变频器工作原理改变电压改变频率.docx

变频器定义、分类及其工作原理概述

变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的沟通电源，以实现电机的变速运行的设备，其中掌握电路完成对主电路的掌握，整流电路将沟通电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进展平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成沟通电。对于如矢量掌握变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进展转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频调速是通过转变电机定子绕组供电的频率来到达调速的目的。

变频技术是应沟通电机无级调速的需要而诞生的。20世纪60年月以后，电力电子器件经受了SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS掌握晶体管)、MCT(MOS掌握晶闸管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)的进展过程，器件的更促进了电力电子变换技术的不断进展。20世纪70年月开头，脉宽调制变压变频(PWM－VVVF)调速争论引起了人们的高度重视。20世纪80年月，作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的深厚兴趣，并得出诸多优化模式，其中以鞍形波PWM模式效果最正确。20世纪80年月后半期开头，美、日、德、英等兴旺国家的VVVF变频器已投入市场并获得了广泛应用。

变频器的分类方法有多种，依据主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；依据开关方式分类，可以分为PAM掌握变频器、PWM掌握变频器和高载频PWM掌握变频器；依据工作原理分类，可以分为V/f掌握变频器、转差频率掌握变频器和矢量掌握变频器等；依据用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。

VVVF：转变电压、转变频率CVCF：恒电压、恒频率。各国使用的沟通供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均为400V/50Hz或200V/60Hz(50Hz)，等等。通常，把电压和频率固定不变的沟通电变换为电压或频率可变的沟通电的装置称作“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沟通电变换为直流电(DC)。

用于电机掌握的变频器，既可以转变电压，又可以转变频率。变频器的工作原理

我们知道，沟通电动机的同步转速表达式位：n＝60f(1－s)/p(1)

式中n———异步电动机的转速；f———异步电动机的频率；s———电动机转差率；p———电动机极对数。

由式(1)可知，转速n与频率f成正比，只要转变频率f即可转变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调整范围格外宽。变频器就是通过转变电动机电源频率实现速度调整的，是一种抱负的高效率、高性能的调速手段。

变频器掌握方式

低压通用变频输出电压为380～650V，输出功率为0.75～400kW，工作频率为0～400Hz，它的主电路都承受交—直—交电路。其掌握方式经受了以下四代。

1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)掌握方式

其特点是掌握电路构造简洁、本钱较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。但是，这种掌握方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩力量和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、掌握曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。因此人们又争论出矢量掌握变频调速。

2电压空间矢量(SVPWM)掌握方式

它是以三相波形整体生成效果为前提，以靠近电机气隙的抱负圆形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形，以内切多边形靠近圆的方式进展掌握的。经实践使用后又有所改进，即引入频率补偿，能消退速度掌握的误差；通过反响估算磁链幅值，消退低速时定子电阻的影响；将输出电压、电流闭环，以提高动态的精度和稳定度。但掌握电路环节较多，且没有引入转矩的调整，所以系统性能没有得到根本改善。

矢量掌握(VC)方式

矢量掌握变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相－二相变换，等效成两相静止坐标系下的沟通电流Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流)，然后仿照直流电动机的掌握方法，求得直流电动机的掌握量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的