变频器主回路设计和计算
(完整版)异步电动机变频调速系统..
《自动控制元件及线路》课程实习报告异步电动机变频调速系统1.4.1 系统原理框图及各部分简介本文设计的交直交变频器由以下几部分组成，如图1.1所示。
图1.1 系统原理框图系统各组成部分简介：供电电源：电源部分因变频器输出功率的大小不同而异，小功率的多用单相220V，中大功率的采用三相380V电源。
因为本设计中采用中等容量的电动机，所以采用三相380V电源。
整流电路：整流部分将交流电变为脉动的直流电，必须加以滤波。
在本设计中采用三相不可控整流。
它可以使电网的功率因数接近1。
滤波电路：因在本设计中采用电压型变频器，所以采用电容滤波，中间的电容除了起滤波作用外，还在整流电路与逆变电路间起到去耦作用，消除干扰。
逆变电路：逆变部分将直流电逆变成我们需要的交流电。
在设计中采用三相桥逆变，开关器件选用全控型开关管IGBT。
电流电压检测：一般在中间直流端采集信号，作为过压，欠压，过流保护信号。
控制电路：采用8051单片机和SPWM波生成芯片SA4828，控制电路的主要功能是接受各种设定信息和指令，根据这些指令和设定信息形成驱动逆变器工作的信号。
这些信号经过光电隔离后去驱动开关管的关断。
1.4.2 变频器主电路方案的选定变频器最早的形式是用旋转发电机组作为可变频率电源，供给交流电动机。
随着电力半导体器件的发展，静止式的变频电源成为了变频器的主要形式。
静止式变频器从变换环节分为两大类：交-直-交变频器和交-交变频器。
1.交-交型变频器：它的功能是把一种频率的交流电直接变换成另一种频率可调电压的交流电（转换前后的相数相同），又称直接式变频器。
由于中间不经过直流环节，不需换流，故效率很高。
因而多用于低速大功率系统中，如回转窑、轧钢机等。
但这种控制方式决定了最高输出频率只能达到电源频率的1/3～1/2,所以不能高速运行。
2.交-直-交型变频器：交-直-交变频器是先把工频交流通过整流器变成直流，然后再直流变换成频率电压可调的交流，又称间接变频器，交-直-交变频器是目前广泛应用的通用变频器。
单相交直交变频电路设计
附件1：学号：0121011350327基础强化训练题目单相交直交变频电路性能研究学院自动化学院专业班级姓名指导教师2012年7月10日1 总体原理图 (4)1.1方框图 (4)1.2电路原理图 (4)1.2.1 主回路电路原理图 (4)1.2.2 整流电路 (4)1.2.3 滤波电路 (5)1.2.4 逆变电路 (6)2 电路组成 (8)2.1控制电路 (8)2.2驱动电路 (9)2.3主电路 (10)3 仿真结果 (11)3.1仿真环境 (11)3.2仿真模型使用模块提取的路径及其单数设置 (11)3.3具体仿真结果 (14)3.3.1仿真电路图 (14)3.3.2整流滤波输出电压计算与仿真 (15)3.3.3逆变输出电压计算与仿真 (16)4 小结心得 (18)5 参考文献 (19)基础强化训练任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 单相交直交变频电路性能研究初始条件：输入为单相交流电源，有效值220V。
要求完成的主要任务:（1）掌握单相交直交变频电路的原理；（2）设计出系统结构图，并采用matlab对单相交流调压电路进行仿真；（3）采用protel设计出单相交直交变频电路主电路、驱动电路、控制电路时间安排：2012年7月9日至2012年7月13日，历时一周，具体进度安排见下表参考文献：[1]王兆安，刘进军.《电力电子技术》第5版.北京：机械工业出版社，2011指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日1 总体原理图1.1 方框图图1 总体方框图1.2 电路原理图1.2.1 主回路电路原理图图2 主回路原理图如图所示，交直流变换电路为不可控整流电路，输入的交流电通过变压器和桥式整流电路转化为直流电，滤波电路用电感和电容滤波，逆变部分采用四只IGBT 管组成单项桥式逆变电路，采用双极性调制方式，输出经LC 低通滤波器滤波，滤除高次谐波，得到频率可调的交流电输出。
1.2.2 整流电路整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。
变频器主回路结构图及故障经验
变频器主回路结构图及故障经验2011-04-27 18:54:59| 分类：默认分类阅读6 评论0 字号：大中小订阅本文引用自fx1s《变频器主回路结构图及故障经验》下面先来说说变频器硬件故障如何判断技术人员凭借数字式万用表根据上图可简单判断主回路器件是否损坏。
（主要是整流桥，IGBT，IPM）为了人身安全，必须确保机器断电，并拆除输入电源线R 、S、T和输出线U、V、W后放可操作！首先把万用表打到“二级管”档，然后通过万用表的红色表笔和黑色表笔按以下步骤检测：1、黑色表笔接触直流母线的负极P(+),红色表笔依次接触R、S、T，记录万用表上的显示值；然后再把红色表笔接触N(-)，黑色表笔依次接触R、S、T，记录万用表的显示值；六次显示值如果基本平衡，则表明变频器二极管整流或软启电阻无问题，反之相应位置的整流模块或软启电阻损坏，现象：无显示。
