变频器原理及应用实例
变频的原理与应用
变频的原理与应用一、概述变频技术作为一种先进的电力调节技术，广泛应用于各个领域。
本文将详细介绍变频的原理及其在不同领域中的应用。
二、变频的原理变频器通过改变电源频率来控制电机的转速，从而实现对电机的调节。
具体而言，变频器将交流电源输入经过整流、滤波、逆变等处理后，得到所需的变频电源输出。
其主要原理可以概括如下：1.输入电源整流滤波：将交流电源通过整流电路转换为直流电源，并经过滤波电路削去输出纹波。
2.逆变输出：将直流电源通过逆变器电路转换为可调节的交流电源输出，在逆变过程中通过改变逆变电路的开关频率来实现输出频率的调节。
3.控制单元：变频器通过控制单元对逆变器进行调节，实现频率、电压等参数的控制。
常见的控制方式包括串行通信、模拟控制和数字控制等。
三、变频的应用1. 工业领域变频技术在工业领域中得到了广泛应用，主要体现在以下几个方面：•变频电机驱动：传统的电机驱动方式使用固定频率的电源供电，而变频电机驱动将电机与变频器相结合，可以实现对电机转速的精确控制，大大提高了生产效率。
•节能降耗：通过变频器控制电机转速，能够根据实际负载情况自动调整电机的输出功率，以达到节能降耗的目的。
•调速精度高：变频器可以实现电机转速的精确控制，适用于对转速要求较高的设备，如机床、风机、泵等。
2. 暖通空调领域暖通空调系统是变频技术应用的又一个重要领域，其主要应用在以下几个方面：•变频压缩机：传统的空调系统使用固定频率的压缩机，无法根据负载变化的实际需求进行调节。
而采用变频技术的空调系统可以根据室内温度、负载情况等实时调整压缩机的转速，从而实现能耗的降低。
•精确控制温度：变频技术可以实现空调系统的整体调节，根据室内外温度、湿度等参数来精确控制空调的运行，提供更加舒适的室内环境。
•节能环保：通过变频技术，空调系统可以实现高效运行，避免能量的浪费，达到节能环保的目的。
3. 水处理领域在水处理领域，变频技术也起到了重要作用，常见应用包括：•潜水泵变频调速：将潜水泵与变频器相结合，能够根据实际需求调整泵的运行频率和转速，从而实现水位的稳定控制。
变频器的控制原理与应用实验
变频器的控制原理与应用实验1. 引言变频器（Variable Frequency Drive，简称VFD）是一种用于控制交流电动机转速的设备。
它通过调整电源频率来改变电机的转速，从而实现对电机的精确控制。
本文将介绍变频器的控制原理及其在实际应用中的实验。
2. 变频器的控制原理变频器的控制原理主要基于电力电子技术和数字控制技术。
其基本工作原理如下：•整流器：变频器的输入端接入交流电源，通过整流器将交流电转换为直流电。
整流器通常采用可控硅器件，实现对电流的精确控制。
•中间电路：直流电经过中间电路进行滤波和电压调节，以保证稳定的直流电源供给给逆变器。
•逆变器：逆变器将直流电转换为交流电，并通过调整交流电的频率来控制电机的转速。
逆变器通常采用高性能的智能功率模块，具有良好的动态响应和稳定性。
变频器的控制原理实际上是通过调整逆变器的输出频率来改变电机的转速。
通过对逆变器的控制策略和参数配置，可以实现对电机转速的精确控制。
3. 变频器的应用实验为了更好地理解和应用变频器，我们进行了以下实验：3.1 实验设备和材料•一个变频器•一台交流电动机•一台电源•相关连接线和控制器3.2 实验步骤1.将电源连接到变频器的输入端，并将变频器的输出端连接到电动机的输入端。
2.使用控制器配置变频器的控制策略和参数，包括输出频率、过流保护等。
3.启动电源，打开变频器并将其设置为运行状态。
4.通过控制器调整变频器的输出频率，观察电动机的转速变化。
5.测试并记录不同频率下的电动机转速和电流。
3.3 实验结果和分析通过实验，我们观察到以下现象和结果： - 随着变频器输出频率的增加，电动机转速增加。
