登录说明 | 升级会员 | 会员中心 | 我要投稿 | RSS
您当前的位置:首页 > 行业资讯

变频器的原理说明 变频器工作原理

时间:2025-04-12 19:08:30  来源:  作者:

    变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变 交流)、制动单元、驱动单元、检测单元、微处理单元等组成。它是一种控制交流电机运转的控制器,它把固定频率的交流电源变成频率电压可调的交流电源,从而控制电机的转速。zC3检测VBA

zC3检测VBA

    变频调整系统的原理框图zC3检测VBA

    由处理器,按V/F恒定原则,产生PWM控制信号,令IGBT8了逆变模块逬行功率放大后输出,电路中还有电流检测等单元,组成保护。在开环变频调速系统中,速度指令可通过电位器,模拟电压等形式输入给DSP;将速度指令转换为频率,幅值,可变的电机定子电压与电流,以控制电机的转速。    1.频率给定    在使用一台变频器的时候,目的是通过改变变频器的输出频率。如何调节变频器的输出频率呢?关键是向变频器提供改变频率的命令信号,这个信号,就称为"频率给定信号"。所谓频率给定方式,就是调节变频器输出频率的具体方法,变频器常见的频率给定方式主要有操作器键盘给定,接点信号给定,模拟信号给定,脉冲信号给定和通信方式给定等。这些频率给定方式各有特点,必须按照实际的需要进行选择设置,同时也可以根据功能需要选择不同频率给定方式之间的叠加和切换。    2.V/F控制    在逬行电动机调速时,通常要考虑的一个重要因素是保持电动机中每极磁通量为额定值如果磁通量太小,则电动机的出力不够;如果过分增大磁通量,又会使铁心饱和,过大的励磁电流会使绕组过热,从而损坏电动机。V/F控制是使变频器的输出在改变频率的同时也改变电压,通常是使V/F为常数,这样可使电动机磁通保持一定,在较宽的调速范围内,电动机的转矩,功率,功率因数不下降。    3.PWM调制    变频器的调制方式为PWM。    PWM调制是保持整流得到的直流,电压幅值不变的条件下,以一定的规律,在改变输出频率的同时,通过改变输出脉冲的宽度,来达到改变等效输出电压的一种方式。PWM是一种调制方式来控制逆变模块的通断。    4.功率放大    目前功率放大的开关器件主要采用大功率晶体管IGBT,功率器件从整体上可以分为不可控器件,半可控器件和全可控器件。不可控器件导通和关断无法通过控制信号进行控制,完全由其在电路中所承受的电流,电压情况决定,属于自然导通和自然关断,包括功率二极管;半可控器件指能用控制信号控制导通J旦不能控制关断,关断只能由其在主电路中承受的电压,电流情况决定,属于自然关断,包括晶闸管和由其派生出来的可控双向晶闸管。全可控器件指能使用控制信号控制其导通和关断的器件,包括功率三极管,功率场效应管,可关断晶闸管,绝缘栅双极三极管,静电感应晶体管。静电感应晶闸管等等。    全可控器件从控制形式上还可以分为电流控制型和电压控制型两大类。属于电流控制型的有GTR(功率三极管),SCR(可控晶闸管),TRIAC(可控双向晶闸管),GTO(可关断晶体管)等;属于电压控制型的有功率MOSFET,IGBT,MCT和SIT。    5.电流检测    变频器电流信号可以用于电机的转矩和电流控制,以及过流保护。其检测方法主要有直接串联取样电阻法霍尔传感器法。直接串联取样电阻法,简单可靠不失真速度快,但是有损耗,不隔离,只适用于小电流且不需要隔离的情况,多用于小容量变频器中。霍尔传感器法具有精度高,线性好,频带款,相应快,过载能力强和不损失测量电路能量等优点。zC3检测VBA

zC3检测VBA

变频器如何节能省电,依靠怎样的相关原理呢?

