1、變頻器基礎(chǔ)知識(shí)一、變頻器的定義（如50Hz三相交流電） 變成頻率可變的電源（如在050Hz之間隨意變換）的轉(zhuǎn)換設(shè)備。如果（即為直流電源供電環(huán)節(jié)，退化成單一的逆變器DCAC。二、變頻器的分類從不同的角度，可以對(duì)變頻器進(jìn)行不同的分類。1、按電壓等級(jí)不同，變頻器可分為：高壓變頻器、中壓變頻器、低壓變頻器按照國(guó)際慣例，電壓10kV 時(shí)稱高壓，1-10kV 為中壓，小于 1kV 時(shí)稱低壓，與其電壓范圍相對(duì)應(yīng)的變頻器分別稱為高壓變頻器、中壓變頻器、低壓變頻器。10KV6kV3kV10KV6kV3kV2、按主回路結(jié)構(gòu)不同，變頻器可分為：交-直-交變頻器，交-交變整流回路路回流直整流回路路回流直逆變電路（可控

2、或不控）交-直-交變頻器整流電路可以是不控的（二極管全波整流、也可以是可控的，如網(wǎng)。出給電機(jī)。如果電機(jī)工作在發(fā)電工況時(shí)（比如制動(dòng)場(chǎng)合，逆變電路工作在整流狀態(tài)，將電機(jī)的能量送到直流回路。交-交變頻器路組成，正橋提供正向相電流，反橋提供負(fù)向相電流。3、按儲(chǔ)能方式不同，變頻器可分為：電流源型、電壓源型。相交流相交流電流源型變頻器：電流源變頻器輸入采用可控整流，控制電流的大小。中間采用大電感，對(duì)電流進(jìn)行平滑。逆變橋?qū)⒅绷麟娏鬓D(zhuǎn)換為頻率可變的交流電流， 供給交流電機(jī)。在電流源變頻器中，直接受控量是電流。整流橋控制電流大小，逆變橋控制電流頻率，電機(jī)側(cè)得到的是幅值和頻率可變的方波電流。特點(diǎn)：電流源變頻器具有

3、很好的抗過(guò)流能力，甚至負(fù)載短路都不會(huì)導(dǎo)致變頻器損壞。由于整流橋輸出電壓可以為負(fù)，從而進(jìn)入逆變狀態(tài)工作，實(shí)現(xiàn)能量由變頻器向電網(wǎng)的回饋，可用于頻繁正反轉(zhuǎn)或需要制動(dòng)的場(chǎng)合。缺點(diǎn)：其網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)不高，電流諧波較大。電壓源型：交流3相交流3相50Hz電壓源變頻器輸入一般不控，大多采用二極管進(jìn)行全波整流。中間采用大電容濾波，對(duì)電壓進(jìn)行平滑。逆變橋采用PWM 控制技術(shù)，既控制電壓輸出波形中交流基波的幅值大小，也控制交流基波電壓的頻率。在電壓源變頻器中，直流回路的電壓大小基本是不變的。逆變橋直接對(duì)直流電壓進(jìn)行PWM 控制，不直接控制電流。電機(jī)側(cè)得到的是幅值恒定、占空比和頻率可變的方波電壓。電機(jī)的電流實(shí)際上是其

4、在變頻器輸出電壓控制下運(yùn)行所產(chǎn)生的，為正弦波。優(yōu)點(diǎn)：網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)較高，并且不隨輸出頻率而變。實(shí)現(xiàn)能量回饋。不適用于頻繁正反轉(zhuǎn)或需要制動(dòng)的場(chǎng)合。4、按電平數(shù)不同，變頻器可分為：兩電平、三電平、多電平1）兩電平變頻器典型電路結(jié)構(gòu)及輸出波形如下：PWM12（IGCT高壓IGBTNPPWM變頻器相比，輸出電壓的電平數(shù)增加，易于實(shí)現(xiàn)諧波的相互補(bǔ)償，輸出波形有所改善。三電平變頻器典型電路結(jié)構(gòu)及輸出波形如下：6-10kv（CMS，它是由若干個(gè)低壓PWM變頻功率單元，以輸出電壓串聯(lián)方式（為三相輸入、單相輸出）來(lái)實(shí)現(xiàn)直接高壓輸出的方法。5、按控制方式不同，變頻器可分為： 壓頻比控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制1）壓

