变频器基本原理与构成
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，包括其基本构成、工作过程和应用场景。
二、基本构成1. 整流器：变频器的输入端通常接收交流电源，整流器将交流电转换为直流电。
常见的整流器有整流桥等。
2. 滤波器：滤波器用于平滑直流电信号，消除电源波动和噪声。
3. 逆变器：逆变器将直流电转换为可调频的交流电。
逆变器通常由晶闸管、功率管等元件组成。
4. 控制器：控制器是变频器的核心部份，用于监测和调节变频器的工作状态。
控制器通常由微处理器、传感器等组成。
5. 保护装置：保护装置用于监测变频器的工作温度、电流和电压等参数，以保证变频器的安全运行。
三、工作过程1. 输入电源：变频器的输入端接收交流电源，通常为三相交流电。
2. 整流：交流电经过整流器转换为直流电。
3. 滤波：滤波器对直流电进行滤波处理，使其变得平滑稳定。
4. 逆变：逆变器将直流电转换为可调频的交流电。
逆变器的输出频率可以根据需要进行调节。
5. 控制：控制器监测变频器的输入和输出电流、电压、频率等参数，并根据设定的要求调节逆变器的工作状态。
6. 输出：变频器将调节后的交流电输出给负载，如机电等。
四、应用场景1. 工业生产：变频器广泛应用于各种工业生产中，如机械创造、化工、纺织、电子等行业。
通过调节变频器的输出频率和电压，可以实现对机电的精确控制，提高生产效率。
2. 节能环保：变频器可以根据负载的需求调节机电的运行速度，避免机电长期运行在高速状态下，减少能耗，实现节能效果。
同时，变频器还可以减少机电的起动冲击，降低噪音和振动，对环境友好。
3. 电梯和升降机：变频器在电梯和升降机中的应用非常广泛。
通过调节变频器的输出频率和电压，可以实现电梯和升降机的平稳运行和精确控制。
4. 空调和通风系统：变频器可以根据室内温度和湿度等参数，调节空调和通风系统的运行状态，实现舒适的室内环境，提高能源利用效率。
五、总结本文详细介绍了变频器的工作原理，包括其基本构成、工作过程和应用场景。
高压变频器工作原理
高压变频器工作原理一、概述高压变频器是一种用于调节电机转速的电力调节设备，广泛应用于工业生产中。
通过改变电源输入电压和频率，控制电机的转速和负载，从而实现对工业生产过程的精确控制。
本文将详细介绍高压变频器的工作原理，包括其基本构成、工作原理和应用场景。
二、基本构成高压变频器主要由整流器、逆变器、滤波器、控制电路和保护电路等组成。
1. 整流器：将交流电源转换为直流电源，通常采用整流桥电路实现。
2. 逆变器：将直流电源转换为可变频率的交流电源。
逆变器通常采用IGBT（绝缘栅双极性晶体管）作为开关元件，通过控制开关元件的开关频率和占空比来调节输出电压和频率。
3. 滤波器：用于滤除逆变器输出中的谐波和干扰，保证输出电压的纯净度和稳定性。
4. 控制电路：负责接收用户输入的控制信号，通过对逆变器的控制来实现对电机转速的调节。
5. 保护电路：用于监测和保护高压变频器的工作，包括过电流保护、过温保护、短路保护等功能。
三、工作原理高压变频器的工作原理可以分为三个步骤：输入电源调整、逆变器输出调整和电机转速调整。
1. 输入电源调整：高压变频器首先将输入的三相交流电源通过整流器转换为直流电源。
整流器采用整流桥电路，将交流电源的负半周和正半周分别转换为直流电压。
整流后的直流电压经过滤波器平滑处理，得到稳定的直流电源。
2. 逆变器输出调整：经过整流和滤波后的直流电源被送入逆变器，逆变器通过控制开关元件的开关频率和占空比来调节输出电压和频率。
逆变器采用IGBT作为开关元件，通过不断切换开关状态来生成可变频率的交流电源。
逆变器输出的交流电源经过滤波器滤除谐波和干扰，得到纯净且稳定的输出电压。
3. 电机转速调整：逆变器输出的交流电源被送入电机，通过调节输出电压和频率来控制电机的转速。
高压变频器的控制电路接收用户输入的控制信号，根据用户需求调节逆变器的输出电压和频率，从而控制电机的转速。
控制电路还可以根据电机的负载情况进行动态调整，保证电机的运行稳定和效率。
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。
变频器的原理,组成
1、什么是变频器？变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频（50Hz）电源变换为另一频率的电能控制装置。
