第二章 交直交电流型变频器

交-直-交变频器的工作原理是什么啊？悬赏分：0 |解决时间：2008-7-7 12:57 |提问者：287365311最佳答案引言宝钢2050热轧厂是1989年投产的，原设计以直流机为主。

随着交流变频和交流机的大幅度使用。

为了适应新时期用户的对产品产量的更高要求，我们对现场设备进行了改造。

将以前的直流传动改造成交流传动，这种改造从卷取区的卷取机改造开始。

先后对1#、2#、3#卷取机传动控制系统进行了交流化改造。

下面以2#卷取机为例，将卷取机传动系统改造的情况作一介绍。

2#卷取机传动系统采用了带公用整流器结构，如图1所示。

各电机用的逆变装置分挂在整流器上，包括一台卷筒电机，两台夹送辊电机和三台助卷辊电机。

其中:卷筒电机采用同步电机，夹送辊和助卷辊采用异步机，电机由西门子典型的矢量控制的交-直-交变频器系统供电，卷筒励磁由SD进行调节控制。

电机带有脉冲编码器，调速性能优良，空载时速度环静态精度为0.01%，速度调节时间小于100ms，电流环调节时间小于10ms。

字串9图1 系统结构图2 传动系统结构2.1 整流/回馈部分整流单元使用的功率元件为晶闸管，进线的交流电压通过整流向连接逆变器的直流电压母线提供电动状态能量并构成多电机传动系统。

整流单元由4000kVA6kV/650V整流变压器供电，带有自耦变压器和6脉冲整流/回馈单元，产生890V 直流母线电压。

卷筒、夹送辊和助卷辊电机的逆变装置就挂在这个直流母线上，没有设直流开关及断路器。

曾经考虑使用直流快开作为直流母线短路保护，由于一般情况下，电机或逆变器短路保护在逆变器内部可以实现。

而纯粹的直流母线短路现象几乎难以发生，如果配以快开，每年需要维护，而且维护量很大，故没有采取这种短路保护。

以上控制方式称做共用直流母线的多电机传动控制方式，它具有以下显著的特点:(1) 采用共用直流母线和共用制动单元, 可以减少整流器和制动单元的配置，结构简单合理们;(2) 共用直流母线的中间直流电压恒定, 电容并联储能容量大;(3) 各电动机工作在不同状态下, 能量回馈互补, 优化了系统的动态特性，同时可以节能;(4) 提高系统功率因数, 降低电网谐波电流, 提高系统的用电效率。

交直交电流型变频器主电路的组成及各部分的作用导语：交-直-交电流型变频器是指在逆变器的直流侧串联平波电抗器，使得直流电平直，形成电流源，可以方便地实现负载能量向电网回馈，可以快速、频繁地实现四象限运行，同时可以实现电流的闭环控制，提高了装置的可靠性。

交直交变频器的主电路包括哪些组成：1、主电路;2、控制电路;3、外接端子;4、操作面板四部分组成。

1、主电路：是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。

电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感，包括：(1)整流电路：用来把三相交流电整流成直流电;(2)滤波电路：用来把整流后的脉动的直流通过储能元件，变为较为平滑的的直流。

，滤波电路还可以提高功率因数;(3)逆变电路：用来把直流电逆变为交流电，最常见的是用6个逆变模块组件组成三相桥式逆变电路，由CPU来控制逆变器的通断，可以得到任意频率的三相交流电的输出;2、控制电路：有运算电路、检测电路、控制信号的输入输出和驱动电路等构成;3、外接端子：主电路的三相电源接线端子、电动机端子、直流电抗器接线端子、制动单元和制动电阻接线端子;4、操作面板：操作面板用来设定变频器的控制功能、参数和频率设定等。

交-直-交电流型变频器是指在逆变器的直流侧串联平波电抗器，使得直流电平直，形成电流源，可以方便地实现负载能量向电网回馈，可以快速、频繁地实现四象限运行，同时可以实现电流的闭环控制，提高了装置的可靠性。

适用于单机快速调速系统。

顺变器的作用是将定压定频的交流电变换为可调直流电，通过电压型或电流型滤波器为逆变器提供直流电源。

逆变器将直流电源变为可调频率的交流电。

1交直交电压型变频器，此类变频器价格比较贵，另外技术上存在二大问题，一是存在中间整流滤波环节，故效率比较低，二是当电动机处于发电状态能量返回电网困难，通常是接通电阻回路把能量消耗掉，这样一方面增大设备的体积，另一方面能量未得到利用，是极大的浪费，为了使能量能得到利用，可增加有源逆变电路，但这又增加成本和电路的复杂性。