2、红色表笔接触直流母线的负极P(+),黑色表笔依次接触U、V、W，记录万用表上的显示值；然后再把黑色表笔接触N(-)，红色表笔依次接触U、V、W，记录万用表的显示值；六次显示值如果基本平衡，则表明变频器IGBT逆变模块无问题，反之相应位置的IGBT逆变模块损坏，现象：无输出或报故障。
故障经验一。
变频器老是跳硬件保护“OCU1”故障，赶到现场后我静态测试机器无问题，主线路、控制线路也完好。
我用万用表量零线和地线是通的，问电工才知道他们工厂的零地是共用的。
一般变频器接地时，如果该工厂零线与地线是共用的话，最好另处取地线，把地线取下后故障解除。
故障分析：因为该厂的零线与地线是共用的，变频器接地线也等于接了零线，零线一般会传播干扰信号。
而我们的变频器报“OCU1”故障有如下几种情况：1。
变频器三相输出侧有短路现象；2。
逆变模块损坏；3。
外部干扰信号进入变频器。
由于第一与第二种原因正常排除，就只有第三种外部干扰信号，干扰信号是从地线进入的，所以把地线拆除，就切断了干扰源。
高压变频器节能计算
高压变频器节能计算高压变频器节能计算摘要：降低厂用电率，降低发电成本，提高上网电能的竞争力，已成为各火电厂努力追求的经济目标。
近几年电网的负荷峰谷差越来越大，频繁的调峰任务使部分辅机仍然运行在工频状态下，造成大量电能流失。
本文着重介绍了高压变频器的工作原理及实际运行情况的详细节能分析，使我们对其节能效果以及典型风机水泵节能计算有了更进一步认识。
因此得出结论高压变频调速技术的日趋成熟，在电力系统中广泛应用，节能效果明显。
关键词：调速高压变频器功率单元IGBT节电率一、引言众所周知，高压电动机的应用极为广泛，它是工矿企业中的主要动力，在冶金、钢铁、化工、电力、水处理等行业的大、中型厂矿中，用于拖动风机、泵类、压缩机及各种大型机械。
其消耗的能源占电动机总能耗的70%以上，而且绝大部分都有调速的要求，由于高压电机调速方法落后，浪费大量能源而且机械寿命降低。
上世纪90年代，由于变频调速技术在低压电动机应用得非常成功，人们开始研究高压电动机变频技术的应用，设计了高-高电压源型变频技术方案。
该方案采用多电平电路型式（CMSL），由若干个低压PWM 变频功率单元，以输出电压串联方式（功率单元为三相输入、单相输出）来实现直接高压输出的方法。
经过我厂多方调研、比较，最后选择同利德华福电气技术合作。
本文将从HARSVERT-A系列高压变频器的工作原理及实际运行状况两方面分析豫新发电厂引风机、凝结水泵的节能情况。
二、高压变频器的工作原理（一）变频器的结构：现以6kV五级单元串联多电平的高压变频器为例。
1．系统主回路：部是由十五个相同的功率单元模块构成，每五个模块为一组，分别对应高压回路的三相，单元供电由干式移相变压器进行供电，原理如图1。
图1：变频器的结构2．功率单元构成：功率单元是一种单相桥式变换器，由输入干式变压器的副边绕组供电。
经整流、滤波后由4个IGBT以PWM方法进行控制（如图2所示），产生设定的频率波形。
变频器中所有的功率单元，电路的拓扑结构相同，实行模块化的设计，控制通过光纤发送至单元控制板。
GD3000产品介绍(张振华0602) - 副本
模拟量输出1
-10V-10V/-20mA-20mA
J2
AO2
V I GND
Y1
CME
485+ 485RTS COMX
模拟量输出2
-10V-10V/-20mA-20mA
开路集电极输出
MODBUS通讯
RS-485
-10V-+10V
-10V AI2
+10V
0-10V/0-20mA
AI1
J3
GND V I
PE 多功能模拟量输入
V/F
三种控制模式
超高的精度控制，兼容增
量编码器和旋变编码器 闭环矢量
高精度控制模式，兼容异
开环矢量
步电机和永磁同步电机驱 动
3：GD3000产品设计介绍
② 启动电流小，减小了机械冲击，运行更加平稳
启动电流波形图
3：GD3000产品设计介绍
③ 调速范围广，控制精度高，低频大转矩
调速范围 启动转矩
门极板
门极板
门极板
5：GD3000控制回路设计介绍
控制板
S1 S2 S3 +24V COM S4 S5 COMX RO1A RO1B RO1C PE 485+ 485- COMX +10V GND AI1 AI2 AO1 AO2 GND -10V +24V PW COM S6 COM CME Y1 RTS RO2A RO2B RO2C
3.6 结构突破 ① 同功率四象限机芯尺寸更小
约减少 25%
以往产品
GD3000-11-400G-12
3：GD3000产品设计介绍
② 全系列机芯—模块化结构
模块化示意图
整流、逆变单元采用模组结构，便易维护
变频恒压供水简介
1 前言
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水塔
1 前言
工程公司培训
高位水箱
1 前言
工程公司培训
(2) 水池－水泵（恒压变频）－管网系统－用水点 此方式也是集中供水。对于多幢住宅的建筑 小区，目前较多采用此种供水方案。一般设计有 地下生活水池一座，集中恒压变频供水，不设屋 顶水箱。最不利的用水点是顶层住宅。主水泵一 般有3--4台， 3用一备自动切换，辅助泵为一小流 量泵，夜间用水量小时主泵自动切换到辅助泵， 以维持系统压力基本不变。
下图是施耐德ATV61 变频器的PID 系统工作 原理： 工程公司培训