2变频器的组成：变频器实际上就是一个逆变器.它首先是将交流电变为直流电.然后用电子元件对直流电进行开关.变为交流电.一般功率较大的变频器用可控硅.并设一个可调频率的装置.使频率在一定范围内可调.用来控制电机的转数.使转数在一定的范围内可调，变频器广泛用于交流电机的调速中。
变频器不仅调速平滑，范围大，效率高，启动电流小，运行平稳，而且节能效果明显。
因此，交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统，越来越广泛的应用于煤炭、冶金、纺织、印染、空调，烟机生产线及楼宇、供水等领域。
变频器一般分为整流电路、平波电路、控制电路、逆变电路等几大部分。
1. 整流电路整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。
整流电路一般都是单独的一块整流模块.2. 平波电路平波电路在整流器、整流后的直流电压中含有电源6倍频率脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动，为了抑制电压波动采用电容和电感吸收脉动电压(电流)，一般通用变频器电源的直流部分对主电路而言有余量，故省去电感而采用简单电容滤波平波电路。
3. 控制电路现在变频调速器基本系用16位、32位单片机或DSP为控制核心，从而实现全数字化控制。
变频器是输出电压和频率可调的调速装置。
提供控制信号的回路称为主控制电路，控制电路由以下电路构成：频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”。
运算电路的控制信号送至“驱动电路”以及逆变器和电动机的“保护电路变频器采取的控制方式有：速度控制、转矩控制、PID控制或其它方式4 逆变电路逆变电路同整流电路相反，逆变电路是将直流电压变换为所要频率的交流电压，以所确定的时间使上桥、下桥的功率开关器件导通和关断。
从而可以在输出端U、V、W三相上得到相位互差120°电角度的三相交流电压3.IGBTIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型功率管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件, IGBT驱动功率小而饱和压降低。
变频器工作原理
变频器工作原理一、概述变频器是一种用于调节电机转速的电子设备，广泛应用于工业生产和家用电器中。
它通过改变电源的频率和电压，控制电机的转速，实现对电机的精确控制。
本文将详细介绍变频器的工作原理。
二、基本原理变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
其工作原理可以分为以下几个步骤：1. 输入电源变频器的输入电源通常为交流电源，电压和频率可以根据实际需求进行调整。
输入电源经过整流器和滤波器的处理后，得到稳定的直流电源。
2. 逆变器逆变器是变频器的核心部件，它将直流电源转换为可调节的交流电源。
逆变器通过控制开关管的导通和断开，改变电源的频率和电压。
通常采用的逆变器有PWM逆变器和SPWM逆变器两种。
3. 控制电路控制电路是变频器的智能部分，它通过接收外部的控制信号，对逆变器进行调节，以实现对电机的精确控制。
控制电路可以根据需求，实现多种控制方式，如速度闭环控制、矢量控制等。
4. 输出电源经过逆变器和控制电路的处理，变频器将调整后的交流电源输出给电机。
电机根据接收到的电源信号，调整转速和转矩，实现精确的控制。
三、工作流程变频器的工作流程可以简单描述为以下几个步骤：1. 电源接入将变频器的输入端与交流电源连接，确保电源稳定并符合变频器的额定电压和频率要求。
2. 参数设置通过控制面板或上位机软件，设置变频器的参数，包括电机额定功率、额定电流、转速范围等。
3. 控制信号输入根据需要，将外部的控制信号输入到变频器的控制端口，如模拟信号、数字信号或通信信号。
4. 控制电路处理控制电路接收到控制信号后，根据设定的参数和控制算法，对逆变器进行调节，生成相应的电源信号。
5. 电机控制经过逆变器调节后的电源信号被输出给电机，电机根据接收到的信号，调整转速和转矩，实现精确的控制。
四、应用领域变频器广泛应用于工业生产和家用电器中，以下是一些常见的应用领域：1. 工业生产变频器在工业生产中，可用于控制各种类型的电机，如水泵、风机、压缩机等。
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。
