变频器的应用技术

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1、变频器的应用技术变频调速是通过改变电动机定子供电频率来改变同步转速，从而实现交流电动机调速的一种方法。异步电动机的转速为：n=60f1(1-s)/p=n1-∆n故改变定子供电电源频率f1就可以改变电动机的同步转速n1和转速n，这就是变频调速的基本依据。1、变频器的主要类型和特点对异步电动进行变频调速,首先需要对电动机提供一个频率可变的电源。在许多场合，为了保持在调速时电动机的最大转矩不变，需要维持磁通恒定，这就要求定子供电电压也要作相应调节。因此，对电动机供电的变频器一般都要兼有调压和调频这两种功能。1.1变频器按装置形式可分为交-交变频器

2、和交-直-交变频器两种。（1）交-交变频器又称直接变频器，它把某一固定频率、固定电压的交流电源变换成为电压和频率都可调的交流电源。（2）交-直-交变频器又称间接变频器。它把交流电源先整流成幅值可变的直流电源，然后再将此直流电源变换成频率可调的交流电源。这种变频器实际上是由可控整流器和逆变器组成。1.2变频器按无功能量处理方式不同，又可分为电压型变频器和电流器变频器。在变频调速系统中，变频器的负载通常是异步电动机，其电流落后于电压，功率因数是滞后的，负载需要向电源吸取无功能量，因此在直流环节和负载之间将有无功功率的传输。为了缓冲无功能量，在直

3、流环节和负载之间必须设置贮能元件，根据贮能元件类型的不同，可以形成电压型和电流型的变频器。（1）电压型变频器的特点是在直流侧并联一个大电容C第15页共15页，用电容贮能来缓冲电源和负载之间的无功功率传输。从直流输出端看，电源因并联大电容，其等效阻抗变得很小，大电容又使电源电压稳定，因此有恒压电源特点。逆变器输出电压接近矩形波。（2）电流型变频器的特点是在直流回路中串入大电感L，利用大电感来限制电流的变化，用以吸收无功功率。因串联了大电感故电源的内阻抗很大，类似恒流电源。逆变器输出电流接近矩形波。1.3按变频器工作方式不同，则可分为1800导

4、通型和1200导通型。2、交-直-交变频器2.1变频器基本结构目前应用最广泛的是交-直-交变频器，其基本结构如图所示，其工作过程是先将三相（或单相）不可调工频电源经过整流桥整流成直流电，再经过逆变桥把直流电逆变成频率任意可调的交流电，以实现无极调速。变频器基本结构原理框图2.2变频器的工作原理交-直-交变频器的主电路如图所示，变频第15页共15页器调速过程中出现的许多现象都应通过主电路来进行分析，因此，熟悉主电路的结构，透彻了解各部分的原理，具有十分重要的意义。主电路原理图（交-直交换、能耗电路、直-交变换）2.2.1交-直交换电路（1）图

5、中（VD1-VD6）为交直交换全波整流电路，在中小容量变频器中，整流器件采用不可控整流二极管或二极管模块。（2）图中（CF1、CF2）为滤波电容，由于交流电被整流的直流电中会有交流含量，为了获取平稳的直流电而设置滤波电容。（3）因为电解电容的电容量有较大的离散性，故电容器组CF1和CF2的电容量常不能完全相等，这将导致各自电压降不相等。为了使其压降相等，在CF1、CF2旁各并联一个阻值相等的均压电阻RC1和RC2。（4）（RH、HL）为电源指示电路，除此之外HL也具有提示保护的作用，当变频器切断电源后，由于CF的容量较大，导致CF的电压高，

6、如不放完电，会给人身安全会构成威胁。（5）（RL、SL）为限流电路，当变频器刚接入电源的瞬间，将有一个很大的冲击电流经整流桥到滤波电容，使整流桥可能因此受到损坏，限流电阻RL就是第15页共15页为了削弱该冲击电流而串联在整流桥和滤波电容之间。限流电阻常接在电路中会影响到直流电压U，也增大了电路的损耗，所以当U增大到一定程度时，令短路开关SL接通切除RL。2.2.2能耗电路能耗电路(RB、VB)为能耗电路，电动机的降速和停机通过逐渐减少频率来实现，但由于机械惯性的原因，导致电机处于再生制动状态，它将引起直流U升高，过高的直流电压将使变频器件受

7、到损害，因此当直流电压超过一定值时，就要求提供一条放电回路将再生的电能消耗掉，所以制动单元中VB、RB起到消耗电能的作用。2.2.3直-交变换电路（1）三相逆变桥工作原理，以单相逆变为例，如图：单相逆变原理图A：前半周期，令V1、V4导通，V2、V3截止，则负载ZL上所得电压为a“-”b“+”B：前半周期，令V1、V4截止，V2、V3导通，则负载ZL上所得电压为a“+”b“-”上述两种状态不断交替，则负载ZL上所得到的便是交流电压了，这就是直流电压的逆变过程，三相逆变桥的工作过程与单相逆变桥相同，只要注意三相之间互隔T/3就行了，如图：第1

8、5页共15页三相逆变原理图（2）续流电路（VD7-VD12）其作用为电动机绕阻的无功电流返回提供通路，当频率下降时，为电动机的再生电能返回直流电路提供通路。2.3变频变压调制办法