2 变频恒压供水介绍
工程公司培训
以上介绍可见，变频器作为恒压供水系 统中的核心驱动元件，有着十分重要的作 用，所以在选择变频器的时候，质量和性 能就成为选择变频器非常重要的条件，目 前市场上供水行业应用的主流变频器为欧 美产品，施耐德电气在工业领域有着悠久 的历史， 新研发的ATV61 是风机水泵应用 的最高端产品。
1 前言
工程公司培训
变频器恒压 供水系统
1 前言 1.2 经济和社会效益比较
工程公司培训
第一种方式采用传统的水塔、高位 水箱，楼底水泵将蓄水池的用水打到楼 顶水箱，楼顶水箱中的水在利用自身的 重力压到用水管道。这是一个很简单的 供水模式，它最主要的问题就在于水泵 工作时间的控制上面了，刚开始时，专 门安排专职人员开关水泵，没水了开泵， 水满出来了就关泵。这样做不仅麻烦， 还浪费了人力，而且高位水塔的清洗也 成问题。
2 变频恒压供水介绍
工程公司培训
该供水系统变频器的作用是为电机提 供可变频率的电源，实现电机的无级调速， 从而使管网水压连续变化。传感器的任务 是检测管网水压。压力设定单元为系统提 供满足用户需要的水压期望值。
变频器主回路简图详解
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。
C2电容;吸收电容,主要作用为吸收IGBT的过流与过压能量。
（2）直-交部分VT1-VT6逆变管（IGBT绝缘栅双极型功率管）：构成逆变电路的主要器件，也是变频器的核心元件。
变频器计算
变频器计算一、变频器的合理选用变频器的选用,应按照被控对象的类型、调速范围、静态速度精度、启动转矩等来考虑,使之在满足工艺和生产要求的同时,既好用,又经济。
1. 变频器及被控制的电机(1)电机的极数。
一般电机极数以不多于4 极为宜,否则变频器容量就要适当加大。
(2)转矩特性、临界转矩、加速转矩。
在同等电机功率情况下,相对于高过载转矩模式,变频器规格可以降格选取。
(3)电磁兼容性。
为减少主电源干扰,在中间电路或变频器输入电路中增加电抗器,或安装前置隔离变压器。
一般当电机与变频器距离超过50m时,应在它们中间串入电抗器、滤波器或采用屏蔽防护电缆。
表1 列出不同类型变频器的主要性能、应用场合。
2. 变频器箱体结构的选用变频器的箱体结构要与条件相适应,必须考虑温度、湿度、粉尘、酸碱度、腐蚀性气体等因素。
有下列几种常见结构:(1) 敞开型IP00型。
本身无机箱,可装在电控箱内或电气室内的屏、盘、架上,尤其适于多台变频器集中使用时选用,但环境条件要求较高。
(2)封闭型IP20 型。
适于一般用途,可有少量粉尘或少许温度、湿度的场合。
(3)密封型IP45 型。
适于工业现场条件较差的环境。
(4)密闭型IP65 型。
适于环境条件差,有水、灰尘及一定腐蚀性气体的场合。
3. 变频器功率的选用变频器负载率β与效率η的关系曲线见图1。
由图1 可见:当β= 50%时,η= 94%;当β= 100%时,η= 96%。
虽然β增一倍,η变化仅2%,但对中大功率(几百千瓦至几千千瓦) 电动机而言亦是可观的。
系统效率等于变频器效率与电动机效率的乘积。
从效率角度出发,在选用变频器功率时,要注意以下几点。
(1)变频器功率与电动机功率相当时为最合适,以利于变频器在高效率状态下运转。
(2)在变频器的功率分级与电动机功率分级不相同时,则变频器的功率要尽可能接近电动机的功率,并且应略大于电动机的功率。
(3)当电动机属频繁启动、制动工作或处于重载启动且较频繁时,可选取大一级的变频器,以利于变频器长期、安全地运行。
变频器工作原理图(维修用)
变频器维修工作原理要想做好变频器维修，了解变频器基础知识当然是相当重要的，但是对于变频器维修，仅了解以上基本电路还远远不够的，还须深刻了解主回路电路，主回路主要由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路和检测取样电路部分组成。
下图是它的结构图。
图1.1变频器基本电路图分析目前，通用型变频器绝大多数是交—直—交型变频器，通常尤以电压器变频器为通用，其主回路图（见图1.1），它是变频器的核心电路，由整流回路（交—直交换），直流滤波电路（能耗电路）及逆变电路（直—交变换）组成，当然还包括有限流电路、制动电路、控制电路等组成部分。
图1.21）整流电路如图1.2所示，通用变频器的整流电路是由三相桥式整流桥组成。
它的功能是将工频电源进行整流，经中间直流环节平波后为逆变电路和控制电路提供所需的直流电源。
三相交流电源一般需经过吸收电容和压敏电阻网络引入整流桥的输入端。
网络的作用，是吸收交流电网的高频谐波信号和浪涌过电压，从而避免由此而损坏变频器。
当电源电压为三相380V时，整流器件的最大反向电压一般为1200—1600V，最大整流电流为变频器额定电流的两倍。
2）滤波电路逆变器的负载属感性负载的异步电动机，无论异步电动机处于电动或发电状态，在直流滤波电路和异步电动机之间，总会有无功功率的交换，这种无功能量要靠直流中间电路的储能元件来缓冲。
同时，三相整流桥输出的电压和电流属直流脉冲电压和电流。
为了减小直流电压和电流的波动，直流滤波电路起到对整流电路的输出进行滤波的作用。
通用变频器直流滤波电路的大容量铝电解电容，通常是由若干个电容器串联和并联构成电容器组，以得到所需的耐压值和容量。
