變頻器的工作原理是什麼?


變頻器是一種用於控制電動機轉速的裝置,變頻器調節電動機的轉速是通過改變電機電源電壓的頻率來實現的,電源頻率越大電機的同步轉速就越大。這就是變頻器的終極功能,其實通過名字「變頻器」也可以看出這是一個改變頻率的設備。

下面僅僅是粗略的簡單介紹一下基本的原理,讓我們有一個大體的概念。

目前一般的變頻器採用交-直-交的拓撲結構,即先將頻率固定的交流市電通過整流橋和平滑電容變成直流電壓。

然後該直流電壓再經過三相逆變橋變成頻率可以變化的三相電壓接到電機上,下圖即三相逆變橋電路。

以上是硬體部分的基本結構,變頻器功能的實現還需要軟體的配合,軟體的一個基本功能是控制三相逆變橋上六個IGBT的通斷。

這裡的核心是各個IGBT何時開通、何時關斷,相應的控制策略比較多也比較複雜,涉及到的東西比較多,如SPWM、SVPWM、矢量控制、直接轉矩控制等等。

以上每一個都可以展開大篇幅討論,這裡就不展開只是簡單說明一下矢量控制的思想。三相感應電機或三相永磁同步電機是一個強耦合的東西,不像它勵自流電機那樣容易控制。

所以矢量控制的思想就是通過一堆複雜的坐標變換將三相電機等效為直流電機,以達到穩定的控制性能。

口口木的筆記 2019-3-29


變頻器在現代工業上應用很廣,在電動機的控制,使交流電機,變速,變壓,調節功率,變得容易。甚至在家電行業也越來越多地應用了變頻技術,所以變頻技術正在日新月異地發展,是中國製造的重要一環,也是中國工業2025的重要方向。

從上圖變頻器的主迴路可以看出,變頻器主要由三大部分組成,一是整流電路。二是濾波電路。三是逆變電路。整流電路是把三相工頻交流電,通過三相全波整流成含有雜波的脈動直流電,現在的整流橋大多用整流模塊。

濾波電路是把脈動直流電濾除雜波。逆變電路是把直流電通過全橋逆變電路,變成可變頻變壓的交流電,以前的變頻器開關管有用可控硅的但現在普遍採用IGBT模塊。

變頻器通過限流電阻R,實現了軟啟動。當電路剛啟動時,電容C相當於短路,接觸器KM斷開,電流通過R,給C充電,當電容快充滿時,接觸器合上,R失去作用。軟啟動能保護電網不受變頻器的衝擊,也能保護對IGBT變頻管的衝擊。

制動電路當電容C的電壓超壓時,控制模塊使IGBT管V導通,通過電阻DR給C放電,保護了IGBT逆變管,不使逆變IGBT管C極超高壓損壞。

三相全橋逆變電路,6個IGBT管受啟動電路控制開關速度,通過啟動電路的PWM控制電流電壓。電流又通過電流互感器反饋給單片機,去控制驅動保護電路。

變頻器有電壓型的。

也有電流型的,電壓型用電容做濾波電路,現在大部分變頻器是電壓型的。電流型變頻器用電感做濾波器。

變頻器除了上面所說的電路外,還有其他輔助電路如供單片機電源的開關電路,顯示電路,操作單元等等,如上圖,就不多展開了。

希望對題主有所幫助。


變頻器,顧名思義,就是可以改變頻率的器件,它是一個頻率和電壓能調整輸出的交流電源而已,主要用來給非同步電機進行調速使用。在變頻器沒有出現以前,非同步電機調速是非常麻煩的,因為轉速和轉矩不是一條直線,比如通過滑差頭來調速,或者簡單的降壓調速等等,效果都不理想。根據三相非同步電機的轉速公式,轉速n=60*f/p(1-s),其中p是極對數,s是轉差率,f是電源的頻率,只要能輸出一個頻率可控的交流電源,三相非同步電機的轉速就可以順利改變,這個就是變頻器工作原理的根本,請關註:機電貓

但是發電廠供應的三相交流電源,是相差120°的正弦波,頻率都是50HZ的,在電力電子器件被發明以前,相改變這個電源頻率,幾乎是不可能完成的事情,所以交流電機發明了幾乎接近100年都沒有良好的調速裝置。

後來晶閘管,GTR管,IGBT管等大功率器件在上個世紀末相應被發明了,還有單片機嵌入式技術日益成熟,人們找到了非同步電機調速的基本方法。那就是先把三相交流電壓,經過二極體或者可控硅來整流成為波動的直流電,再利用電容來濾波和穩壓,變成穩定的直流電,利用6個IGBT管來組成逆變迴路,單片機通過PWM斬波的方法,輸出一系列可變脈寬的方波,用來模擬出可變頻率的交流電的等效效果,達到控制電機轉速的目的。

