电的频率和电压来控制电机的转速。
3. 控制电路：控制电路是变频器的大脑，负责接收用户输入的指令，并通过控制逆变器输出的电压和频率来调节电机的转速。
4. 过载保护：为了保护电机和变频器不受过载损坏，变频器通常配备有过载保护功能，当电机负载过大时会自动停机或降低转速。
5. 故障诊断：现代变频器通常配备有故障诊断功能，可以自动检测电机和变频器的工作状态，并在出现故障时提供详细的故障信息。
三、变频器的工作原理1. 输入电源：变频器通常接入三相交流电源，其标称电压和频率根据实际需求而定。
2. 整流器：交流电通过整流器转换为直流电，整流器通常采用整流桥电路，将交流电的负半周和正半周分别转换为直流电。
3. 滤波器：直流电通过滤波器进行滤波，去除掉直流电中的脉动成分，以保证逆变器输出的交流电质量。
4. 逆变器：直流电通过逆变器转换为交流电，逆变器的输出电压和频率可以根据控制电路的指令进行调节。
5. 控制电路：控制电路接收用户输入的指令，通过控制逆变器输出的电压和频率来调节电机的转速。
控制电路通常采用微处理器或专用的数字信号处理器（DSP）来实现。
6. 反馈回路：为了实现闭环控制，变频器通常配备有反馈回路，用于检测电机的转速和电流，并将实际值与设定值进行比较，通过调节控制电路的输出来实现转速的精确控制。
7. 保护功能：变频器通常具有多种保护功能，如过载保护、短路保护、过压保护等，以保护电机和变频器不受损坏。
8. 输出电源：逆变器输出的交流电经过输出滤波器，去除掉高频噪声，然后供应给电机驱动。
变频器工作原理
变频器工作原理变频器是一种广泛应用于各种电力控制系统中的电子设备，它通过调整电源的频率来控制电动机的转速。
本文将介绍变频器的工作原理和其在工业领域中的应用。
一、变频器基本原理变频器的基本工作原理是将输入电源的交流电转换为直流电，然后再将直流电转换为需要的频率和电压输出。
其基本组成部分包括整流器、中间直流母线、逆变器和控制系统。
1. 整流器整流器将输入的交流电转换为直流电，常用的整流器有整流桥、双向可控硅等。
整流器的主要作用是将交流电转换为直流电供给逆变器使用。
2. 中间直流母线中间直流母线是连接整流器和逆变器之间的储能元件，主要用于平滑直流电输出和提供能量给逆变器使用。
3. 逆变器逆变器将直流电转换为需要的频率和电压输出，常用的逆变器有PWM逆变器和IGBT逆变器。
逆变器通过控制开关管的导通和关断，来实现对输出电压和频率的调节。
4. 控制系统控制系统是变频器的核心部分，它通过对整个系统的监控和控制，实现对输出电压、频率、电流等的精确调节。
控制系统通常由微处理器或者数字信号处理器组成，它可以接收输入信号进行数据处理，并根据设定的参数控制逆变器的运行状态。
二、变频器在工业领域中的应用变频器在工业领域中有广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1. 电动机控制通过变频器控制电动机的转速，可以根据实际需要调整电机的运行状态，从而实现能效优化和精确控制。
变频器可以使电机在负载变化时保持稳定的转速，降低了启动时的冲击和噪音，并提高了电机的运行效率。
2. 节能减排由于变频器可以实现电机的精确控制，它可以根据实际负载需求调节电机的运行频率，从而有效减少了能源的消耗。
同时，通过变频器控制电机的运行状态，可以降低电机的损耗和噪音，从而实现节能减排的目的。
3. 过程控制变频器在工业生产过程中用于控制各种设备的运行，如风机、水泵等。
它可以根据工艺要求自动调整设备的运行状态，保证生产过程的稳定性和可控性。
4. 制造业自动化随着制造业自动化水平的提高，变频器在控制设备运行中起到了越来越重要的作用。
电梯通用变频器的工作原理
能源反馈型电梯变频器能耗制动型电梯变频器交流异步电动机变频调速原理：变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。
现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），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。
变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（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的。
交-直部分整流电路：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，一般二极管反向耐压值应选1200V，二极管的正向电流为电机额定电流的1.414-2倍。
（二）变频器元件作用电容C1：是吸收电容,整流电路输出是脉动的直流电压，必须加以滤波，变压器是一种常见的电气设备，可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压，也可以改变交流电的数值及变换阻抗或改变相位。
压敏电阻：有三个作用,一过电压保护,二耐雷击要求,三安规测试需要.热敏电阻：过热保护霍尔:安装在UVW的其中二相,用于检测输出电流值。
选用时额定电流约为电机额定电流的2倍左右。
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。