另外，因为电解电容器容量有较大的离散性，这将使它们随的电压不相等。
因此，电容器要各并联一个阻值等相的匀压电阻，消除离散性的影响，因而电容的寿命则会严重制约变频器的寿命。
3）逆变电路逆变电路的作用是在控制电路的作用下，将直流电路输出的直流电源转换成频率和电压都可以任意调节的交流电源。
变频器基础知识
4、参数设置说明
A 环境参数 A1-00语言选择（日、英、法、德） A1-01访问等级 A1-02控制方式（V/F、矢量） A1-03初始化
B1-01（0-4）频率指令输入方法
字操作器 拟量端子 EMOBUS传送（SI-K2）与GEPLC以及其他厂家PLC 择卡（CP-216） MEMOBUS传送
E2-01～E2-10电机动态参数
单击此处可添加副标题
F任选功能参数
F1-01～F1-14 PG F1-01 PG constant F1-02 operation selection at PG open circuit(0-3) 减速停止 1、自由滑行停止 非常停止 3、继续运行 F1-03 operation selection at over speed 减速停止 1、自由滑行停止 非常停止 3、继续运行
PG-B2， PG-X2
速度控制范围
1：40
1：40
1：100
1：100
启动转矩
150%/3HZ
150%/3HZ
150%/1HZ
150%/0г/min
速度控制精度
±2%～±3%
±0.3%
±0.2%
±0.2%
转矩控制
不可
不可
不可
可以
适用用途
同时驱动多台电机，电机参数不知道，不能做Autotuning
变频器基础培训
PART 1
6 、维修与保养
3 、 维修注意事项
2 、变频器主回路及控制回路构成
1 、 一般变频器的基本构成与功能
二、变频器的结构形式
3、 V/F矢量控制调速方式
2、 交流电机弱磁调速的概念
基于三电平变流器的1140V变频器的主回路设计与仿真
变频器主回路的构成
１．１变频器的基本概念
变频器ＶＦＤ（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｒｉｖｅ）是应用变频技术 与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动 机的电力传动设备。变频器的主要结构包括整流、滤波、逆变、制 动单元、驱动单元、检测单元以及微处理单元组成。变频器的主电 路可以分为电压型和电流型两大部分，其中电压型是指将电压源 的直流转换成交流的变频器，此时的直流回路的滤波是电容；而 电流型则是将电流源的直流直接传换成交流的变频器，此时的直 流回路滤波是电感。电流型变频器的主要结构是由整流器、平波 回路以及逆变器三大部分构成，其中整流器是将工频电源变换为 直流功率，平波回路是吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动， 而逆变器则是将直流功率变换为交流功率。
＋１０％）×１．２＝２３４０Ｖ。
２．３输入整流电抗器的设计
《
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基于三电平变流器的１１４０Ｖ变频器的输入整流电抗器在设 计时需要考虑电流响应的动态和静态性能。根据１１４０Ｖ变频器整 流器工作环境的需要，在计算出直流侧母线的电压值后，可以根 据以下公式计算出输入整流电抗器的电抗值大小：
Ｌ∑十
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｌｏｎｇ ｂｙ ｔｈｅｎｅｗｗｉｔｈ来自ｔｈｅｒａｐｉｄ
ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｈｅ
ｏｆ
Ｃｈｉｎａ’ｓ
ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｈａｓ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｂｅｃｏｍｅ
ａｎｄ
ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｃｈｏｉｃｅ ｆｏｒ ｉｎｖｅｒｔｅｒ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｈｉｇｈ—’ｐｏｗｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
ｐｏｗｅｒ
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ
变频调速系统毕业设计1
河南理工大学毕业设计（论文）说明书摘要变频调速是交流调速的发展方向。
传统的交流调速方式主要有定子调压调速、转子串电阻调速、变极调速和串极调速等，虽然这些调速方式在某些指标方面具有优异的性能，但是它们在不同的应用场合中存在着诸多问题，如调速精度不高、有级调速、谐波污染较大、功率因数低等，因此通用性差。
与传统的调速技术相比，变频调速具有极大的优越性，整个调速系统体积小、控制精度高、保护功能完善、工作安全可靠、操作工程简便、通用性强、使传动系统具有优良的性能，最重要的优点是节能效果十分可观。