交交变频器其工作原理是将三相工频电源经过几组相控开关控制直接产生所需要变压变频电源，其优点是效率高，能量可以方便返回电网，其最大的缺点输出的最高频率必须小于输入电源频率1/3或1/2，否则输出波形太差，电机产生抖动，不能工作。

故交交变频器至今局限低转速调速场合，因而大大限制了它的使用范围。

2交- 交变频技术交-交变频器采用晶闸管自然换流方式，工作稳定，可靠，适合作为双馈电机转子绕组的变频器电源，交交变频的最高输出频率是电网频率的1/3-1/2，在大功率低频范围有很大的优势。

交交变频没有直流环节，变频效率高，主回路简单，不含直流电路及滤波部分，与电源之间无功功率处理以及有功功率回馈容易。

虽然交交变频双馈系统得到了普遍的应用，但因其功率因数低，高次谐波多，输出频率低，变化范围窄，使用元件数量多使之应用受到了一定的限制。

矩阵式变频器是一种交交直接变频器，由九个直接接于三相输入和输出之间的开关阵组成。

矩阵变换器没有中间直流环节，输出由三个电平组成，谐波含量比较小；其功率电路简单、紧凑，并可输出频率、幅值及相位可控的正弦负载电压；矩阵变换器的输入功率因数可控，可在四象限工作。

虽然矩阵变换器有很多优点，但是在其换流过程中不允许存在两个开关同时导通的或者关断的现象，实现起来比较困难。

矩阵变换器最大输出电压能力低，器件承受电压高也是此类变换器一个很大缺点。

应用在风力发电中，由于矩阵变换器的输入输出不解耦，即无论是负载还是电源侧的不对称都会影响到另一侧。

另外，矩阵变换器的输入端必须接滤波电容，虽然其电容的容量比交直交的中间储能电容小，但由于它们是交流电容，要承受开关频率的交流电流，其体积并不小。

概述变频器就是利用电力半导体器件的通断作用将固定电压、频率的交流电变换为频率、电压都连续可调的交流电的装置，主要用于对异步电动机的调速控制，它与电动机之间连接框图如图1-1所示。

按变频器的电路组成分类:从变频器的电路组成来看，变频器可分为交-交变频器和交-直-交变频器。

1.交-交变频器它是将频率固定的交流电源直接变换成频率连续可调的交流电源，其主要优点是没有中间环节，变换效率高。

但其连续可调的频率范围窄，所采用的器件多，其应用收到很大限制。

2、交-直-交变频器先将频率固定的交流电整流后变成直流，再经过逆变电路，把直流电逆变成频率连续可调的三相交流电，由于把直流电逆变成交流电较易控制，因此在频率的调节范围，以及变频后电动机特性改善等方面，都具有明显优势，目前使用最多的变频器均属于交-直-交变频器。

根据直流环节的储能方式来分，交-直-交变频器又可分为电压型和交流电源变频器电动机负载电流型两种。

1）电压型整流后若是靠电容来滤波，这种交-直-交变频器称为电压型变频器,而现在使用的变频器大部分为电压型。

2）电流型整流后若是靠电感来滤波，这种交-直-交变频器称为电流型变频器，这种型式的变频器较为少见。

根据调压方式的不同，交-直-交变频器又可分为脉幅调制（PAM）和脉宽调制（PWM）两种。

3）脉幅调制（PAM）变频器输出电压的大小是通过改变直流电压（UD）来实现的，这种方法现在已经很少采用。

4）脉宽调制（PWM）变频器输出电压的大小是通过改变输出脉冲的占空比来实现的。

目前使用最多的是占空比按正弦规律变化的正弦波脉宽调制，即SPWM方式。

按变频器的控制方式分类按不同的控制方式，变频器可分为U/f控制、矢量控制（VC）和直接转矩控制三种类型。

按变频器的用途分类根据用途的不同变频器可分为通用变频器和专用变频器。

目前变频器技术主要发展方向为：1、高水平的控制2、网络智能化3、结构小型化4、高集成化5、专门化6、开发清洁电能的变频器图2-2 交-直-交电压型变频器典型主电路整流器由VD1～VD6组成三相整流桥，它们将三相380V工频交流电整流成直流，设电源的线电压有效值为UL，那么三相全波整流后的平均直流电压UD大小是：UD=1.35UL=513V整流管VD1～VD6通常采用可以承受高电压大电流具有较大耗散功率的电力二极管，中间电路中间电路包括滤波电路、限流电路和制动电路三部分。

