变频器工作原理及应用.doc

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1、一、变频器的定义　　CVCF是ConstantVoltageandConstantFrequency的缩写，意为恒电压、恒频率，也就是人们所说的恒压恒频。　　我们使用的电源分为交流电源和直流电源，一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压，整流滤波后得到的。交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95%左右。　　无论是用于家庭还是用于工厂，单相交流电源和三相交流电源，其电压和频率均按各国的规定有一定的标准，如我国大陆规定，直接用户单相交流电为220V，三相交流电线电压为380V，频率为50Hz，其它国家的电源电压和频率可能于我国的电压和频率不同，如有单相100V

2、/60Hz，三相200V/60Hz等等，标准的电压和频率的交流供电电源叫工频交流电。　　通常，把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。　　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

3、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　　变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中，不仅有电机（例如空调等），还有荧光灯等产品。　　用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。　　变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电，在该项应用中，变频

4、器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电二、变频器的结构与分类简介变频器的基本结构　　变频器是把工频电源（50HZ或则60HZ）变换成各种频率的交通电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应电路。变频器的分类　　变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式份类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关式分类，可以分为PAM控制变频器和高载

5、频PWM控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/F控制变频器、转差变频控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、专用变频器、高频变频器单相变频器等。三、变频器的组成单元变频器的组成　　变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。　　现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。　　变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元

6、、检测单元微处理单元等组成的。如下图：电路分析与元器件作用　　（1）、交-直部分整流电路：由VD1-VD6六个整流二极管组成不可控全波整流桥。对于380V的额定电源，一般二极管反向耐压值应选1200V，二极管的正向电流为电机额定电流的1.414-2倍。　　电容C1：是吸收电容,整流电路输出是脉动的直流电压，必须加以滤波，　　变压器是一种常见的电气设备，可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压，也可以改变交流电的数值及变换阻抗或改变相位。　　压敏电阻：有三个作用,一过电压保护,二耐雷击要求,三安规测试需要.　　热敏电阻：过热保护　　霍尔:安装在U

7、VW的其中二相,用于检测输出电流值。选用时额定电流约为电机额定电流的2倍左右。　　充电电阻：作用是防止开机上电瞬间电容对地短路，烧坏储能电容开机前电容二端的电压为0V；所以在上电（开机）的瞬间电容对地为短路状态。如果不加充电电阻在整流桥与电解电容之间，则相当于380V电源直接对地短路，瞬间整流桥通过无穷大的电流导致整流桥炸掉。一般而言变频器的功率越大，充电电阻越小。充电电阻的选择范围一般为：10-300Ω。　　储能电容：又叫电解电容，在充电电路中主要作用为储能和滤波。PN端的电压电压工作范围一般在430VDC～700VDC之间，而一般的高压电容都在400VDC左

8、右，为了满足耐压需要就必