本课题采用韩国SOHO变频器构建一个变频调速实验系统，主要解决交流调速实验系统的“负载模拟”、系统再生电能的回馈利用和高效节能等关键技术。
系统采用双电机联轴拖动设计，可方便获得电动机在反应或位能负载下四象限运行的连续变化控制过程，重点凸出变频调速控制精度高、安全可靠、节能效果可观的优点。
该实验平台可以将变频调速技术在教学、科研和应用中的一些理论现象和动态过程的分析结论给予全面的实验验证，既适合电气控制专业的学生做电机实验和相关自动化实验研究，也适合实际工作者进行电机性能实验和检测之用。
关键词：变频调速；SOHO变频器；实验系统；节能2.2kW squirrel cage motorVariable frequencyspeed-governing experiment system designAbstractFrequency control of motor speed is the development direction of AC variable speed. The traditional AC speed regulation includes stator variable voltage speed control, rotor series resistance speed, pole changing control and cascade control , etc..Although these speed control methods have excellent performances in some indicators, but there are many problems in different applications.Such as low accuracy, step speed regulating,large, harmonic pollution, low power factor. So the versatility is pared with traditional speed control technology, frequency control has great advantages, small, light weight, high control precision, the perfect protection, safe and reliable operation, versatile. so the transmission system has excellent performance, the most particular advantage is impressive energy saving.This topic build a VVVF experimental system with Korea SOHO inverter, mainly to solve load simulation of the AC speed regulating system，the key technology of the feedback of the renewable electricity and efficient energy saving.The system uses a dual-motor coupling drag design, easily access to the continuous change proces of the motor response or the four-quadrant operation of the potential load, focusing protruding Frequency Control advantages of high precision, safety, reliablity, and considerable energy saving effect. The experimental platform can be the conclusions of the frequency conversion technology in teaching, research and application of the theory of the phenomenon and the dynamic process to give a compreh ensive experimental validation.It’s not only for the electrical control professional students to do experimental study of the electrical experiments and automation, but also for the experimental and testing purposes of actual workers in motor performance . Key words: frequency control of motor speed; SOHO inverter; experimental system; energy saving河南理工大学毕业设计（论文）说明书目录1绪论 (1)1.1研究现状 (1)1.2变频调速的实际应用 (1)1.3变频调速的发展趋势 (2)1.4课题的研究意义 (2)2变频调速基础 (4)2.1变频调速基本原理 (4)2.2变频器控制方式 (4)2.3变频器的工作原理 (6)3硬件设计 (11)3.1设备选型 (11)3.1.1电动机的选定 (11)3.1.2变频器的选定 (11)3.1.3外围器件的选定 (13)3.2主电路设计 (15)3.3系统功能分析 (18)3.3.1负载模拟 (18)3.3.2电能回馈 (22)3.3.3系统功能实验 (23)4系统保护 (24)4.1过流保护 (24)4.2过载保护 (25)4.3电压保护 (25)5软件设计 (27)5.1参数分析 (27)5.2SOHO变频器具体参数设定 .................................................... 错误！未定义书签。
变频器的工作原理及主回路的构成
变频器的工作原理及主回路的构成1. 变频调速原理①变频器的功用变频器的功用是将频率固定（通常为工频50Hz）的交流电（三相的或单相的）变换成频率连续可调（多数为0～400Hz）的三相交流电源。
如图所示，变频器的输入端（R.S.T）接至频率固定的三相交流电源，输出端（U.V.W）输出的是频率在一定范围内连续可调的三相交流电，接至电动机。
②变频调速的工作原理由式可知，当频率f连续可调时，电动机的同步转速也连续可调。
又因为异步电动机的转子转速总是比同步转速略低一些。
所以，当连续可调时，也连续可调。
2. 变频器的类别按电压的调制方式分⑴PAM（脉幅调制）变频器输出电压的大小通过改变直流电压的大小来进行调制。
在中小容量变频器中，这种方式几近绝迹。
⑵PWM（脉宽调制）变频器输出电压的大小通过改变输出脉冲的占空比来进行调制。
目前普遍应用的是占空比按正弦规律安排的正弦波脉宽调制（SPWM）方式。
3. 变频器的额定值和频率指标⑴输入侧的额定值主要是电压和相数。
在我国，中小容量变频器中，输入电压的额定值有以下几种（均为线电压）：①380V，3相这是绝大多数（CT变频器为380V～480V±10％）。
②220V，3相主要用于某些进口设备中。
③220V，单相主要用于家用小容量变频器中。
此外，对输入侧电源电压的频率也都作了规定，通常都是工频50Hz或60Hz。
⑵输出侧的额定值①输出电压由于变频器在变频的同时也要变压，所以输出电压的额定值是指输出电压中的最大值。
在大多数情况下，它就是输出频率等于电动机额定频率时的输出电压值。
通常，输出电压的额定值总是和输入电压相等的。
②输出电流是指允许长时间输出的最大电流，是用户在选择变频器时的主要依据。
③输出容量取决于和的乘积。
④配用电动机容量对于变频器说明书中规定的配用电动机容量，需说明如下：a. 它是根据下式估算的结果：式中--------电动机的效率----------电动机的功率因数由于电动机容量的标称值是比较统一的，而和值却很不一致，所以配用电动机容量相同的不同品牌的变频器的容量却常常不相同。
安川变频器主电路图及图说
D9
R29 2.2k R30 2k D13 R43 3k C1 0.33 R41 3.3k C18 R42 3k D14
R44 1.2k
U4 TLP250 1 Nc 2 IN+ Vcc 8 Nc 7 OUT 6 GND 5
R31 75R Vcc GF/OC Vss
Q8 C3694 R40 5R3W Q9 A1444 2CN
《616G3-55kW 安川变频器》主电路图说
所有变频器主电路的结构都是相似的，乃至于是相同的。而安川变频器的主 电路和台湾东元变频器的主电路更是如出一辙。稍后我观察到两机的控制面板是 一样的，控制面板和参数的设置也是相似的。发现两种从硬件到软件都相似甚至 于是相同的机器，给安装调试与维修，都会带来很多的方便。只要手头有一种技 术资料参考，就可以调试和维修二种设备了。 打开这两种大功率变频器的外壳，检查主电路时，安装于逆变模块上方（与 模块并联的）的六只长方形盒体状的大东西，首先会引起我们的兴趣——与每相 上臂 IGBT 管子并联的是型号为 MS1250D225P，与下臂 IGBT 管子并联的型号为 MS1250D225N。用句网络上的话说：这究竟是个什么东东？安装于此处意欲何为 呢？ 大凡并联在 IGBT 管子上的东西，或电容或阻容网络，均是为保护 IGBT 管子 而设置的。即当该管子截止时，快速消耗掉反向电压所形成的能量，提供一个反 向电流的通路，以保护 IGBT 管子不承受（实质上是使其承受得少一点罢了）反压 的冲击。众所周知，无论是双极型或是场效应器件，在承受正向电压上往往有一 定的富裕量， 但对于反向电压的耐受能力却是极其脆弱的。 所以在 IGBT 管子上并 联的一嘟喽一嘟喽的东西，可以说都是完成此一消耗反压任务的。 需要说明的是：MS1250D225P 和 MS1250D225N 的内部电路，笔者并未打开实 物进行验证，模块损坏后，这两种器件往往都是完好的，所以也不便将其破坏后 拆解。上图的内部电路是据测量揣摩画出的，仅为读者朋友提供一个参考。我查 找了大量资料和在网络上进行了搜寻，均未找到此元件的资料。从揣测电路的基 础上进行原理上的分析，显然容易产生误导。故暂时省略对其原理的解析。 但在模块上并联了此类元件后，将在检修上给我们带来新的体验。见下述。 按照常规的检修方法，我们在更换损坏的模块后，进行通电试验前，须将上