  变频器(Variable-frequencyDrive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元、微处理单元等组成。zC3检测VBA

zC3检测VBA

zC3检测VBA

zC3检测VBA

  一直都听别人说变频器能省电,说的人多了也就接受了,但一直没弄懂变频器为什么能省电,同时又能省多少,是高频省的多还是低频省的多?zC3检测VBA

  而且还有如下几个疑问:zC3检测VBA

zC3检测VBA

  1、如果两个一模一样的电机都工作在50HZ的工频状态下,一个使用变频器,一个没有,同时转速和扭矩都在电机的额定状态下,那么变频器还能省电吗?能省多少呢?zC3检测VBA

  2、如果这两个电机的扭矩没有达到电机的额定扭矩状态下工作(频率,转速还是一样50HZ),有变频器的那个能省多少电?zC3检测VBA

  3、同样的条件,空载状态下能省多少,这三种状态下哪个省的更多?zC3检测VBA

  答:变频器可以省电这是不可磨灭的事实,在某些情况下可以节电40%以上,但是某些情况还会比不接变频器浪费!zC3检测VBA

zC3检测VBA

  变频器是通过轻负载降压实现节能的,拖动转距负载由于转速没有多大变化,即便是降低电压,也不会很多,所以节能很微弱,但是用在风机环境就不同了,当需要较小的风量时刻,电机会降低速度,我们知道风机的耗能跟转速的1.7次方成正比,所以电机的转距会急剧下降,节能效果明显。如果我们用在油井上,就会因为在返程使用制动电阻白白浪费很多电能反而更废电。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  当然,如果环境要求必须调速,变频器节能效果还是比较明显的。不调速的场合变频器不会省电,只能改善功率因数。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  1、如果两个一模一样的电机都工作在50HZ的工频状态下,一个使用变频器,一个没有,同时转速和扭矩都在电机的额定状态下,那么变频器还能省电吗?能省多少呢?zC3检测VBA

  答:对于这种情况,变频器只能改善功率因数,并不能节省电力。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  2、如果这两个电机的扭矩没有达到电机的额定扭矩状态下工作(频率,转速还是一样50HZ),有变频器的那个能省多少电?zC3检测VBA

  答:如果使用了自动节能运行,这个时刻变频器能降压运行,可以节省部分电能,但是节电不明显。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  3、同样的条件,空载状态下能省多少,这三种状态下哪个省的更多?zC3检测VBA

  答:拖动型负载空载状态也节省不了多大的电能。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  比如关于“闭环控制”如是说。我认为有讨论的空间。文中的闭环概念太狭义了。闭环控制不仅仅是转速传感器反馈才算数。矢量控制时的频率控制就是闭环控制,而且是装置内部的闭环控制,V/F控制才属于开环控制,另外还有温度、压力、流量等等物理量的PID调节器反馈控制,都是闭环控制的范畴。而且都是可以通过变频器调节实现的。不应该将闭环控制概念解释得那么窄。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  再比如,制动的概念。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  1.变频不是到处可以省电,有不少场合用变频并不一定能省电。zC3检测VBA

  2.作为电子电路,变频器本身也要耗电(约额定功率的3-5%)。zC3检测VBA

  3.变频器在工频下运行,具有节电功能,是事实。但是他的前提条件是:第一,大功率并且为风机/泵类负载;第二,装置本身具有节电功能(软件支持);第三,长期连续运行。这是体现节电效果的三个条件。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  除此之外,无所谓节不节电,没有什么意义。如果不加前提条件的说变频器工频运行节能,就是夸大或是商业炒作。知道了原委,你会巧妙的利用他为你服务。一定要注意使用场合和使用条件才好正确应用,否则就是盲从、轻信而“受骗上当”。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  4.采用变频器运转时,电机的起动电流、起动转矩怎样?zC3检测VBA

  采用变频器运转,随着电机的加速相应提高频率和电压,起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同,为125%~200%)。用工频电源直接起动时,起动电流为6~7倍,因此,将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍,起动转矩为70%~120%额定转矩;对于带有转矩自动增强功能的变频器(公众号:泵管家),起动转矩为100%以上,可以带全负载起动。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  5.在同一工厂内大型电机一起动,运转中变频器就停止,这是为什么?zC3检测VBA

  电机起动时将流过和容量相对应的起动电流,电机定子侧的变压器产生电压降,电机容量大时此压降影响也大,连接在同一变压器上的变频器将做出欠压或瞬停的判断,因而有时保护功能(IPE)动作,造成停止运转。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  6.装设变频器时安装方向是否有限制。zC3检测VBA

