变频器工作原理教学方案总结
2022-10-20 14:30:04 0 举报AI智能生成
变频器工作原理教学方案总结
作者其他创作
大纲/内容
基本简介
概念
变频器（Variable-frequency Drive，缩写：VFD）也称为变频驱动器或驱动控制器
变频器是可调速驱动系统的一种，是应用变频驱动技术改变交流电动机工作电压的频率和幅度，来平滑控制交流电动机速度及转矩
最常见的是输入及输出都是交流电的交流/交流转换器
作用
变频器简化了电动机的工作，缩小了设备体积，大幅度降低了维修率
应用范围
从小型家电到大型的矿场研磨机及压缩机
全球约1/3的能量是消耗在驱动定速离心泵、风扇及压缩机的电动机上，而变频器的市场渗透率仍不算高。
变频器技术和电力电子有密切关系，包括半导体切换元件、变频器拓扑、控制及模拟技术、以及控制硬件及固件的进步等。
工作原理
概述
主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分
变频器的主电路
电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。
电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。
构成
将工频电源变换为直流功率的“整流器”
吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”
以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。
整流器
最近大量使用的是二极管的变流器，它把工频电源变换为直流电源。
也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以进行再生运转。
平波回路
在整流器整流后的直流电压中，含有电源6倍频率的脉动电压，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，采用电感和电容吸收脉动电压（电流）。
装置容量小时，如果电源和主电路构成器件有余量，可以省去电感采用简单的平波回路。
逆变器
（1）运算电路：将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。
（2）电压、电流检测电路：与主回路电位隔离检测电压、电流等。
（3）驱动电路：驱动主电路器件的电路。它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。
（4）速度检测电路:以装在异步电动机轴机上的速度检测器(tg、plg等)的信号为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。
（5）保护电路：检测主电路的电压、电流等，当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。
基本分类
单元串联型变频器
特点
① 采用多重化PWM方式控制，输出电压波形接近正弦波。
② 整流电路的多重化，脉冲数多达36，功率因数高，输入谐波小。
③ 模块化设计，结构紧凑，维护方便，增强了产品的互换性。
④ 直接高压输出，无需输出变压器。
⑤ 极低的dv/dt输出，无需任何形式的滤波器。
⑥ 采用光纤通讯技术，提高了产品的抗干扰能力和可靠性。
⑦ 功率单元自动旁通电路，能够实现故障不停机功能。
分类
按变换的环节分类
（1）交-直-交变频器，则是先把工频交流通过整流器变成直流，然后再把直流变换成频率电压可调的交流， 又称间接式变频器，是目前广泛应用的通用型变频器。
（2）可分为交-交变频器，即将工频交流直接变换成频率电压可调的交流，又称直接式变频器
按直流电源性质分类：
（1）电压型变频器
（2）电流型变频器
按主电路工作方法分类
电压型变频器
电流型变频器
按照工作原理分类
V/f控制变频器
转差频率控制变频器
矢量控制变频器
按照开关方式分类
PAM控制变频器
PWM控制变频器
高载频PWM控制变频器
按照用途分类
通用变频器
高性能专用变频器
高频变频器
单相变频器
三相变频器
按工作原理分
⑴、U/f控制变频器（VVVF控制）
⑵、SF控制变频器（转差频率控制）
⑶、VC控制变频器（Vectory Control 矢量控制)。
按国际区域分类：
⑴、国产变频器普传、安邦信、浙江三科、欧瑞传动、森兰、英威腾、蓝海华腾、迈凯诺、伟创等
⑵、欧美变频器：ABB、西门子、日本变频器富士三菱、韩国变频器、。
按电压等级分类：
⑴、高压变频器：3KV、6KV、10KV
⑵、中压变频器：660V、1140V
⑶、低压变频器：220V、380V
按电压性质分类：
⑴、交流变频器：AC-DC-AC（交-直-交）、AC-AC（交-交）
⑵、直流变频器：DC-AC（直-交）
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