- 在一定频率范围内，电动机的转速和电流成正比关系。
- 超出一定频率范围后，电动机的转速不再增加，电流却继续增加。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：- 变频器可以精确控制电动机的转速，以满足不同应用需求。
- 在使用变频器时，需要根据实际情况配置适当的控制策略和参数，以提高电机运行效率并保护设备安全。
变频器工作原理及应用
变频器工作原理及应用一、变频器的定义变频器是一种电子器件，用于控制交流电动机电能的变频调速设备，通过改变电机的输入电压、频率实现电机的调速并控制其运行。
在工业生产中，变频器被广泛应用于各种设备的调速控制和能效优化。
二、变频器的工作原理变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和控制系统组成。
其工作原理如下：1.整流器当市电供电时，整流器将交流电转换为直流电并存储在电容器中，以备逆变器的使用。
2.滤波器滤波器用于净化整流器输出的直流电，消除电压的脉动以保证电压平稳。
3.逆变器逆变器是变频器的核心部件，将直流电转换为有可调频率和电压的交流电，控制电机的转速。
4.控制系统控制系统通过监测电机的运行状态、用户的输入信号以及内部参数，调整逆变器输出的频率和电压，实现对电机的精准控制。
三、变频器的应用1.电梯行业变频器在电梯控制系统中起到了关键作用，通过调整电梯电机的转速，实现快速运行、平稳停靠，提升了乘坐舒适度和安全性。
2.工业生产在各种生产设备中广泛使用变频器，通过调节设备的运行速度，实现生产过程的自动化控制，节约能源并提高生产效率。
3.空调系统变频器在空调系统中用于调节压缩机的转速，根据室内温度实时调整冷凝器的工作状态，提供舒适的室内环境并节约能源。
4.风力发电在风力发电系统中，变频器将风机输出的不稳定交流电转换为稳定的电网接入电能，提高了发电效率并实现了大规模清洁能源供应。
结语变频器作为一种重要的电气设备，其工作原理和应用领域非常广泛。
随着科技的发展和产业的进步，变频器在能效优化、设备控制等方面的应用将会越来越重要，为工业生产和生活带来更多便利和效益。
变频器定义及工作原理概述
变频器定义及工作原理概述引言：变频器是一种用于调节电机转速和控制电机运行的电子设备。
它在工业和家庭应用中广泛使用，可以提供更高的能效和更精确的控制。
本文将介绍变频器的定义以及其工作原理。
一、变频器的定义1.1 变频器的概念变频器，也被称为变频调速器或变频驱动器，是一种用于改变电机转速的设备。
它通过改变电源频率来调节电机的转速，从而实现对电机运行的控制。
1.2 变频器的作用变频器可以将固定频率的电源输入转换为可调节频率的电源输出，使电机能够以不同的速度运行。
它能够实现电机的启动、停止、加速和减速，并且可以根据需要进行精确的速度控制。
1.3 变频器的应用领域变频器广泛应用于各个行业，包括工业生产、交通运输、建筑和家庭电器等。
它可以用于控制风机、水泵、压缩机、输送带等各种设备，提高设备的运行效率和能源利用率。
二、变频器的工作原理2.1 变频器的输入电源变频器通常使用交流电作为输入电源。
它将输入电源的电压和频率进行转换，并输出可调节频率的交流电源给电机。
2.2 变频器的电路结构变频器的电路结构主要包括整流器、滤波器、逆变器和控制电路。
整流器将输入的交流电转换为直流电，滤波器用于平滑电流波形，逆变器将直流电转换为可调节频率的交流电，控制电路用于控制变频器的工作状态。
2.3 变频器的控制方式变频器可以通过多种方式进行控制，包括模拟控制、数字控制和网络控制等。
模拟控制通过调节电压和频率来控制电机的转速，数字控制使用微处理器来实现精确的速度控制，网络控制则通过网络连接实现对变频器的远程监控和控制。
