变频器原理及应用技术

高压变频器原理及应用

摘 要 本文主要介绍高压变频器的原理和应用特点，介绍了其在应用中存在的一些问题以及解决的方法。并介绍了其在电厂和煤矿中的应用。

关键词 变频器，谐波干扰，变频调速 一、概述

在能源日益紧张的今天，交流调速技术作为节约能源的一种重要手段，受到世界各国的重视。变压变频控制可以平滑变速，调速范围广，效率高，功率因数高，还能降低启动冲击电流，获得较高的起动转矩，负载减速时可实现能量回馈的再生制动，使电动机快速逆转，并具有软启动、软停止，简单可编程，易构成自控系统。交流变频调速技术是集电力电子、自动控制、微电子、电机学等技术之大成的一项高技术。它以其优异的调速性能、显著的节电效果和在国民经济各领域的广泛的适用性而被国内外公认为是世界上应用最广、效率最高、最理想的电气传动方案，是电气传动的发展方向。它为提高产品质量和产量，节约能源、降低消耗，提高企业经济效益提供了重要的新手段。变频器是将通用电源转换成电压可变，频率可变的适合交流异步电机调速需求的变换装置。变频器是变频调速系统最为重要的设备。

对变频原理进行分析，异步电动机旋转磁场的转速为：n．=60fi/p，式中n1为同步转速r/min，fi为电源频率Hz，p为磁极对。异步电动机

变频器技术原理及培训常用晶闸管的结构

螺栓型晶闸管

晶闸管模块

(C)

平板型晶闸管外形及结构

1.4 典型全控型器件 ·引言常用的典型全控型器件GTR 、电力 MOSFET 和 IGBT 等器件的常用封装形式。

(B)

1.4.3 电力场效应晶体管电力 MOSFET 的结构

b) a) 图1-19 电力 MOSFET 的结构和电气图形符号

是单极型晶体管。 导电机理与小功率 MOS 管相同，但结构上多采用垂直 导电结构，又称为 VMOSFET 。

采用多元集成结构，不同的生产厂家采用了不同设计。(B)

图 a ) 为垂直导电双扩散结构，即 VDMOSFET 。

绝缘栅双极晶体管1 ) IGBT 的结构和工作原理三端器件：栅极 G 、集电极 C 和发射极 E 。 IGBT 比 VDMOSFET 多一层 P+ 注入区，具有很强的通流 能力。

图1-22 IGBT 的结构、简化等效电路和电气图形符号(B)

a) 内部结构断面示意图 b) 等效电路 c) 简化等效电路 d) 电气图形符号

功率模块与功率集成电路例：部分功率模块、IPM、电力半导体器件及驱动电路

(A)

单相桥式逆变电路逆变电路最基本的工作 原理 —— 改变两组开 关切换频率，可改变输 出交流电频率。阻感负

摘 要

使异步电动机实现性能好的调速一直是人们的理想,过去如变极调速、绕线转子异步电动机转子回路串电阻调速均属于有级调速；而调压调速虽能平滑调速,但调速范围不大,耗能多,仅限于小功率,无法和直流调速系统相比。

随着新技术、新理论的不断发展,变频调速技术应运而生,其控制方式完全可以和直流调速系统相媲美。因此变频器的应用日益广泛，变频器性能的优劣直接影响着电机的运行特性，所以如何提高变频器的优化控制成为变频技术的关键。在变频调速中关键的一项就是控制端SPWM波的产生,它不仅要求电压和频率变化呈线性关系,而且要求输出波形尽可能接近于正弦波。

通用变频器的原理与应用知识广泛应用与各种机械传动及变频调速系统中，学习通用变频器的原理知识显得尤为重要。本文主要详细介绍通用变频器的原理和应用，具有很强的现实意义和学习探讨价值。

关键词：变频器、SPWM波

目 录

摘 要 ................................................ 1 第1章 绪论 .......................................... 3 1.1 交流电动机调速发展现状 .......

