变频器的选用方案

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1、变频器的选用方案作者：陈宗魁指导老师：陈继元摘要：本文首先对变频器作了简单介绍，其次变频器根据性能及控制方式等不同可分为多种类型，再次详细介绍根据机械负载特性正确选用变频器及选用变频器时的考虑因素、注意事项等，最终使我们认识到变频器选用的重要意义。关键字：机械特性考虑因素注意事项一、前言：变频器主要用于交流电动机(异步电机或同步电机)转速的调节，是公认的交流电动机最理想、最有前途的调速方案，除了具有卓越的调速性能之外，变频器还有显著的节能作用，是企业技术改造和产品更新换代的理想调速装置。自上世纪80年代被引进中国以来，变频器

2、作为节能应用与速度工艺控制中越来越重要的自动化设备，得到了快速发展和广泛的应用。在电力、纺织与化纤、建材、石油、化工、冶金、市政、造纸、食品饮料、烟草等行业以及公用工程（中央空调、供水、水处理、电梯等）中，变频器都在发挥着重要作用。除了工业相关行业，在普通家庭中，节约电费、提高家电性能、保护环境等受到越来越多的关注，变频家电成为变频器的另一个广阔市场和应用趋势。带有变频控制的冰箱、洗衣机、家用空调等，在节电、减小电压冲击、降低噪音、提高控制精度等方面有很大的优势。目前，中国是世界上最主要的家电供应国，但家电采用变频器的比例很

3、低，而在日本，90％以上的家电是变频控制。据调查，2003年，中国的变频家电同比增长超过200％，但体现在市场中的变频家电并不多见，因此，变频家电具有非常好的发展潜力。因此，选用何种类型的变频器更能发挥其最好的作用，成了重要的问题。二、变频技术及变频器的简介2.1变频技术简介变频调速：即用三相变频器产生频率、电压可调的三相变频电源，对三相感应电动机和同步电动机进行变频调速简单的说,变频技术就是把直流电逆变成不同频率的交流电，或是把交流电变成直流电再逆变成不同频率的交流电，或是把直流电变成交流电再把交流电变成直流电等技术的总称

4、。总之，这一切都是电能不发生变化，而只有频率发生变化。2.2变频器简介变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。通用变频器的内部结构框图如下：第１１页变频器的原理:我们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。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成，如图（1—1）。第１１页（图1—1）整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相

5、桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。三、变频器的分类3.1按变换环节分类：a.交-交变频器把频率固定的交流电源直接变换成频率连续可调的交流电源。其主要优点是没有中间环节，变频效率高，但其连续可调的频率范围窄，一般为额定频率的1/2以下。主要用于容量大、低功耗的场合。b.交-直-交变频器先把频率固定的交流电变成直流电，再把直流电逆变成频率可调的三相交流电。在此类装置中，用不可控整流电路，则输入功率因数不变；用PWM逆变，则输出谐波减小。3.2按直流电源性质分类：a.电流型变频器特点是中间

6、直流环节采用大电感作为储能环节，缓冲无功功率，即扼制电流的变化，使电压接近正弦波，由于该直流内阻较大，故称电流源型变频器（电流型）。电流型变频器的特点（优点）是能扼制负载电流频繁而急剧的变化。常选用于负载电流变化较大的场合。b.电压型变频器特点是中间直流环节的储能元件采用大电容，负载的无功功率将由它来缓冲，直流电压比较平稳，直流电源内阻较小，相当于电压源，故称电压型变频器，常选用于负载电压变化较大的场合。3.3按电压的调制方式分：a.PAM脉幅调制  变频器输出电压的大小通过盖面直流电压的大小来进行调制，在中小容量变频器中，

7、这种方式几近绝迹。b.PWM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。　此外，变频器还可以按输出电压调节方式分类，按控制方式分类，按主开关元器件分类，按输入电压高低分类。3.4按工作原理分类：第１１页a.v/f控制的变频器v/f控制的基本特点是对变频器输出的电压和频率同时进行控制。通过使v/f（电压和频率的比）的值保持一致而得到所需的转矩特性。采用v/f控制的变频器控制电路结构简单，成本低，多用于对精度要求不高的通用变频器。b.转差频

8、率控制变频器转差频率控制方式是对v/f控制的一种改进，这种控制需要由安装在电动机上速度传感器检测出电动机的转速，构成速度闭环，速度调节器的输出为转差频率，而变频器的输出频率则由电动机的实际转速与所需转差频率之和决定。由于通过控制转差频率来控制转矩的电流，与v/f控制相比，其加减速特性和限制