变频器主回路测量方法
变频器主回路测量方法变频器主回路测量方法是工程领域中的重要内容，以下是50条关于变频器主回路测量方法的详细描述：1. 确定变频器主回路的电压和电流测量点，通常包括输入电压和电流、输出电压和电流等。
2. 在测量前，需要仔细检查电路接线是否正确，确保安全可靠。
3. 使用合适的电压表和电流表进行主回路参数的测量。
确保测量设备的准确度和合格性。
4. 监测变频器主回路电压，在不同负载和运行状态下进行测量，以获得全面的数据。
5. 注意电压测量的时间点，针对不同的运行状态选择合适的时间进行测量，以获取真实的数据和波形。
6. 记录电压测量结果，并与设备规格进行对比，发现异常情况及时处理。
7. 测量变频器主回路电流时，注意电流传感器的连接方式和精度，确保测量的准确性。
8. 根据电流测量值，计算主回路的功率参数，可用于评估设备负载情况。
9. 在测量电流时，留意电流的波形和变化规律，发现电流异常情况时及时排查并处理。
10. 重点关注电压和电流的谐波情况，可使用功率质量分析仪等设备进行谐波分析。
11. 考虑使用示波器等设备对主回路电压和电流进行实时监测和分析。
12. 将主回路的测量数据与变频器参数进行比对，查找设备性能的潜在问题。
13. 关注变频器主回路中的绝缘测试，确保设备在安全可靠的状态下运行。
14. 深入了解主回路中各部件的工作原理和特性，有利于更准确地进行测量和分析。
15. 对变频器主回路中的功率元件进行温升测试，监测设备的散热情况和工作温度。
16. 如果适用，进行电磁兼容性测试，避免主回路中的干扰影响其他设备的正常运行。
17. 注意变频器主回路中的接地情况，确保设备接地良好，避免接地故障引发安全问题。
18. 使用适当的测试仪器和设备进行主回路的电磁干扰测试，确保设备符合相关标准。
19. 考虑在测量主回路电压和电流时，采集数据进行实时监控，以观察设备在不同条件下的表现。
20. 在测量前，关闭变频器并断开电源，确保操作的安全性和可靠性。
轧钢厂辊道西门子变频传动控制系统研究
83C omputer automation计算机自动化轧钢厂辊道西门子变频传动控制系统研究辛叙征（承德钢铁集团有限公司，河北 承德 067000）摘 要：变频传动控制系统是轧钢厂重要的传动控制系统。
本文根据轧机输送辊道的技术特点和传动系统的要求，提出了变频调速系统的总体设计方案，最后对变频调速的主电路和控制电路调节系统和实现控制的软、硬件进行了简单说明，仅供参考。
关键词：6SE70变频器：变频调速；输送辊道中图分类号：TF30 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）04-0083-2 收稿日期：2021-02作者简介：辛叙征，男，生于1984年，满族，河北承德人，本科，工程师，研究方向：电气工程及其自动化。
现阶段，经济发展速度逐渐加快，工业手段中智能化设备和自动化设备逐渐出现和应用，而变频器驱动作为生产过程时主要的自动化设备在钢铁企业中得到了广泛应用。
这主要是因为变频器驱动具有较好的智能化设备功能，与网络之间能够形成良好的互通和共融，对信息可以实现最短时间内的传递，为工业的可持续发展开拓了良好的方向。
同时变频驱动器对于传统的工业发展和产业的进步也有一定的创新作用，对推动产品的质量升级和优化改造具有一定的意义，可有效降低企业生产能源的消耗和对资源的浪费，从而可以更好的推动整个企业生产技术的更新和换代。
1 变频器的基本结构及工作原理变频器作为一种电源装置，可以有效的改变频率和电压。
通常情况下，变频器主要分为两个大类，区分依据主要为转换链接的不同，分别为AC-AC 变频器和AC-DC-AC 变频器。
交流变频器可以对交流电进行频率的转化，主要将固定频率转化为连续可调的频率，省时省力，操作过程较为简单，使用交流变频器可以最大程度的节约时间。
对于AC-DC 转换器而言，在对交流电进行转化的过程中，可能会出现变直流电为交流电，这主要是因为该环节步骤操作较为简便，很大程度上节约了人力和物力，对于电动机效率的提升也有促进作用。
矿井主要通风机变频系统改造
Ｑ １ Ｆ。 （） ３ 电机 Ｍ１经 由变频 器 Ｔ ２变频 运行 时 ， Ｆ 断开 Ｋ 、 Ｍ１ Ｋ 、 Ｍ Ｋ ， 上 Ｋ ７、Ｋ Ｍ３ Ｋ 、 Ｍ２ Ｋ ４、 Ｍ５ 合 Ｍ Ｍ８及 Ｑ １ Ｆ。
电路 为基 本 的“ 直交 ” 相 逆 变 器 ， 构 如 图 ３所 交 单 结 示 ， 个 功率单 元 结构 上完 全一 致 ， 以互换 。功 率 每 可 单元 由相 应 的变 压器 二 次 绕 组 供 电 ， 间采 用 电容 中 器组 滤 波和储 能 ， 出侧 为 ４只 Ｉ Ｂ 输 Ｇ Ｔ组成 的 Ｈ桥 。
ｔ ｈｅ ａ ｔ ｌｒ ｑ ｒ ｄ ａ ｒｑ ｎｔ ｙ ｏ ｙ ｔｍ ． ｅ ａ ｌｃ ｔ ｎ ｏ ｈｉ ｔ ｏ ｍｐ ｏ ｅ ｈ ｅｉｂｉ ｔ ｎ ｔ ｏ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｏ ｔ ｃｕａ ｅ ｕｉｅ ｉ— ｕａ ｉ ｆｓ ｓｅ Ｔｈ ｐｐｉ ａｉ ｆｔ ｓ ｍｅ ｈ ｄ ｉ ｒ ｖ ｄ ｔ ｅ ｒｌａ ｌ ｙ ａ ｄ ｇｅｓｇ ｏ ｏ ｔｏ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ， ｔ ｏ ｉ