《变频器原理及应用》

1．变频器是将 固定 频率的交流电变换为频率连续可调的交流电的装置。

2．变频器的主电路不论是交-直-交变频还是交-交变频形式，都是采用 电力电子 器件

3．变频器的发展趋势有哪些？网络智能化、专门化、一体化、环保无公害

4．只有一个环节就可以恒压恒频的交流电源转换为变压变频的电源，称为直接变频器，或称为 交-交变频器 。

5.（错）交-交变频器的最大输出频率和市网电压频率一样，为50Hz。 6．交-直-交变频器它是先将工频交流电通过整流器变成直流电，再经过逆变器将直流电变成频率和电压可调的交流电。因此该变频器也称为 间接 变频器。

7．交-直-交变频器根据直流环节储能方式的不同，又分为电压型和（电流型）。

8．（对）电压型变频器多用于不要求正反转或快速加减速的通用变频器中。

9．（对）电流型勃起适用于频繁可逆运转的变频器和大容量的变频器中。

10．根据调压方式的不同，交-直-交变频器又分为PAM和 PWM 。 11．下列选项中，（ ）属于变频器按控制方式分类。 A．U/f B．SF C．VC D．通用变频器

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变频器基础原理知识

[size=3][size=2][size=2]1.变频器基础 1: VVVF Variable Voltage and Variable Frequency 的缩写，意为改变电压和改变频率，也就是人们所说的变压变频。 2: CVCF Constant Voltage and Constant Frequency 的缩写，意为恒电压、恒频率，也就是人们所说的恒压恒频。

变压器变压，整流滤波后得到的。交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95％左右。 无论是用于家庭还是用于工厂，单相交流电源和三相交流电源，其电压和频率均按各国的规定有一定的标准，如我国大陆规定，直接用户单相交流电为220V，三相交流电线电压为380V，频率为50Hz，其它国家的电源电压和频率可能于我国的电压和频率不同，如有单相100V/60Hz，三相200V/60Hz等等，标准的电压和频率的交流供电电源叫工频交流电。 通常，把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。

为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC），这个过程叫整流。

把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置

变频器工作原理

1、直流母电路工作原理

图1

10KVA的小型变频器机型，采用了集成化功率模块作为主电路，模块将三相整流电路与三相逆变输出电路集成在一起，从而提升整机性能和安装面积，机型做得紧凑。三相380V电源输入端子标有L1、L2、L3，三相输入端线-线之间并接有压敏电阻和与机器外壳相连的电容器件，经二极管全桥整流后经充电电阻，给直流电路的储能电容充电，至充电接触器KM闭合后给变压气的初级线圈供电。压敏电阻用以吸收电网侧的尖峰电压，保障输入整模块的安全。三只电容形成自然星点，使得外壳与输入电源之间不会积累过多电荷形成太高的电场强度。380V50Hz电压经过不控全桥整流后变成540V300Hz的脉动直流，并不是直接滤波电容上，而是先经过充电电阻对模块的外接电容进行充电，等电容上充到一定的幅值时，DSP控制继电器闭合，继电器接通将电阻短路，变频器进入待机状态。直流储能电容上并联电阻提供了在变频器停电后，对电容上所储存电荷的释放回路。直流储能电容一般容值比较大，而三相输入电压的幅值又比较高，机器上电瞬间储能电容形同短路，瞬时的电流是很

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大的浪涌电流，不但有可能使三相整流电路严重过载

变频器原理与应用 复习题 一、选择

1、正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（ C ）。 A：PWM B：PAM C：SPWM D：SPAM

2、三相异步电动机的转速除了与电源频率、转差率有关，还与（ B ）有关系。 A：磁极数 B：磁极对数 C：磁感应强度 D：磁场强度 3、目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（D ）。 A：SCR B：GTO C：MOSFET D：IGBT 4、IGBT属于（ B ）控制型元件。

A：电流 B：电压 C：电阻 D：频率 5、电力晶体管GTR属于（ A ）控制型元件。

A：电流 B：电压 C：电阻 D：频率 二、选择

1、对电动机从基本频率向上的变频调速属于（A ）调速 A：恒功率 B：恒转矩 C：恒磁通

一、

实验二十四 FR-A740-0.75KW-CH变频器功能参数设置与操作 实验目的

了解并掌握变频器操作面板操作方法及变频器参数的设置。 二、 实验设备 序号 1 2 3 4 5 名 称 PLC·变频器·单片机综合实训装置 实验导线 挂件 三相鼠笼式异步电动机 万用表 型号与规格 THPTS-1 4号 PTS-31A，PTS-22A WDJ26 （用户自备） 数量 1 若干 1 1 1 备注 三、 控制要求 通过变频器操作面板设置参数，控制变频器启、停等，变频器的输出最高频率不要超过电机的额定运转频率。

四、 PU操作面板各部分说明 名称 PU EXT REV FWD MODE SET STOP RESET 功能 运行模式切换：PU运行与外部运行模式间的切换。 外部运行模式的情况下，请按此键，使运行模式显示的EXT亮灯。（组合模式请改变P 79） 启动指令反转 启动指令正转 模式切换：切换各设定模式 确定各类设置。如果在运行中按下，监视器将循环显示：运行频率——输出电流——输出电压——运行频率 停止运行，也可复位报警 备注 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 M