三、变频器的优势3.1 节能效果显著变频器可以根据负载需求调节电机的转速，避免了电机在无负载或负载较轻时过度能耗的问题，从而实现节能效果。
3.2 控制精度高变频器可以实现对电机转速的精确控制，可以根据需要调节转速，提高设备的运行稳定性和生产效率。
3.3 增加设备寿命变频器可以通过减少电机的启动冲击和减速过程中的机械冲击，降低设备的磨损和损坏，延长设备的使用寿命。
变频器原理及应用
三、变频器的应用实例
起动过程，既是一个加速过程，也是克服 设备巨大惯性的过程。一旦变频器克服了这种 大惯性负载而起动起来，维持正常运转时，所 需的驱动转矩及功率就很小了。根据回转窑的 这种负载特点，选择变频器及电动机的功率就 比较复杂，功率选择过大，起动没问题，但正 常运转时出现大马拉小车现象，能耗大，一次 性投资加大；功率选择小些适合于正常运行， 效率高投资小，但不能正常起动。
一、变频器的作用
2、功率因数补偿节能
无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的 是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量 的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下， 浪费严重，使用变频调速装置后，由于变频器内部 滤波电容的作用，从而减少了无功损耗，增加了电 网的有功功率。
一、变频器的作用
3、实现软起动，软停止减少设备的冲击
三、变频器的应用实例
3.平方转矩负载 风机、水泵等流体机械，当叶轮转动时，其工作 介质对叶轮的阻力大致与叶轮的转速的平方成正 比。特性曲线如图。
三、变频器的应用实例
3.4 变频器在提升机上的应用 矿井提升机是煤矿、铁矿、有色金属等矿生 产过程中的重要设备。提升机的安全、可靠运 行，直接关系到企业的生产状况和经济效益。 煤矿井下采煤，采好的煤通过斜井用提升机将 煤车拖到地面上来。在井口有一绞车提升机， 由电动机经减速器带动卷筒旋转，卷筒拉动钢 丝绳，由钢丝绳将煤车拉到地面（见下图）。 这种拖动系统要求电动机频繁的正、反转起动， 减速制动，而且电动机的转速按一定规律变化。
变频器原理及应用
新疆新能源集团节能科技有限责任公司
XinJIang NewEnergy Group-saving Technological co.,Ltd
变频器原理及应用
浅谈变频器的工作原理及应用
浅谈变频器的工作原理及应用自80年代变频技术在国内兴起以来并得到迅速发展。
变频器以其结构简单、可靠性强、调速范围宽等特点被人们认可并应用于各个领域。
目前广泛应用的低压变频器大多数为交直交过程实现无级调速，即将市电整流滤波再由控制单元经逆变单元逆变为交流输出（如图1所示）。
图1根据控制原理变频器大致可分为5个部分一．整流：将市电AC220V/AC380V经整流桥堆整流滤波后得到直流母线电压DC310V/DC540V，滤波电容的容量根据变频器功率的大小均有不同配置。
二．充电：因考虑到电容在储能的过程中会产生大电流冲击，在整流桥与电容之间串联一个功率电阻，以限制在充电的瞬间大电流，待电容电压满足母线电压时开关电源工作，旁路接触器吸合（可控硅导通）将该电阻短接。
电阻阻值和功率随电容容量变化，电容容量越大则充电电阻功率越大。
三．逆变：逆变部分现在所用的器件均为IGBT，这种绝缘栅极型功率管，具有大电流、高耐压和功耗小等优点。
三相输出由三组共六只IGBT组成，随着控制部分输出的PWM方波有序导通，控制门极限制电压±20V，采用光电耦合器隔离，为了让IGBT可靠关断一般门极控制采用负电压使其截止，正电压导通。
如图2所示常态光耦的初级为低电平时门极为-10V关断状态，当控制信号为高电平时门极为+15V导通。
