变频器
变频器（Variable-frequency Drive，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。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进⽽达到节能、调速的⽬的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着⼯业⾃动化程度的不断提⾼，变频器也得到了⾮常⼴泛的应⽤。 变频器基本组成
变频器通常分为4部分：整流单元、⾼容量电容、逆变器和控制器。
家用垃圾桶整流单元：将⼯作频率固定的交流电转换为直流电。
⾼容量电容：存储转换后的电能。
逆变器：由⼤功率开关晶体管阵列组成电⼦开关，将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的⽅波。
控制器：按设定的程序⼯作，控制输出⽅波的幅度与脉宽，使叠加为近似正弦波的交流电，驱动交流电动机。
变频器的结构与原理图解
变频器的发展也同样要经历⼀个徐徐渐进的过程，最初的变频器并不是采⽤这种交直交：交流变直流⽽后再变交流这种拓扑，⽽是直接交交，⽆中间直流环节。这种变频器叫交交变频器，⽬前这种变频器在超⼤功率、低速调速有应⽤。其输出频率范围为：0-17（1/2－1/3 输⼊电压频率），所以不能满⾜许多应⽤的要求，⽽且当时没有IGBT，只有SCR，所以应⽤范围有限。
变频器其⼯作原理是将三相⼯频电源经过⼏组相控开关控制直接产⽣所需要变压变频电源，其优点是效率⾼，能量可以⽅便返回电⽹，其最⼤的缺点输出的最⾼频率必须⼩于输⼊电源频率1/3或1/2，否则输出波形太差，电机产⽣抖动，不能⼯作。故交交变频器⾄今局限低转速调速场合，因⽽⼤⼤限制了它的使⽤范围。
酸洗缓蚀剂变频器电路结构框架图
矩阵式变频器是⼀种交交直接变频器，由9个直接接于三相输⼊和输出之间的开关阵组成。矩阵变换器没有中间直流环节，输出由三个电平组成，谐波含量⽐较⼩；其功率电路简单、紧凑，并可输出频率、幅值及相位可控的正弦负载电压；矩阵变换器的输⼊功率因数可控，可在四象限⼯作。
虽然矩阵变换器有很多优点，但是在其换流过程中不允许存在两个开关同时导通的或者关断的现象，实现起来⽐较困电热暖水袋
虽然矩阵变换器有很多优点，但是在其换流过程中不允许存在两个开关同时导通的或者关断的现象，实现起来⽐较困难。矩阵变换器最⼤输出电压能⼒低，器件承受电压⾼也是此类变换器⼀个很⼤缺点。
应⽤在风⼒发电中，由于矩阵变换器的输⼊输出不解耦，即⽆论是负载还是电源侧的不对称都会影响到另⼀侧。另外，矩阵变换器的输⼊端必须接滤波电容，虽然其电容的容量⽐交直交的中间储能电容⼩，但由于它们是交流电容，要承受开关频率的交流电流，其体积并不⼩。
化妆品柜台
交-交变频就是直接变频，少了⼀个环节，但是⽤的器件量很多，三相的需要36个晶闸管，控制复杂。还有交-交变频只能往⼯频⼀下调节频率，⼀般调到⼯频的1/3-1/2，差不多20Hz。
我们把这种交流变直流⽽后再变交流这种变频器叫交直交变频器，分为两种，⼀种是交直交电压型，另外⼀种是交直交电流型。其中前者⼴泛使⽤，现在的通⽤变频器就是采⽤这种拓扑。
其特点是：中间为电解电容储存提供母线电压，前级采⽤⼆极管不控整流，简单可靠，逆变采⽤三相PWM调制（⽬前调制算法是空间电压⽮量）。由于采⽤了⼀定容量的电解电容，所以直流母线电压稳定，此时只要控制好逆变IGBT的开关顺序（输出相序、频率）和占空⽐（输出电压⼤⼩），就可以获得⾮常优越的控制特性。
交—直—交变频器则是先把交流电经整流器先整流成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进⾏平滑滤波，再经过逆变器把这个直流电流变成频率和电压都可变的交流电。
交直交变频器⼜可以分为电压型和电流型两种，由于控制⽅法和硬件设计等各种因素，电压型逆变器应⽤⽐较⼴泛。传统的电流型交直交变频器采⽤⾃然换流的晶闸管作为功率开关，其直流侧电感⽐较昂贵，⽽且应⽤于双馈调速中，在过同步速时需要换流电路，在低转差频率的条件下性能也⽐较差，在双馈异步风⼒发电中应⽤的不多。
0204电话录音采⽤电压型交直交变频器这种整流变频装置具有结构简单、谐波含量少、定转⼦功率因数可调等优异特点，可以明显地改善双馈发电机的运⾏状态和输出电能质量，并且该结构通过直流母线侧电容完全实现了⽹侧和转⼦侧的分离。
电压型交直交变频器的双馈发电机定⼦磁场定向⽮量控制系统，实现了基于风机最⼤功率点跟踪的发电机有功和⽆功的解耦控制，是⽬前变速恒频风⼒发电的⼀个代表⽅向。
此外，还有⼀种并联的交直交逆变器拓扑结构。这种结构的主要思想是通过⼀个交直交电流型和⼀个交直交电压型变频器并联，电流型逆变器作为主逆变器负责功率传输，电压型逆变器作为辅逆变器负责补偿电流型逆变器谐波。