可以想像一下,任何曲線都能用很多條直線段來分段模擬鏈接,模擬用的直線段越多,曲線就可以被描述得越精確,這個實際是數學上的微積分的理念了。

正弦波雖然看起來很複雜,但是同樣可以用很多個方波來模擬等效它,如果輸出等幅值而寬度可變的方波,而且方波的面積和對應的正弦波面積相等,它的作用會等同於正弦波的工作效果,通過控制工作周期就可以改變輸出電源的頻率,這種就是所謂的PWM控制了,因為IGBT這些開關管可以實現非常高速的開關功能,比如有幾十K的頻率,這樣輸出的方波足夠多,模擬出來的正弦波效果就比較好。

但是電機光改變頻率還不夠的,電壓也要跟著調整,否則可能會讓電機工作不正常,比如嚴重發熱而燒毀等。主要是因為電機的鐵芯是非線性的,要求在電源頻率改變的時候,電壓也要改變,這樣才可以控制主磁通恆定不變。

因為:主磁通≈電機電壓÷(4.44*頻率*電子繞組匝數)

因此要在調頻的時候,讓電機電壓也跟著頻率的變化而變化,這樣主磁通就可以保持不變了,避免磁通飽和或者工作在弱磁狀態。


您好,小吳幫您回答。

變頻器是現在用在工廠上面最常見的電氣設備,主要用在電機拖動的控制系統上面。

大多數的電機控制系統,比如恆壓供水系統,各種電機控制系統櫃,都採用變頻器來進行拖動。

變頻器主要工作原理其實就是將交流電轉變成直流電,然後再將直流電轉變為交流電,這兩個過程,交流變直流叫做整流,直流變交流叫做逆變,再加上一些穩壓、濾波、檢測電路、保護電路等就組成了變頻器。

整流電流:大量使用的是二極體的變流器,它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構成可逆變流器,由於其功率方向可逆,可以進行再生運轉。

逆變電路:同整流器相反,逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率,以所確定的時間使6個開關器件導通、關斷就可以得到3相交流輸出。

控制電路:是給非同步電動機供電(電壓、頻率可調)的主電路提供控制信號的迴路,它有頻率、電壓的「運算電路」,主電路的「電壓、電流檢測電路」,電動機的「速度檢測電路」,將運算電路的控制信號進行放大的「驅動電路」,以及逆變器和電動機的「保護電路」組成。

變頻調速的基本原理:

變頻器的功用是將頻率固定的(通常為 50Hz的)交流電(三相或單相)變成頻率連續可調(多數為 0-400Hz)的三相交流電。

電機的轉速公式:n=60f/p (P一定)

根據上述公式,改變頻率f,就能連續的改變電機的轉速n。

變頻器的主要作用:主要用於節能,這個節能也是相對的,如果用在低於工頻,那是能節能的,但是要是一直使用在工頻情況下,對於節能還是差一點,另一個主要作用就是相對於軟啟動的功能,加速及減速都能勻速開始,而且加減速時間都可以設定。

感謝您的閱讀,希望能幫到您。


變頻器的工作原理是什麼?

答:所謂變頻器是將電壓和頻率(50HZ)不變的工頻電,利用半導體器整流和逆變器技術將它變成可變電壓或頻率的交流電裝置。

對於常用ⅤVⅤF 或SPWM變頻或矢量控制變頻器,首先是把50HZ交流電通過三相橋式整流器整流,轉換或直流電源,然後用電容濾波,送入逆變模塊ⅠGBT(直流變交流)、制動單元、驅動單元、檢測單元、微處理單元。其中變頻器又可分為電壓型和電流型二種。①電壓型變頻器是將電壓源的直流轉換為交流,它的直流迴路中的濾波為電解電容。②電流型變頻器則是將電流源的直流變換為交流,其直流迴路濾波是電感。

工業常用的變頻器是在改變輸出頻率的同時,也改變輸出電壓值,這種控制模式最大的優點是保證調頻下降後不使電機發熱燒壞。如果此時僅僅改變頻率電壓不變,特別是0HZ逐升或降速到10HZ左右,會引起電機電流超過額定值發熱燒壞電機。 例如;將變頻電機旋轉速度由60HZ調減到30HZ時,此時變頻器的輸出電壓就會從380V下降到200V左右。

以上個人見解,如有錯誤望閱者批評指正為感。

知足常樂2018.1.26


西門子MM440變頻器的工作原理和其它牌子變頻器的工作原理並沒有太大的區別,只是他們採用電子元件的型號和電路結構不同而已,小編向大家簡要講述西門子MM440變頻器結構組成,這一節就和大家講講西門子MM440變頻器的工作原理想了解更多工業電路板、電梯電路板、變頻器相關知識請關注「從零開始變頻器維修」。