5、頻比控制交流電機(jī)成立以下電磁關(guān)系式：E=4.44fw 恒定（ 子電流中激磁電流分量加大，同樣電流負(fù)荷情況下，相應(yīng)轉(zhuǎn)矩電流分量將減小，電機(jī)負(fù)載能力也下降E/f （但不依賴電機(jī)參數(shù)，適合于多電機(jī)傳動(dòng)。2）矢量控制：把交流電機(jī)模擬成直流電機(jī)進(jìn)行控制，它是以轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向，采用矢量變換的方法實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速和磁鏈控制的完全解耦。矢量控制技術(shù)調(diào)速精度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，可實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，在高速和低速都有比較好的控制性能。矢量控制技術(shù)對(duì)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)觀測(cè)的準(zhǔn)確性受電機(jī)參數(shù)影響較大，需要輸入準(zhǔn)確的電機(jī)參數(shù)，不太適合一臺(tái)變頻器控制多臺(tái)電機(jī)的情形。3）直接轉(zhuǎn)矩控制直接在電機(jī)定子坐標(biāo)系下分析電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，采用定子磁場(chǎng)定向

6、， 直接控制電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。直接轉(zhuǎn)矩控制受電機(jī)轉(zhuǎn)子參數(shù)影響較小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，在電機(jī)加、減速或負(fù)載突變的動(dòng)態(tài)過(guò)程中，可獲得快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)，控制算法和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但低速性能比矢量控制略差。三、變頻器功用目前，除一些為特殊用途設(shè)計(jì)的特殊變頻器(比如：幾百赫茲的中頻變頻器，用于中頻感應(yīng)加熱爐)外，常規(guī)變頻器最常見(jiàn)的用途還是用于交流電機(jī)的調(diào)速。按照電機(jī)學(xué)的基本原理，交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速滿足如下的關(guān)系式：n 60 f p s) n0s)式中：n - 電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速n - 電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速0p-電機(jī)的極對(duì)數(shù)f-電機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行頻率s-電機(jī)的滑差n=60f/p)，00由于滑差s一般情況下比較小00.0，電機(jī)的

7、實(shí)際轉(zhuǎn)速n約等于電，所以調(diào)節(jié)了電機(jī)的供電頻率 f，就能改變電機(jī)的實(shí)際0轉(zhuǎn)速。四、變頻器的應(yīng)用范圍目前，變頻調(diào)速技術(shù)已應(yīng)用到在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，電力工業(yè)：鍋爐給水泵、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵、凝結(jié)泵等。五、變頻器啟動(dòng)操作、操作及其注意事項(xiàng)檢查所有的線路連接情況；送電前，拆掉所有接地保護(hù)線；關(guān)好并鎖上變頻器的柜門，方可合上隔離刀閘；最后合上斷路器。2、啟動(dòng)操作如果變頻器處于斷電狀態(tài)，啟動(dòng)時(shí)應(yīng)先加上控制電源；器送高壓電。如果現(xiàn)場(chǎng)高壓開(kāi)關(guān)或控制系統(tǒng)沒(méi)有得到變頻器提供的“高壓合 故障狀態(tài)；這一點(diǎn)和用戶原來(lái)的操作習(xí)慣有所區(qū)別；器啟動(dòng)時(shí)過(guò)流。轉(zhuǎn)，否則容易引起變頻器啟動(dòng)時(shí)單元過(guò)電壓或者變頻器過(guò)電流。給變頻器發(fā)啟動(dòng)指令，正常啟動(dòng)變頻器；6小于3秒。變頻器雖然啟動(dòng)，電機(jī)仍然不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。非用戶期望的狀態(tài)下；擊都很小，只要滿足以上條件，啟動(dòng)次數(shù)及時(shí)間間隔沒(méi)有限制。六、我廠變頻器存在問(wèn)題1、環(huán)境差，腐蝕性氣體、粉塵大。對(duì)變頻器設(shè)備存在較大安全隱患，腐蝕性氣體對(duì)變頻器開(kāi)關(guān)腐蝕影響：開(kāi)關(guān)觸頭觸指上彈簧腐蝕，造成彈簧斷裂，在運(yùn)行中開(kāi)關(guān)觸頭觸指上彈簧斷裂，會(huì)使得接觸不良發(fā)生接地從而發(fā)展成為相間故障；對(duì)開(kāi)關(guān)二次部分腐蝕，造成開(kāi)關(guān)分合閘回路不好，開(kāi)關(guān)不能分合閘；對(duì)變頻器功率模塊電路板造成損壞，變頻器不能運(yùn)行。粉塵大主要是對(duì)變頻器電路板損壞，同時(shí)造成變頻器絕緣下降。2、觀察孔小，不便