第 一 章 變 頻 器 基 礎(chǔ)

一  變頻器的定義
         變頻器是交流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)的一種,它是將交流工頻電源轉(zhuǎn)換成電壓、頻率均可變的適合交流電機(jī)調(diào)速的電力電子變換裝置，英文簡(jiǎn)稱(chēng)VVVF。

      變頻器的主要目的：  調(diào)速 ！

二 變頻器的工作原理
 我們知道，交流電動(dòng)機(jī)的異步轉(zhuǎn)速表達(dá)式位：
                  n＝60 f(1－s)/p              (1)
其中   n———異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；
         f———異步電動(dòng)機(jī)的頻率；
         s———電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率；
         p———電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)。
          由公式(1)可知，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速與輸入的電源頻率、轉(zhuǎn)差率、電機(jī)的極對(duì)數(shù)有關(guān)系，因而交流電動(dòng)機(jī)的直接調(diào)速方式主要有變極調(diào)速(調(diào)整P)、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速或串級(jí)調(diào)速或內(nèi)反饋電機(jī)(調(diào)整s)和變頻調(diào)速(調(diào)整f)等。
          而我們現(xiàn)在運(yùn)用比較廣泛的就是變頻調(diào)速，由轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比，只要改變頻率f即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率f在0～50Hz的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。

三 變頻器的好處
 1. 平滑軟啟動(dòng)，降低啟動(dòng)沖擊電流，減少變壓器占有量，確保電機(jī)安全
 2    . 在機(jī)械允許的情況下可通過(guò)提高變頻器的輸出頻率 提高工作速度
 3. 無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速精度大大提高
 4    . 電機(jī)正反向無(wú)需通過(guò)接觸器切換
 5. 非常方便接入通訊網(wǎng)絡(luò)控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化控制

四 變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域

五  變頻器的發(fā)展基礎(chǔ)

1.電力電子技術(shù)
    半導(dǎo)體功率器件從GTO（門(mén)極可關(guān)斷晶體管）、
GTR（大功率晶體管）、BJT（雙及型晶體管）、
MOSFET（金屬氧化硅場(chǎng)效應(yīng)管）到今天的IGBT（絕緣
柵雙極型晶體管）的實(shí)用化，使得開(kāi)關(guān)高頻化的PWM
技術(shù)成為可能。
2.微處理器技術(shù)
         目前適于交流傳動(dòng)系統(tǒng)的微處理器有單片機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器、專(zhuān)用集成電路等。現(xiàn)在又出現(xiàn)了多個(gè)CPU協(xié)同工作：管理，核心，鍵盤(pán)，上位機(jī)等。核心控制算法的實(shí)時(shí)完成、功率器件驅(qū)動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生以及系統(tǒng)的監(jiān)控、保護(hù)功能都可以通過(guò)微處理器實(shí)現(xiàn)，為交流傳動(dòng)系統(tǒng)的控制提供很大的靈活性，且控制器的硬件電路標(biāo)準(zhǔn)化程度高，成本低，使得微處理器組成全數(shù)字化控制系統(tǒng)達(dá)到了較高的性能價(jià)格比。
3.控制理論
         應(yīng)用矢量控制技術(shù)、直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)及現(xiàn)代控制理論。
4.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
          局域網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控

六 變頻器的發(fā)展概況

七  當(dāng)今市場(chǎng)主流變頻器
歐美品牌　西門(mén)子、科比、倫茨、施耐德、ABB、丹佛斯ROCKWELL、VACON、 AB、西威

日本品牌　富士、三菱、安川、三墾、日立、歐姆龍、 松下電器、松下電工、東芝、明電舍

國(guó)產(chǎn)品牌　安邦信、佳靈、森蘭、英威騰、康沃、科姆龍、惠豐、三晶、大元、正弦

港臺(tái)品牌　臺(tái)達(dá)、普傳、臺(tái)安、東元、美高
韓國(guó)品牌　LG 、現(xiàn)代、三星、收獲

一 變頻器的分類(lèi)
 1.按變換環(huán)節(jié)分      交-直-交型                                                    
                     交-交型  
 交--交變頻器
           它是將頻率固定的交流電源直接變換成頻率連續(xù)可調(diào)的交流電源．其主要優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有中間環(huán)節(jié)，變換效率高。但其連續(xù)可調(diào)的頻率范圍較窄，一般在額定頻率的1／2以下，故主要用于容量較大的低速拖動(dòng)系統(tǒng)中。
 交--直--交變頻器
           先將頻率固定的交流電整流后變成直流，再經(jīng)過(guò)逆變電路，把直流電逆變成頻率連續(xù)可調(diào)的三相交流電。由于把直流電逆變成交流電較易控制，因此在頻率的調(diào)節(jié)范圍，以及變頻后電動(dòng)機(jī)特性的改善等方面，都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，目前使用比較多的變頻器均屬于交一直－交變頻器。

2.按濾波方式分        電流型
                             電壓型
電流型：
      整流后若是靠電感來(lái)濾波稱(chēng)為電流型，它的中間直流環(huán)節(jié)采用大電感作儲(chǔ)能元件，無(wú)功功率將由大電感來(lái)緩沖。
電壓型：
      整流后若是靠電容來(lái)濾波稱(chēng)為電壓型，現(xiàn)在使用的變頻器大部分為電壓型。

3.按電壓的等級(jí)分    低壓變頻器                       
                    高壓大容量變頻器

4.按用途分   專(zhuān)用型變頻器
             通用型變頻

二 變頻器的組成
    交流低壓交直交通用變頻器系統(tǒng)框圖

1.變頻器主電路的工作原理和作用
整流電路：
      大都是由大功率二極管構(gòu)成的全波整流電路，主
要是將單相或三相交流轉(zhuǎn)化為直流；它們將380V的交
流電整流成直流，平均直流電壓可用下式表示：UD  
=1.35 UL=1.35×380＝513V