这种结构主逆变器有较低的开关频率，辅逆变器有较低的开关电流。同上⾯提到的交直交电压型逆变器相⽐较，该拓扑结构具有低开关损耗，整个系统的效率⽐较⾼。其缺点也是显⽽易见的，⼤量电⼒电⼦器件的使⽤导致成本的上升以及更加复杂的控制算法，另外该种结构电压利⽤率⽐较低。
尽管交—直—交变频器具有输出频率⾼、功率因数⾼等优点，但交—直—交变频器仍存在许多待改进的问题：
（1）当前⼤功率⾼电压电⼒电⼦器件处在发展期，GTO元件⾯临淘汰，IGBT，IGCT尚待成熟；
（2）采⽤IGCT（或者GTO）、IECT的变流器，器件故障造成直通短路的保护还是难题；电源侧变流器如果发⽣直通短路会造成电⽹短路，所以变流器必须采⽤⾼漏抗输⼊变压器，⼀般要求15%，甚⾄⾼达20%；
（3）交—直—交变频器低频运⾏时过载能⼒减低，⼀般运⾏在5Hz以下时变频器过载能⼒减半；
（4）交—直—交变频器输出PWM调制电压波形的电压变化率du/dt很⾼，容易造成电机和电器的绝缘疲劳损伤；输出导线较长时，共模反射电压会在电机侧产⽣很⾼的电压，如果是两电平的变流器，这个电压的峰值是直流电压的两倍，如果是三电平的变流器，这个电压的峰值是中间⼀半电压的三倍；
（5）交—直—交变频器PWM调制将产⽣谐波、噪声、轴电流等问题。
变频器的功能作⽤变频节能
变频器节能主要表现在风机、⽔泵的应⽤上。为了保证⽣产的可靠性，各种⽣产机械在设计配⽤动⼒驱动时，都留有⼀定的富余量。当电机不能在满负荷下运⾏时，除达到动⼒驱动要求外，多余的⼒矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调速⽅法是通过调节⼊⼝或出⼝的挡板、阀门开度来调节给风量和给⽔量，其输⼊功率⼤，且⼤量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。当使⽤变频调速时，如果流量要求减⼩，通过降低泵或风机的转速即可满⾜要求。
电动机使⽤变频器的作⽤就是为了调速，并降低启动电流。为了产⽣可变的电压和频率，该设备⾸先要把电源的交流电变换为直流电（DC），这个过程叫整流。把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。⼀般逆变器是把直流电源逆变为⼀定的固定频率和⼀定电压的逆变电源。对于逆变为频率可调、电压可调的逆变器我们称为变频器。变频器输出的波形是模拟正弦波，主要是⽤在三相异步电动机调速⽤，⼜叫变频调速器。对于主要⽤在仪器仪表的检测设备中的波形要求较⾼的可变频率逆变器，要对波形进⾏整理，可以输出标准的正弦波，叫变频电源。⼀般变频电源是变频器价格的15－－20倍。由于变频器设备中产⽣变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”，故该产品本⾝就被命名为“inverter”，即：变频器。
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。作为电⼦电路，变频器本⾝也要耗电（约额定功率的3-5%）。⼀台1.5匹的空调⾃⾝耗电算下来也有20-30W，相当于⼀盏长明灯. 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）；iphd
这是体现节电效果的三个条件。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”。
功率因数补偿节能
⽆功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电⽹有功功率的降低，⼤量的⽆功电能消耗在线路当中，设备使⽤效率低下，浪费严重，使⽤变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作⽤，从⽽减少了⽆功损耗，增加了电⽹的有功功率。
软启动节能
1：电机硬启动对电⽹造成严重的冲击，⽽且还会对电⽹容量要求过⾼，启动时产⽣的⼤电流和震动时对挡板和阀门的损害极⼤，对设备、管路的使⽤寿命极为不利。⽽使⽤变频节能装置后，利⽤变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最⼤值也不超过额定电流，减轻了对电⽹的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使⽤寿命。节省了设备的维护费⽤。
2：从理论上讲，变频器可以⽤在所有带有电动机的机械设备中，电动机在启动时，电流会⽐额定⾼5-6倍的，不但会影响电机的使⽤寿命⽽且消耗较多的电量.系统在设计时在电机选型上会留有⼀定的余量，电机的速度是固定不变，但在实际使⽤过程中，有时要以较低或者较⾼的速度运⾏，因此进⾏变频改造是⾮常有必要的。变频器可实现电机软启动、补偿功率因素。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议