变频器基本工作原理与构成
主回路器件
七、汇川变频器主回路器件 1、整流桥（SIZE-D以下，整流桥与IGBT等封装在一起，称 为PIM，厂家：TYCO，SEMIKRON、EUPEC、FUJI等） 2、逆变IGBT （SIZE-D以下，整流桥与IGBT等封装在一起， 称为PIM，SIZE-E/I是六管封装、SIZE-F/G/H是双管封装。） 3、大电解电容，作用：储能和滤波，供应商：海立。 4、SIZE-E及以下使用继电器，SIZE-F及以上使用直流接触 器。 5、电流检测部分： SIZE-E及以下使用分流器及光耦， SIZE-F及以上使用霍尔。 6、直流电抗器能提高功率因数，抑制谐波等，对整流桥和电 解电容都有好处，SIZE-D以下由于体积限制，没有装，SIZED/E/F内置，SIZE-G以上是标配外置。
基本构成
二、件
主回路 元器件
单板
钣金件 塑胶件
性能
功能
功率范围
三、功率范围
汇川变频器的功率大小从单相0.2KW一直到315KW，涵盖在 SIZE-A、B、C、D、E、F、G、H、I共9种大小的箱体结构中。 如下表所示：
SIZE A
B
C D E F G H I
输入电源 单相220VAC 单相220VAC 三相380VAC 三相380VAC 三相380VAC 三相380VAC 三相380VAC 三相380VAC 三相380VAC 三相380VAC
基本原理
一、基本原理
1、变频器是一种控制交流电机运转的控制器。它 把固定频率（我国为50HZ）的交流电源变成频率电 压可调的交流电源，从而控制电机的转速。异步电 机转速公式如式(1)所示：
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系列
四、系列
1、 汇川变频器有两大基本系列：MD300和MD320， 其本质区别在于控制板不一样，对应功率的MD300 和MD320变频器，除了控制板不一样，其他器件都 一样。具体的对外型号可以参考说明书
2、在两大基本系列的基础上又拓展出了MD330、 ME320、ME310、同步机、一体化控制器、阀门变 频器、单锭等。
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变频器基本原理与构成
2006年3月
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基本原理
一、基本原理
1、变频器是一种控制交流电机运转的控制器。它把 固定频率（我国为50HZ）的交流电源变成频率电压 可调的交流电源，从而控制电机的转速。异步电机 转速公式如式(1)所示：
n=[60*f/p]*(1-s) ----------------(1) n：电机转速（r/min） f：电源频率（HZ） p：电机磁极对数 s：转差率
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其他器件及板子
八、其他器件及板子 1、散热是变频器最重要的方面。汇川全部变频器都采用直流 风扇。（个别小机器没有风扇） 2、MD320系列变频器使用的是同一块控制板MT152KZ， MD300系列变频器使用的是同一块控制板ET152KZ。除SIZEA特殊外，所有变频器都有一块DSP板，焊接在驱动板上。 3、所有变频器都有一块驱动板，产生变频器需要的各种电源 电压及驱动、检测电路。 4、SIZE-E有一块继电器板，SIZE-F有防雷板、电阻板。 SIZE-G/H/I有防雷板、电阻板、风扇电源板。 5、单板常用器件：电阻、电容、变压器、光耦、IC、二极管、 三极管、稳压管、电缆等等。
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基本原理
变频器综合了电子技术、电机控制、计算机技术、控 制技术等多种技术为一体。是一种广泛应用于各行 各业的电力电子设备，它通过控制电机的旋转速度 来满足各行业的需求，因此它的英文缩写为 MDI： MOTOR DRIVE INVERTER
控制模式：变频器一般有三种基本方式可选择：
1）有速度传感器矢量控制，闭环矢量 2）无速度传感器矢量控制，开环矢量 3）V/F控制
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基本构成
二、基本构成
变频器
硬件
结构
软件
主回路 元器件
单板
钣金件 塑胶件
性能
功能