通 风机在 设计 选 型 时 ， 以最 大 开 采 量 时所 需 风 量 为
依 据 ， 留有 ５ ～１ ％ 的余 量 ， 大 多 数风 机 负 载 且 ％ ０ 但
率在 ５％ ～ ５ ， ５ ７ ％ 造成设 备 无法 经 济 、 理 运行 ； 合 ② 采用 主 电路 串 电抗 器 的 方法 启 动 ， 过 人 工 调 整 通 叶片 角度 实现 风量 调节 ， 风机 一经 启动 就全 速运 行 ， 浪 费 了大 量 的能源 ， 并造 成通 风机 机械 寿命 短 、 备 设 维 修 工作量 大 等 问题 。 变频 调 速 装 置作 为 一 种新 型 的 电力 变 换 装 置 ，
线 分段 制 ， 两路 电源 进 线 ， 由联 络 柜 实现 互 为 备 用 。
变频器的工作原理 主回路结构 主回路各部分的结构和功能
进线侧组件(进线滤波器)用于限制和保护整流元件，防止电流电压瞬时或者持续升高，并且确保连接设备符合相应的EMC 标准。
进线滤波器适用于接地系统（带星形接地点的TN 或TT 系统）。
进线谐波滤波器可将变频装置的低频谐波限制在12脉冲整流的谐波水平。
如果使用进线谐波滤波器，变频装置必须选用进线电抗器。
对于电网条件不是太好的场合，推荐选用进线电抗器，它既能抑制变频装置产生的过高谐波电流（从而防止过载），又能用于将谐波限制在允许值以内。
谐波电流通过进线电抗器的电感和电源电缆的总电感来限制。
如果电源输入电感足够大（即RSC 的值必须足够小），则可将进线电抗器省去。
当传动工作在制动状态或可控停车时（如急停），就需要使用制动模块和匹配的制动电阻。
制动模块由功率电子器件及其相应的控制电路组成。
工作电源来自直流回路。
制动工作时，直流回路的过多能量通过外部制动电阻耗散掉。
制动模块独立于变频调速器控制而自主工作。
要求每套制动电阻器将对应一个制动模块. 制动模块与制动电阻间的电缆最大允许长度为100m.输出侧组件:输出电抗器可以降低变频器电机端产生的电压斜率，从而降低电机绕组的电压应力。
同时还可以延长电缆长度. dv/dt+VPL （电压尖峰抑制器）滤波器可将电压上升率dv/dt限制在小于500 V/ μs 的范围内, 采用dv/dt+VPL 滤波器时的最大电机电缆长度：• 屏蔽电缆：300 m （例如，Protodur NYCWY）• 非屏蔽电缆：450 m （例如，Protodur NYY ）dv/dt+VPL 滤波器包括两个部件，可以作为分立单元分开供货：• dv/dt 电抗器• 电压限制器，切断电压峰值，并将能量反馈到直流回路。
正弦波滤波器用于380V 至480V 的电压范围（功率可达250kW, 最大输出频率为150 Hz）或500V 至600V 的电压范围（功率可达132kW, 最大输出频率为115 Hz）。
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OI 3 8 2. 1 � OI
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接连气电
0061 0061 008 008
8941 9631 647 486
084 004 042 022
。求要计设足满�� C� 001� A 091 �� VA � TV I 的 271 D DM 查 A 9 . 6 81 � 67 1 � 3 82 . 1 � 86 3 . 0 � 5 . 1 � 5 . 1 �
D
I
���0 8 1 VA � T I ���0 2 1 VA � T I 3
D
I 736 . 0 �
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�值 均平
D
I 7 75 . 0 �
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� TI
�值
效有 流 电 的管 流 整 过 流
算计桥流整
。求要足满可们他�� C � 0 0 1� A 6 0 1 � AT I 的 N 6 0 1 DD �� C� 5 0 1� A 0 2 1 � AT I 的5 9 DDM 查 A 6. 9 1 1 ~ 3. 1 8 � 5.3 4 1 3 ) 5. 2 ~ 7. 1( � 6
pn
I
) 5. 2 ~ 7. 1( � aT I 6
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1例 管流整组三用采器频变 W K 0 6 � 数路支联并为 p n 臂桥组一时载过许允为 I
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8 6 3. 0 � I
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�中式 ) 5. 2 ~ 7. 1( � aT I
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