  变频器内部和背面的结构考虑了冷却效果的,上下的关系对通风也是重要的,因此,对于单元型在盘内、挂在墙上的都取纵向位,尽可能垂直安装。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  7.不采用软起动,将电机直接投入到某固定频率的变频器时是否可以?zC3检测VBA

  在很低的频率下是可以的,但如果给定频率高则同工频电源直接起动的条件相近。将流过大的起动电流(6~7倍额定电流),由于变频器切断过电流,电机不能起动。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  8.电机超过60Hz运转时应注意什么问题?zC3检测VBA

  (1)机械和装置在该速下运转要充分可能(机械强度、噪声、振动等)。zC3检测VBA

  (2)电机进入恒功率输出范围,其输出转矩要能够维持工作(风机、泵等轴输出功率于速度的立方成比例增加,所以转速少许升高时也要注意)。zC3检测VBA

  (3)产生轴承的寿命问题,要充分加以考虑。zC3检测VBA

  (4)对于中容量以上的电机特别是2极电机,在60Hz以上运转时要与厂家仔细商讨。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  9.变频器可以传动齿轮电机吗?zC3检测VBA

  根据减速机的结构和润滑方式不同,需要注意若干问题。在齿轮的结构上通常可考虑70~80Hz为最大极限,采用油润滑时,在低速下连续运转关系到齿轮的损坏等。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  10.变频器能用来驱动单相电机吗?可以使用单相电源吗?zC3检测VBA

  机基本上不能用。对于调速器开关起动式的单相电机,在工作点以下的调速范围时将烧毁辅助绕组;对于电容起动或电容运转方式的,将诱发电容器爆炸。变频器的电源通常为3相,但对于小容量的,也有用单相电源运转的机种。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  11.变频器本身消耗的功率有多少?zC3检测VBA

  它与变频器的机种、运行状态、使用频率等有关,但要回答很困难。不过在60Hz以下的变频器效率大约为94%~96%,据此可推算损耗,但内藏再生制动式(FR-K)变频器,如果把制动时的损耗也考虑进去,功率消耗将变大,对于操作盘设计等必须注意。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  12.为什么不能在6~60Hz全区域连续运转使用?zC3检测VBA

  一般电机利用装在轴上的外扇或转子端环上的叶片进行冷却,若速度降低则冷却效果下降,因而不能承受与高速运转相同的发热,必须降低在低速下的负载转矩,或采用容量大的变频器与电机组合,或采用专用电机。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  13.使用带制动器的电机时应注意什么?zC3检测VBA

  制动器励磁回路电源应取自变频器的输入侧。如果变频器正在输出功率时制动器动作,将造成过电流切断。所以要在变频器停止输出后再使制动器动作。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  14.想用变频器传动带有改善功率因数用电容器的电机,电机却不动,清说明原因zC3检测VBA

  变频器的电流流入改善功率因数用的电容器,由于其充电电流造成变频器过电流(OCT),所以不能起动,作为对策,请将电容器拆除后运转,甚至改善功率因数,在变频器的输入侧接入AC电抗器是有效的。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  15.变频器的寿命有多久?zC3检测VBA

  变频器虽为静止装置,但也有像滤波电容器、冷却风扇那样的消耗器件,如果对它们进行定期的维护,可望有10年以上的寿命。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  节能降耗是制造业永恒的目标和宗旨,但对于工业企业,应该了解在哪些情况下应该使用变频器,哪些场合不适宜使用变频器,以及综合考虑变频器的配置总量,变频器过多配置带来的谐波危害已成为共识。因此要合理使用变频器,从而真正实现节能降耗以及可持续发展的战略。zC3检测VBA

zC3检测VBA

  zC3检测VBA

zC3检测VBA

标签: 变频器
变频器变频器如何节能省电,依靠怎样的相关原理呢?_变频器

变频器的过温保护

  变频器的温度保护功能,是保障变频器稳定运行不可缺少的一个条件;今天我们就讲一下变频器常见故障及处理方法,今天的主题“过温保护”。zC3检测VBA

  1、变频器过温保护及其必要性zC3检测VBA

  变频器的温度保护功能,是保障变频器稳定运行不可缺少的一个条件;在变频器主回路功率器件中,整流桥、逆变桥都是半导体功率器件,由于半导体器件本身的工作温度特性所限,不能超出器件本身允许的工作范围;另外变频器的电子线路中也不允许温度过高。如果变频器发生过温,可能导致整机性能下降、器件老化加快、甚至出现炸机情况,所以温度保护环节必不可少。zC3检测VBA