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功率范围
三、功率范围
汇川变频器的功率大小从单相0.2KW一直到315KW，涵盖在 SIZE-A、B、C、D、E、F、G、H、I共9种大小的箱体结构中。 如下表所示：
SIZE A
B
C D E F G H I
2、功能软件：满足客户的诸如：何时运行、何时 停止、正传、反转、端子控制、键盘控制、输出故 障信号等要求。对于MD320系列而言，功能软件主 要在控制板上的单片机中，MD300的控制板上没有 可烧录软件的芯片，因此功能软件也在DSP板上。
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主回路器件
七、汇川变频器主回路器件 1、整流桥（SIZE-D以下，整流桥与IGBT等封装在一起，称 为PIM，厂家：TYCO，SEMIKRON、EUPEC、FUJI等） 2、逆变IGBT （SIZE-D以下，整流桥与IGBT等封装在一起， 称为PIM，SIZE-E/I是六管封装、SIZE-F/G/H是双管封装。） 3、大电解电容，作用：储能和滤波，供应商：海立。 4、SIZE-E及以下使用继电器，SIZE-F及以上使用直流接触 器。 5、电流检测部分： SIZE-E及以下使用分流器及光耦， SIZE-F及以上使用霍尔。 6、直流电抗器能提高功率因数，抑制谐波等，对整流桥和电 解电容都有好处，SIZE-D以下由于体积限制，没有装，SIZED/E/F内置，SIZE-G以上是标配外置。
3、众多的非标产品。
4、模块化结构及众多的选配件（通讯卡、I/O卡、 供水卡、注塑机卡、参数拷贝卡、PG卡等）
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汇川变频器结构
五、汇川变频器结构（整体效果呈汇川蓝） 1、SIAE-A通体是蓝色塑胶壳。 2、SIZE-B、C上半部分是蓝色塑胶壳，下
半部分是散热器。 3、SIZE-D上半部分是蓝色塑胶壳，下半
输入电源 单相220VAC 单相220VAC 三相380VAC 三相380VAC 三相380VAC 三相380VAC 三相380VAC 三相380VAC 三相380VAC 三相380VAC
涵盖功率（KW） 0.2、0.4、0.75 0.4、0.75、1.5、2.2 0.75、1.5、2.2
3.7、5.5 7.5、11、15 18.5、22、30 37、45、55
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主回路原理图
4、变频器主回路原理如图1所示：
整流D1
D3
D5
D2
D4
D6
K1
C4
制动单元
C5
逆变部分
电流检测
U
V
电机
W
图1：主回路原理图
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汇川变频器现在应用的主要行业
5、汇川变频器现在应用的主要行业： 1）、电梯：无锡新纺、江南佳捷、广州永日 2）、拉丝：50％ 3）、钢帘线：10％ 4）、机床：浙江、无锡、大连机床厂 5）、塑机：联塑、安富、台联 6）、印包：20% 7）、纺织：宏源集团 8）、陶瓷：新中源、蒙娜丽沙 9）、线缆：5％ 10）、改造：冶金、供热
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变频器优缺点
2、使用变频器的好处。 a、调速方便（相对与调压调速、转子电子调速等）。 b、节能（与具体负载、使用情况有关）。 c、启动电流小、对电网冲击小（与直接启动比）。 d、功能多样，有利于自动化生产、提高生产效率及自动化水 平。
3、使用变频器的坏处： a、对其他设备干扰大。 b、输出电压是PWM波形，对电机温升及绝缘有不利影响。 c、是一个故障源，容易损坏（相对而言）。 d、调试、维护等需要一定的技术水平。
部分是灰色钣金件。 4、SIZE-E（即18.5KW）以上通体采用的
是钣金件结构，以前是灰色外观，06年4月 份以后改为蓝色外壳。
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汇川变频器软件
六、汇川变频器软件 1、性能软件：烧制在DSP板上的DSP中，其核心
是根据电压及负载电流，来控制6个逆变IGBT的导 通与关断，从而控制电机的运转。指标比如：电机 出力的大小，加减速的性能等等。