电流型PWM变频器的特点

变频器的作用及工作原理

变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，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，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。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以及一些相应的电路。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。

变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频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、转差频率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、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。

VVVF：改变电压、改变频率 CVCF：恒电压、恒频率。各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均为400V/50Hz或200V/60Hz(50Hz)，等等。通常，把电压和频率固定不变的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)。

用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。

变频器的工作原理

我们知道，交流电动机的同步转速表达式位：

n＝60 f(1－s)/p (1)

式中

n———异步电动机的转速；

f———异步电动机的频率；

s———电动机转差率；

p———电动机极对数。

由式(1)可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。

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第一章 绪论

1.1背景介绍

进入21世纪后，在全球经济发展中，能源与环保日益成为人们关注的焦点。很多电力电子装置的应用使电力系统中产生谐波。例如通用变频器，大都为交一直—交电压型结构，整流端为二极管不可控整流或晶闸管相控整流。这种结构使电网侧电流波形严重畸变，谐波大，对公共电网造成污染。电网侧功率因数低，与电网交换大量的无功功率，降低了发电和输电设备的利用率，同时产生大量的附加损耗。系统不能在再生状态下运行，无法实现能量的再生利用。要从根本上消除通用变频器的上述缺陷，要求新型变频调速系统的整流环节网侧电流正弦化运行于单位功率因数，且能实现能量双向流动。PWM控制为减少谐波提供了一个技术性的方案，随着高频电力电子器件如GTO、电力晶体管、IGBT价格的降低，以及电压和电流等级的提高，该控制方法越来越成为减少谐波污染的首选技术方案。

自20世纪90年代以来，PWM整流器一直是电力电子领域的研究热点。对PWM整流相关应用的研究也越来越多，例如有源滤波、超导储能、交流传动、高压直流输电以及统一潮流控制、新型UPS以及太阳能，风能等可再生能源的电压型PWM可逆整流器采用全控型器件，工作在高频状态。由于功率开关器件的开通和关断都可以控制，所以整流器的电流波形是可以控制的，其理想的状态是和输入相电压同相(或反相)的正弦波，此时网侧功率因数接近1，输入电流的谐波含量接近零，而且能够对直流电压进行调整，使之稳定在一定的设定值，在负载变化时，具有较快的响应速度。因为具备上述优点，将其作为交一直一交变频调速系统中的整流环节，构成双PWM变频调速系统，使该变频调速系统具有输入电压、电流频率固定，波形均为正弦，功率因数接近1，输出电压、电流频率可变，电流波形也为正弦的特点，可实现四象限运行，从而达到能量双向传送中北大学2011届毕业设计说明书

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6.3 变压变频调速系统中的脉宽调制(PWM)技术本节提要

正弦波脉宽调制(SPWM)技术电流滞环跟踪PWM(CHBPWM)控制技术

电压空间矢量PWM(SVPWM)控制技术（或称磁链跟踪控制技术） PWM技术就是利用半导体器件的开通和关断把直流电压变成一定形状的电压脉冲序列，以实现变频、变压并有效控制和消除谐波的一门技

术。我们把PWM技术分为三类1、正弦PWM技术（电压、电流、磁通为正弦目的各种PWM方案）2、优化PWM技术3、随机PWM技术一、正弦波脉宽调制(SPWM)技术 1. PWM调制原理

以正弦波作为逆变器输出的期望波形，以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波（Carrier wave），并用频率和期望波相同的正弦波作为调制波（Modulation wave），当调制波与载波相交时，

由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻，从而获得在正弦调制波的半个周期内呈两边窄中间宽的一系列等幅不等宽的矩形波。

按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相等，因而这个序列的矩形波与期望的正弦波等效。这种调制方法称作正弦波脉宽调制（Sinusoidal pulse width

modulation，简称SPWM），这种序列的矩形波称作SPWM波。 2. SPWM控制方式如果在正弦调制波的半个周期内，三角载波只在正或负的一种极性范围内变化，所得到的SPWM

波也只处于一个极性的范围内，叫做单极性控制方式。如果在正弦调制波半个周期内，三角载波在正负极性之间连续变化，则SPWM波也是在正负之

间变化，叫做双极性控制方式。

规则采样法原理三角波两个正峰值之间为一个采样周期Tc 自然采样法中，脉冲中点不和三角波一周期的中点（即负峰点）重合

规则采样法使两者重合，每个脉冲的中点都以相应的三角波中点为对称，使计算大为简化在三角波的负峰时刻tD对正弦信号波采样得D点，过 D作水平直线和三角波分别交于A、B

点，在A点时刻 tA和B点时刻 tB控制开关器件的通断脉冲宽度d 和用自然采样法得到的脉冲宽度非常接近

变频器控制方式有哪些_变频器有几种控制方式_变频器的控制方式详解

变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向，而作为变频调速系统的核心变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素，除了变频器本身制造工艺的先天条件外，对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的。本文从工业实际出发，综述了近年来各种变频器控制方式的特点，并展望了今后的发展方向。

变频器简介1）变频器的基本结构

变频器是把工频电源（50Hz或60Hz）变换成各种频率的交流电源，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，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路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以及一些相应的电路。

2）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分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频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、转差频率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、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。

变频器控制方式选择依据对于控制方式，要根据生产机械的具体要求来进行选择。

1、二次方律负载 对于离心式风机、水泵和空气压缩机一类的二次方律负载，一般采用V/F控制方式为宜。因为V/F控制方式有低励磁U/f线，在低频运行时可以更好地节能。矢量控制方式实质上是使电动机始终保持额定磁通的控制方式，不可能实现低励磁。 2.恒转矩负载

（1）对于负载率经常变动、调速范围又不很大的负载，一般以选择无反馈矢量控制为好，因为V/F控制方式的转矩提升量不易预置得恰到好处，但采用无馈矢量控制方式时，须注