六组驱动当中如有任意一组损坏或驱动不良都有可能引起变频器异常（如缺相、输出不平衡等故障）。
图2四．能耗：在变频器使用过程中，经常会碰到电机工作在发电状态的情况，发电状态下的电动机所产生的能量均会反馈到变频器，使变频器母线电压升高，如该过程持续则可能导致变频器内部元器件因过电压而烧毁。
那么在这种情况下变频器就需要将多余的能量释放，当控制部分检测到变频器母线电压高过阀值，则能耗部分开始工作，直到母线电压低于阀值时关断，从而很好的保护了变频器。
目前还有一种更好的方式可将多余的能量反馈给电网，可使资源进一步得到利用。
变频器的控制原理及应用实验
变频器的控制原理及应用实验1. 引言变频器是一种用于改变交流电源频率的电子设备。
它可以通过改变电机的输入频率来控制电机的转速，从而实现对电机的精确控制。
本文将介绍变频器的控制原理和应用实验。
2. 变频器的控制原理变频器通过控制电源的频率来改变电机的转速。
其控制原理如下：•在变频器中，交流电源首先经过一个整流电路，将交流电转换为直流电。
•然后，直流电通过一个逆变电路将其转换为交流电，并且可以通过改变逆变电路的开关频率来改变输出交流电的频率。
•最后，输出的交流电供给给电机，从而改变电机的转速。
变频器通过控制逆变电路的开关频率和占空比，可以实现对电机转速的精确控制。
通过改变频率，可以调节电机的转速，在不同的应用场景中实现不同的功能。
3. 变频器的应用实验为了更好地理解和应用变频器，下面介绍一些常见的变频器应用实验。
3.1 电机转速调节实验在这个实验中，我们将使用变频器来控制电机的转速。
实验步骤如下：1.将变频器连接到电机，并连接电源。
2.设置变频器的参数，包括输入频率、输出频率和占空比等。
3.开始实验，观察电机的转速变化，并记录数据。
4.分析实验结果，比较不同参数设定下电机的转速变化情况。
通过这个实验，可以了解到变频器对电机转速的精确控制能力，并且可以掌握变频器参数的调节方法。
3.2 软起动实验软起动是指在启动过程中逐渐增加电机的转速，以避免突然启动带来的冲击和损坏。
在这个实验中，我们将使用变频器实现软起动。
实验步骤如下：1.将变频器连接到电机，并连接电源。
2.设置变频器的软起动参数，包括起始频率、加速时间和加速速度等。
3.开始实验，观察电机的启动过程，并记录数据。
4.分析实验结果，比较软起动和直接启动的差异。
通过这个实验，可以了解到软起动对电机启动过程的影响，并且了解到变频器在实际应用中的作用。
3.3 能耗实验变频器在电机控制中不仅可以实现精确控制，还可以节约能源。
在这个实验中，我们将使用变频器控制电机，并比较其与直接供电的电机的能耗情况。
低压变频器的工作原理及应用
低压变频器的工作原理及应用一、工作原理低压变频器是一种电力变换装置，用于控制交流电机的转速和转矩。
它通过调整电机输入电压的频率和幅值，实现对电机的控制。
低压变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和控制单元组成。
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：对整流器输出的直流电进行滤波，去除电源中的谐波。
3.逆变器：将滤波后的直流电源转换为交流电源，以供电机使用。
4.控制单元：控制逆变器输出的交流电的频率和幅值，实现对电机的精准控制。
低压变频器的工作过程如下： 1. 输入电压经过整流器和滤波器变为直流电。
2. 直流电经过逆变器转换为交流电，并通过控制单元控制交流电的频率和幅值。
3.控制单元根据外部控制信号和内部逻辑判断，调整逆变器输出的交流电的频率和幅值。
4. 输出的交流电驱动电机运转，实现对电机转速和转矩的控制。