  2、变频器温度检测zC3检测VBA

  ①通常变频器要检测进风口温度,可以理解为环境温度;整流桥附近的散热器温度,逆变桥附近的散热器温度,功率不同检测点也不完全一样。zC3检测VBA

  ②在变频器研发之初,已经通过了热平衡的校核,即变频器在额定负载下的发热量,与变频器的散热量是平衡的,也就是说变频器工作于在正常工况下,变频器不会发生过温情况。zC3检测VBA

  3、设计选型不当引发的过温问题zC3检测VBA

  ①变频器容量与所驱动的电机功率不匹配,导致运行电流大,最终导致变频器过温保护。zC3检测VBA

  ②变频器选型余量不够,没有充分考虑负载波动、及过载重复周期。zC3检测VBA

  ③变频器用于高海拔地区,没有充分考虑变频器降容使用,原因是高海拔地区,空气稀薄,会导致变频器散热效果变差。(当然高海拔地区温度比低海拔地区温度低,这是对变频器散热有利的一方面)。zC3检测VBA

  ④变频器长期低频运行,导致变频器自身的开关损耗加大,导致变频器过温,这种情况下,需要将变频器的运行频率提高,加大传动机构的减速比。zC3检测VBA

  ⑤对于环境温度高,变频器的散热能力就差,需要考虑变频器机柜安装空调进行散热,或者考虑电控室整体安装空调。zC3检测VBA

  4、变频器本身引发的过温问题zC3检测VBA

  ①温度检测电路异常,导致过温。zC3检测VBA

  ②温度传感器损坏,导致过温。zC3检测VBA

  ③变频器自身的冷却风机损坏,DC24V风机电源异常,导致的变频器过温。zC3检测VBA

  ④对于大功率变频器,冷却风机的供电变压器绕组抽头电压选择不合适,导致风机转速低,不能满足正常通风量的需求。zC3检测VBA

  对于大功率变频器,冷却风机的供电变压器保险管熔断,冷却风机不转。zC3检测VBA

  5、成柜不当引发的过温问题zC3检测VBA

  ①没有充分考虑变频器在机柜内的安装空间,需要按照变频器的硬件手册规定留有足够的散热空间。zC3检测VBA

  ②变频机柜通风量不够,导致变频器产生的热量不能被空气带走。zC3检测VBA

  ③变频机柜结构不合理,通常变频机柜为下部为冷空气进入,顶部为热空气排出,一般按照空气的自然流动方向设计风路。zC3检测VBA

  多台变频器在机柜内安装,变频器上下布置,导致上面的变频器过温故障。zC3检测VBA

  6、使用不当引发的过温问题zC3检测VBA

  ①变频器安装环境中,空气中存在大量的油气、粉尘,长时间工作后,相当于在变频器的散热器表面涂上了一层油污,这种油污非常不利于散热。需要在变频器机柜的进风口处加装过滤棉。zC3检测VBA

  ②变频器机柜通常安装在电缆沟上面,如果机柜底部没有做封堵,电缆沟内的尘土、安装碎屑等细小东西容易被吸入变频器,导致散热风道堵塞,热量不能散出最终导致变频器过温。zC3检测VBA

  ③变频器安装方向错误,也可能导致变频器过温,一般变频器要求垂直安装,利于散热。zC3检测VBA

  ④变频器的开关频率设置过高(P1800参数),导致自身开关损耗加大,也可能导致变频器过温。zC3检测VBA

标签: 变频器
变频器变频器的过温保护_变频器

来顶一下
返回首页
返回首页
发表评论 共有条评论
用户名: 密码:
验证码: 匿名发表
推荐资讯
合肥住建口检测单位招聘,高级工程师+协会九大专项证书,人员全职兼职均可
合肥住建口检测单位招
关于印发安徽省建设工程专业技术资格评审标准条件的通知(图文)
关于印发安徽省建设工
一般溶液有效期一览表
一般溶液有效期一览表
2022年一建《机电》真题解析
2022年一建《机电》真
相关文章
    无相关信息
栏目更新
栏目热门