储能电容：又叫电解电容，在充电电路中主要作用为储能和滤波。
PN端的电压电压工作范围一般在430VDC～700VDC 之间，而一般的高压电容都在400VDC左右，为了满足耐压需要就必须是二个400VDC 的电容串起来作800VDC。
容量选择≥60uf/A均压电阻：防止由于储能电容电压的不均烧坏储能电容；因为二个电解电容不可能做成完全一致，这样每个电容上所承受的电压就可能不同，承受电压高的发热严重（电容里面有等效串联电阻）或超过耐压值而损坏。
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第6章
5． 高压变频器 我们通常所称的高压变频器，国外称为中压变频器 (Medium Voltage Drive)，它是相对于输电电网的电压等级而言，对应的电 源额定电压为690V～13.8kV，在这个电压范围，我国的电压等级为1500V、 3kV、6kV、10kV，国外认为这个电压范围为中压，故习惯将这个电压范围 的电动机称为中压电动机，相应的变频器称为中压变频器。我国则没有中 压输电电网的说法，习惯将这个电压范围的电动机称为高压电动机，相应 的变频器也通常称为高压变频器。这类变频器通常采用GTO、IGBT、 IGCT等大功率电力电子器件作为逆变器件，输出频率可以达到120Hz，在 风机、水泵、矿山机械、电力设备等领域广泛应用。
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第6章
6．单相变频器 单相变频器主要用于输入为单相交流电源的三相交流
电动机的场合。所谓的单相变频器是单相进、三相出，是单相交流220V输 入，三相交流200~240V输出，与三相通用变频器的工作原理相同，电路结
构基本相同；某些小容量的变频器还可以单相、三相共用。但应注意，同
块PCB电路板上，是通用变频器的核心部件之一 。
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第6章
3． 通用变频器的操作面板
通用变频器的操作面板由键盘与显示屏组合而成，其中 键盘是供用户进行菜单选择、设定和查询功能参数、向机内 主控板发出各种指令的，通过显示屏可以观察菜单及其说明、 所设定的功能参数、查询运行参数和故障信息，正常运行时， 显示屏可显示运行参数如频率、速度、电流等。
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第6章
富士FRENIC5000 G11/P11系列变频器的操作面板
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第6章
4． 变频器的外接控制电路
通用变频器的外接控制电路主要由如下连接端子组成，主电 路、数字输入、数字输出、模拟输人、模拟输出、通信接口、外 部控制电源等端子。除主电路连接端子和外部控制电源连接端子
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第6章
2．矢量控制型变频器 矢量控制型变频器采用矢量控制方式或直接转 矩控制方式，并充分考虑了通用变频器应用过程中可能出现的各种需要， 特殊功能还以选件的形式供用户选择，为满足应用需要，在系统软件和硬 件方面都做了相应的功能设置，其中重要的一个功能特性是零速时的起动 转矩和过载能力，通常起动转矩在150％~200％范围内，甚至更高，过载能 力可达150％以上，一般持续时间为60秒。高性能矢量控制型通用变频器广 泛应用于各类生产机械装置，如机床、塑料机械、生产线、传送带、升降 机械以及电动车辆等对调速系统性能和功能有较高要求的场合，市场价格 略高于风机、泵用变频器。
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第6章
2． 通用变频器驱动恒转矩负载
图6-10 变频器专用异步电动机的转矩特性
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图6-11 转矩提升功能曲线
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第6章
4．高频变频器 一般通用变频器的最高输出频率为400Hz~650Hz，超
过1000Hz就属于目前所称的高频变频器，最高输出频率可达3000 Hz，现在 的高频变频器可控制电动机的最高转速可以达到18000r／min。高频变频器 主要用于高速电动机驱动的场合，变频器通常采用PAM控制方式，在超精 密加工机械、纺织机械和高性能专用机械领域中，常常要用到高速电动机。
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第6章
1．风机、泵用变频器 风机、泵用变频器是一种以节能为主要目的的
通用变频器，多采用U/f控制方式，与其他类型的通用变频器相比，主要在 转矩控制性能方面是按降转矩负载特性设计，起动转矩相比其他控制方式 要小一些。这类变频器价格较低。
外，其他均属功能端子，与通用变频器的相应功能对应。
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6.2 变频调速时的机械负载特性
6.2.1 异步电动机的机械特性