二、应用领域低压变频器在工业生产和家庭生活中有广泛的应用，以下是几个常见的应用领域：1. 工业控制低压变频器广泛应用于工业生产中的电机控制系统。
通过调整变频器的频率和幅值，可以实现对电机的精确控制，满足不同工况下的需求。
低压变频器可以应用于各种类型的电机控制，如泵、风机、压缩机等，提高电机的效率和产能，并实现能源节约和减少生产成本的目的。
2. 智能建筑在智能建筑领域，低压变频器也扮演着重要的角色。
通过将变频器应用于空调、水泵、风机等设备上，可以实现对设备运行的精确控制。
根据实际需求，调整设备的运行频率和转矩，达到节能、舒适、环保的效果。
例如，当人员离开房间时，通过降低空调运行频率和转矩，减少能源的浪费，提高能源利用效率。
3. 新能源发电低压变频器也广泛应用于新能源发电领域。
在太阳能和风能发电系统中，变频器被用作电能转换设备，实现将直流能源转换为交流能源，并通过控制单元调整交流电的频率和幅值，以满足电网的需求。
低压变频器的应用可以提高发电系统的效率，实现可再生能源的更好利用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三、外部点动运行 当变频器需要用外部信号控制点动运行时，按图7-9所示接线，并将Pr.79设为2，此时，
变频器处于外部点动状态，点动频率由Pr.15决定，加、减速时间由Pr.16决定。在此前 提下，若按SB1，电动机正向点动；若按SB2，电动机反向点动（此处要设置参数 Pr.62=9，以形成JOG）。
变频器的组合控制。即首先用外部信号控制变频器运行，然 后组合控制变频器运行，最后多段速度运行变频器。
1．按图7-3、图7-10连接好变频器，设定各相关参数。 2．设Pr.79=2，用外部信号控制变频器运行，观察频率的变化 。 （1）合上K5，电动机正向运行，调节RP，电动机转速发生 改变，断开K5，电动机即停止。 （2）合上K4，电动机反向运行，调节RP，电动机转速发生 改变，断开K4，电动机即停止。
二、外部信号控制连续运行
图 7-8 外部信号控制连续运行的接线图 图7-8是变频器外部信号控制连续运行的接线图。当变频器需要用外部信号控制连续运 行时，将Pr.79设为2，此时，EXT灯亮，变频器的起动、停止以及频率都通过外部端子 由外部信号来控制。若按图7-8所示接线，当合上K1、转动频率设定器RP时，电动机可 正向加减速运行；当断开K1时，电动机即停止运行。当合上K2、转动频率设定器RP时， 电动机可反向加减速运行；当断开K2时，电动机即停止运行。当K1、K2同时合上时， 电动机即停止运行。(此处要设置参数Pr.63=---，以获得STR端子)。
从公式可知，改变电源频率即可实现 调速。
根据三相异步电动机定子每相电动势 的有效值为
E1 ? 4.44 f1N1? m
式中 f1——电动机定子频率，单位为Hz；
N1——定子相绕组有效匝数； Фm——每极磁通量，单位为Wb。
从公式可知，对E1和f1进行适当控制 即可维持磁通量不变。
因此，异步电动机的变频调速必须按照 一定的规律同时改变其定子电压和频率，即 必须通过变频器获得电压和频率均可调节的 供电电源。
图7-9 外部信号控制点动运行的接线图
四、多段速度运行 变频器可以在三段（Pr.4~Pr.6）和七段（Pr.4~Pr.6和Pr.24~Pr.27）速度下运行，其频
率分别由Pr.4~Pr. 6和Pr.24~Pr.27来设定，其运行哪一段速度由外部端子来控制，见表7-2 和图7-2所示。
表 7-2 七段速对应的参数号和端子
变频器及电控综合实训
图7-1 交－直－交变频器的基本构成
一、基础知识 1．变频器的基本构成(见图7-1) 2．变频器的调速原理 因为三相异步电动机的转速公式为
n
?
n0 (1 ?
s)
?
