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变频器知识培训 2007年9月15日 引言:什么是变频器? 顾名思义，变频器就是要改变电压或电流的频率，以改变交流异步电动机转速的机器。 英文名称：Inverter，一般译作逆变器。 学术解释：变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。 变频技术的发展过程 变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。 20世纪60年代后半期开始，电力电子器件从SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、发展到今天的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)，器件的更新促使电力变换技术的不断发展。 20世纪70年代开始，脉宽调制变压变频(PWM—VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。 20世纪80年代，作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣，并得出诸多优化模式，其中以鞍形波PWM模式效果最佳。 20世纪80年代后半期开始，美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并广泛应用。 20世纪90年代，变频技术从V/F控制发展到矢量控制和直接转矩控制，　2000年以后，变频技术结合ＰＬＣ技术，逐步向模糊控制方向发展。 我国变频器应用的大环境 在我国60%的发电量是通过电动机消耗的，因此调速传动是一个重要行业，一直得到国家重视，目前已有一定规模。 1998年1月1日实施的《中华人民共和国节约能源法》第39条，已将变频调速列入通用节能技术加以推广。 即将出台的限制性政策规定：对新建和扩建工程需要调速运行的风机和水泵，一律不准采用挡板和阀门调节流量；对采用挡板和阀门调节流量的要分期、分批、有步骤地进行调速改造。  变频器在我们炼油厂的使用 在八十年代末期，炼油厂首先在润滑油重质车间使用变频器并获得成功。目前安装变频器台数已达到292台。平均节电率达到30-40%之间，有的高达60%，全年节电量在6000万kW.h左右。 目前全厂使用的变频器都是进口的。主要以富士变频器为主，兼用了三垦、西门子、明电、ABB等品牌。 变频器的投用，取得明显的控制和节能效果。 变频器的分类 按电压等级分：高压变频器和低压变频器； 按工作方式分：交—交变频器和交—直—交变频器。 按电源类型分：可分为电压型和电流型。 按控制方式分：PWM和PAM两种； 按数学模型分：V/F控制、频差控制、直接转矩控制。 其中: 交——交变频器：直接将电网交流电变为可调频调压的交流电输出，没有明显的中间滤波环节，故又称直接变频器。 交——直——交变频器：将电网交流电经整流器转换为直流电，经中间滤波环节后，再经逆变器变换为调频调压的交流电，故又称间接变频器。根据中间滤波环节不同又分电压型和电流型。 电压型:用改变电压频率来改变电机转速的方式. 电流型:用改变电流的频率来改变电机转速的方式. 交流电动机调速的几种方式 交流电动机的调速方法有三种： n=60f*(1-S)/P 变极调速； 改变转差率调速； 变频调速。 其中，变频调速最具优越性 ! 交流变频调速的特性 调速时平滑性好，效率高。低速时，相对稳定性好。 调速范围较大，精度高。 起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显。 变频器体积小，便于安装、调试、维修简便。 易于实现过程自动化。 目前变频技术已经非常成熟，产品性价比非常高。 在恒转矩调速时，低速段电动机的过载能力大为降低。 变频器的基本工作原理 图中整流器为三相桥式整流电路，以恒定的直流电压供给逆变器，而直流侧则并联大容量电解电容器，起到滤波、储能和缓冲负载的无功功率的作用，然后通过控制回路控制SPWM（正弦PWM）逆变器输出电压的脉冲宽度和频率，输出三相调压调频电流，实现电机的变速运行。 图中变频器的控制电路中已设定的频率给定FRH，经过ACC和DEC加减速控制电路，变成频率基准和电压基准信号，分别经过A/D转换回路和V/F变换电路，再加上三角波和三相正弦波的共同作用下在CPU内部调制成SPWM脉冲，成为功率管的基极控制信号，驱动大功率晶体管，从而使直流电压调制成任意幅值和任意频率的三相正弦波交流电压。 变频器核心名词解释 PWM ：指Pulse Width Modulation，即脉冲宽度调制，改变脉冲电压的宽度（输出时间）以控制输出的电压幅值和频率，可只对逆变部份进行控制 PAM ：指Pulse Amplitude Modulation的缩写，即脉冲幅度调制，它对变流部份进行控制，把交流变为直流同时改变直流的大小，在逆变部份控制频率输出。 V V V F是Variable Voltage Variable Frequncy的缩写，是可变电压、可变频率的意思，也就是变频器。 电机工频运行与变频运行的波形比较 变频器控制液泵工艺控制示意图 采用PWM变频控