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第6章
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根据以上分析，负载种类不同其转矩TL与转速n的关系亦不 同，选用变频器时应根据负载特性正确选择，否则不但不能 充分发挥变频器的性能，有时还会发生损坏变频器和异步电 动机的故障。
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第6章
1． 变频调速时电动机的转矩特性
图6-9 通用变频器驱动下的普通异步电动机转矩特性
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第6章
3． 通用变频器驱动降转矩负载
降转矩负载的特点是负载转矩随转速按二次方关系发生变化， 随着转速的降低，转矩也变小。对于降转矩负载来说，多属长期工 作制、随着转速的降低，所需转矩以二次方的比例下降，所以低频 时的负载电流很小，异步电动机也不会发生过热现象，因此一般的 风机、泵类、空调设备很适合采用 U/f 控制的通用变频器进行驱动。 这类变频器价格较低，控制性能简单，起动转矩比矢量控制型通用 变频器略低，但可以满足风机、泵类负载的驱动要求。
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第6章
通用变频器的基本结构原理框图
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第6章
富士FRENIC5000G9S/P9S通用变频器的硬件结构图
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第6章
3．专用变频器 专用变频器是为了满足某些特定应用场合的需要而设 计生产的，如用于油田抽油机、起重设备、塑料机械等的变频器。这些变 频器根据使用场合的特殊要求对变频器的某些性能进行了强化或对变频器 的结构进行了特殊设计。
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一变频器采用单相电源和三相电源时其可驱动的电动机最大容量并不相同， 这是由电源性质决定的。
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第6章
6.1.2 通用变频器的基本结构
通用变频器由主电路和控制电路组成。主电路主要包括整流电路、中 间直流电路和逆变电路三部分，其中，中间直流电路又由限流单元、滤波 器、制动电路、电源再生单元以及直流电源检测电路等组成。控制电路主 要由中央处理器(CPU)、A/D和D/A转换电路、I/O接口电路、通信接口电路、 输出信号检测电路、数字操作盘电路以及控制电源等组成。高性能矢量型 通用变频器由于采用了矢量控制方式，在进行矢量控制时需要进行大量的 运算，其运算电路中往往还有一个以数字信号处理器DSP为主的转矩计算 用CPU及相应的磁通检测和调节电路。
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第6章
1． 恒转矩负载
任何转速下负载转矩TL总保持恒定或基本恒定，而与转 速无关的负载称为恒转矩负载。这类负载多数是呈反抗性的， 即负载转矩TL的极性随转速方向的改变而改变。还有一种位 势性转矩负载，负载转矩TL的极性不随转速方向的改变而改 变。 (1) 摩擦性恒转矩负载 (2) 势能性恒转矩负载
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第6章
4． 通用变频器驱动恒功率负载
起重机、升降机、电梯、自动扶梯等搬运机械以及一些包装机械、 印刷机械、化工机械等属于恒功率负载。恒功率负载的特点是输出功 率为恒定值并与转速无关，转矩随转速反比变化，转速越高，转矩越 小。对于恒功率特性的负载，在工频以上频率范围内通用变频器输出 为恒定电压控制，异步电动机产生的转矩性质为恒功率特性；在工频 以下的频率范围为U/f恒定控制。 对于一般通用异步电动机来说，由于受到异步电动机结构的限制， 只能实现最大调速范围为1：3的恒功率运转。为了得到更广泛的恒功 率运转范围，可采用多绕组电动机，以达到降低基频转速的目的。当 采用矢量控制型通用变频器对其驱动时，恒功率调速范围可达1：12以 上。
第6章
第6章 通用变频器的基本原理
6.1 通用变频器的分类与基本结构
6.2 变频调速时的机械负载特性
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第6章
6.1 通用变频器的分类与基本结构
6.1.1 通用变频器的分类
通用变频器按其主电路的结构形式有交-交变频器和交一直-交变频器两 大类。交一直-交变频器按直流环节的储能方式分为电压型变频器和电流型 变频器；按其逆变器开关方有PAM(Pulse Amplitude Modulation)控制方式、 PWM(Pulse Width Modulation)控制方式和高频载波SPWM控制方式三种； 按其逆变器控制方式有U/f控制方式、转差频率控制方式、矢量控制方式和 直接转矩控制方式等；按其功能用途有风机、泵用变频器、矢量控制型变 频器、高频变频器、中频变频器、专用变频器和单相变频器等。