60 f p
(1 ?
s)
式中 n0——同步转速； f ——电源频率，单位为Hz； p ——电动机极对数； s ——电动机转差率。
3．变频器的额定值和频率指标 （1）输入侧的额定值(电压和相数) R（L1），S（L2），T（L3）
（2）输出侧的额定值
① 输出电压UN， ② 输出电流IN， ③ 输出容量（kVA ）SN，SN与、IN关系为 ④ 配用电动机容量（kw）PN， SN ? 3U N IN ⑤ 过载能力
（3）频率指标
Pr.1=60Hz Pr.2 =0Hz Pr.3=50Hz Pr.7 = 3 s Pr.8 = 4 s
Pr.8= 0.1s Pr.9=1A Pr.71 = 3 Pr.80 = 0。18 Pr.81= 4
Pr.83 = 380 Pr.84= 50
（6）分别设变频器的运行频率为35Hz、45Hz、50Hz，运行变频器，观察 电动机的运 行情况。
（7）单独改变上述一个参数，观察电动机的运行情况有何不同。 （8）按MODE键，在“参数设定模式”下，设定Pr.15=10Hz，Pr.16=3s， 按RUN键，观察电动机的运行情况。 （9）按MODE键，在“参数设定模式”下，分别设定Pr.77=0、1、2，在 变频器运行和停止状态下改变其参数，是否成功。
2.操作面板与外部信号 的组合操作
通过本节的学习，要求 掌握变频器的外部端子的 功能、变频器组合控制的 接线和参数设置、能运用 变频器的组合控制解决工 程实际问题。
一、变频器的外部端 子
变频器的外部端子 如图7-7所示。。
图 7-7 变频器端子图
表 7-1 控制端子说明
表 7-1 控制端子说明
（5）起动频率（Pr.13 ）， （6）适用负荷选择（Pr.14 ）， （7）点动运行（Pr.15、Pr.16 ）， （8）参数写入禁止选择（Pr.77 ）， （9）操作模式选择（Pr.79 ），
2．变频器的主接线(见图7-3)
3．变频器的操作面板
FR-S540E型变频器操及作面板外 形如图7-4所示，操作面板各按键及各 显示符的功能说明见图7-5所示。
图7-3 变频器的主接线
图 7-4 变频器及操作面板外形图
图 7-5 操作面板各部分说明
4 ． 变 频 器 的 基 本 操 作
1.变频器的PU操作。即在频率设定模式下，设定变频器的运行频率；在参 数设定模式下，改变各相关参数的设定值；在报警履历模式下，可观察过去4
次的报警情况。 （1）按图7-3接连好变频器。 （2）按MODE键，在“参数设定模式”下，设Pr.7 9 = 3或(1)，这时，“P U”灯亮。 （3）按MODE键，在“频率设定模式”下，设F = 60H z。 （4）按RUN键，电动机运转，监示运行频率，按STOP键，电动机停止。 （5）按MODE键，在“参数设定模式”下，设定变频器的有关参数。
（2）多段速度运行（Pr.4、Pr.5 、Pr.6、 Pr.24 ～Pr.27 ）.
（3）加减速时间（Pr.7、Pr.8 、 Pr.20 ）.
（4）电子过电流保护（Pr.9 ），Pr.9 用 来设定电子过电流保护的电流值，以防 止电动机过热，故一般设定为电动机的
额定电流值。
图7-2 七段速度对应的端子
① 频率范围，即变频器能够输出的最高频 率和最低频率。（0。01——400HZ ） ② 频率精度，指变频器输出频率的准确程 度。
③ 频率分辨率，指输出频率的最小改变量， 即每相邻两挡频率之间的最小差值。
二、实训指导
1．变频器的基本参数 （1）输出频率范围（Pr.1 、Pr.2 、 Pr.18 ），Pr.1 为上限频率，Pr.2为下限 频率 .