要想知道西門子MM440變頻器的工作原理,首先我們要清楚一個問題,就是變頻器是做什麼用的?變頻器是用來控制電動機速度的一個器件,它可以實現無極調速,被廣泛用在自動化控制設備中。那麼變頻器是怎樣進行調速的呢?把這個問題搞清楚也就懂得西門子MM440變頻器的工作原理了。

西門子MM440變頻器的工作原理是這樣的。380VAC的交流電壓經過VUB120-12No1整流三相整流進行整流,然後經過六個容量為560UF耐壓400的電解電容組成濾波電路,把整流之後的脈動直流電轉換成平滑的的直流電,然後再通過變頻器的主電路板發出六路控制脈衝輸給電壓電流放大電路板,變頻器維修界俗稱這塊電路板為驅動電路,驅動電路板將主電路板發出的六路脈衝進行電壓及電流放大後,送給逆變電路板,通過逆變電路板中的IGBT模塊6MBI75-120-02把直流電逆變成交流電,在逆變過程中主電路板又對逆變脈衝進行調製,從而實現電壓在0~380V之間可調,頻率在0HZ~50HZ之間可調,通過改變供給電動機的供電電壓及頻率,從而實現電動機無極調速的目的。

對於更詳細的西門子MM440變頻器的工作原理,朋友們有興趣的話可以小編進行詳細討論,將會以圖、文、實物相結合的方式向您系統的傳授西門子MM440變頻器的工作原理。想了解更多工業電路板、電梯電路板、變頻器相關知識請關注「從零開始變頻器維修」。


感謝邀請。

三相交流非同步電動機的轉速為n=(1-s)60f/p,其中

f為電動機電源的頻率

p為電動機的極數

s為轉差率

在轉差率變化不大的情況下,改變電動機的電源頻率的時候,轉速也隨著發生正比變化。如果均勻的改變電動機的電源頻率,就可以平滑的改變電動機的轉速。

而變頻器就是利用半導體器件的通斷作用將工頻50Hz的交流電變換成頻率連續可調的交流電的控制裝置。

變頻器按照變換環節可分為交--交變頻器和交--直--交變頻器。交--交變頻器變換效率高,但可調頻率範圍窄。交--直--交變換方式是目前變頻器採用的變頻方式。

我們目前較多使用的變頻器為交--直--交方式的通用變頻器,其結構由主電路和控制電路組成。主電路由整流部分、逆變部分、制動電阻和制動單元部分組成。

工作時先通過整流部分將頻率固定的交流電變換成直流電,再將直流電通過逆變器部分變換為交流電,在直流電變換為交流電的過程中,通過控制電路改變逆變器開關元件的通斷時間,就可改變輸出電壓的頻率,完成變頻。但這樣得到交流電壓是不能直接用於電動機的控制的,實用的變頻器要複雜的多。


簡單的回答一下,變頻器工作原理就是一個交-直-交的過程。就是把交流電變成直流電通過IGBT管再變成交流電。我們知道工頻的頻率是不能改變的,直流電的頻率好該變,我們通過改和變頻率的大小來改變電流的大小,進行控制電機的速度。

它的工作流程:我們假定A相B相C相中的A相由R端子電流流入D1,D2反相截止,經D1整流後進入IGBT(V1)的集電極C極,經IGBT管的G極推動後由發射極E流出到電動機的繞組到IGBT(V4)的發射極流出經二級管D4到S端流回電網B相,構成迴路。其他迴路同理

不喜勿噴。


變頻器的工作原理是什麼?首先上一張變頻器整體結構原理圖:

首先單相或者三相交流電經整流橋整流並經儲能電容整成直流母線電壓,然後經逆變器通過dsp或者MCU控制,最終輸出頻率可控、電壓可控(VVVF)的三相交流電。

實現交流輸出的逆變器的控制方法一般有spwm、三次諧波注入法、空間矢量pwm(SVPWM)等,目前最常用的為SVPWM。

逆變器經以上控制方法有序的高速開斷最終直流母線電壓轉變為VVVF三相交流電。

大部分變頻器的控制方式為V/F開環控制。


低壓變頻器一般採用交直流變頻,所謂交直流變頻就是輸入工頻交流電流,經二極體或晶閘管整流,整定成直流,直流側包括一些濾波元件,使直流穩定,穩定的直流再經遞變橋L主要有可控晶體管元件,如「IGBT」遞變成交流,通過控制遞變橋內部遞變元件的開通時間來得頻率可變的交流


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