变频器原理及应用第一章概述填图题输入交流直流输出直流整流斩波交流移相逆变第二章电力电子器件一、填空题1、晶闸管三个电极的名称是阳极（A）、阴极（K）、和门极（G）。

2、晶闸管的动态损耗包括开通损耗和关断损耗。

4、常用的均流电路有：串联电阻均流电路、串联电抗器均流电路和采用直流电抗器的均流电路。

5、晶闸管的保护包括：晶闸管的过电流保护、晶闸管的过电压保护和电压与电流上升率的限制。

6、晶闸管的过电流保护的措施：快速熔断器保护、过电流继电器保护、脉冲移相过电流保护、利用反馈控制过电流保护、直流快速熔断器过电流保护。

7、电压与电流上升率的限制的措施：给整流装置接上整流变压器、在交流电源输入端串接空心小电阻和每个桥臂串接空心小电感或在桥臂上套入磁环。

8、由于接通、断开交流侧电源时出现暂态过程而引起的过电压称为交流侧过电压，由于交流电网受雷击或从电网侵入的干扰过电压，这种过电压作用时间长、能量大称为交流侧浪涌过电压。

9、交流侧浪涌过电压只能采用类似稳压管稳压原理的压敏电阻或硒堆元件来保护。

10、大功率晶体管（GTR）使用时必须考虑的参数：击穿电压、电流增益、耗散功率和开关速度。

11、绝缘栅双极晶闸管（IGBT）的保护包括：过电压保护和过电流保护。

12、PD是指电力二极管，其符号是13、SCR是指晶闸管，其符号14、GTO是指门极关断晶闸管，其符号是15、IGBT是指绝缘栅双极型晶体管，其符号是16、GTR是指大功率晶体管，其符号17、MOSFET是指功率场效应晶体管，其符号是 N型沟道 P型沟道。

二、选择题1:右图是（c）元件的图形符号。

A:双极晶体管B:晶闸管C:绝缘栅双极晶体管D:场效应管2、目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（D）。

A：SCR B：GTO C：MOSFET D：IGBT3、下列元件中不属于全控器件的是（ A ）A：SCR B：GTO C：MOSFET D：IGBT三、判断题1、“半控”的含义是指晶闸管可以被控制导通但不能用门极控制关断。

电流型变频器的特点是中间直流环节采用大电感作为储能元件，无功功率将由该电感来缓冲。

由于电感的作用，直流电流趋于平稳，电动机的电流波形为方波或阶梯波，电压波形接近于正弦波。

直流电源的内阻较大，近似于电流源，故称为电流源型变频器或电流型变频器。

电流型变频器的一个较突出的优点是，当电动机处于再生发电状态时，回馈到直流侧的再生电能可以方便地回馈到交流电网，不需要在主电路内附加任何设备。

这种电流型变频器可用于频繁急加减速的大容量电动机的传动。

在大容量风机、泵类节能调速中也有应用。

艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。

如需进一步了解台达变频器、三菱变频器、西门子变频器、安川变频器、艾默生变频器的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城/。

1变频器节能原理1.1变频节能为了满足生产的实际情况和保证生产的可靠性，机械设备、电气设备针对配用动力驱动设计时，在大部分情况下给驱动力都留有一定的富余量。

通常情况下，电机不允许在满负荷下运行；但是电机在正常负荷下运作时，多余的力矩增加了有功功率的消耗，这样就促使了多余电能的消耗；如果电机在压力偏高的情况下，降低电机的转速，这样就保证了电机在恒压条件下实现了节能的目的。

由功率和转速的关系：P 2／P 1＝（N 2／N 1）3可知，电机功率从P 2降到P 1，其转速成立方级的变化，大大地降低了电量的消耗。

1.2动态调整节能这种节能方式是在保证最大电压效率的情况下，对负载的变动迅速地适应调节。

例如，变频调速器在软件上设有5000次／s 的测控输出功能，始终保持电机的输出高效率运行。

1.3功率因数补偿节能这种节能原理是减少电气设备的无功损耗，增加电网的有功功率。

由于力矩是电机的定子绕组和转子绕组在电磁作用下产生的，而绕组具有感抗的作用，对电网产生阻抗，致使电机运转时吸收大量的无用功率，造成功率因数很低。

当采用变频器节能调速后，其特性为AC —DC —AC ，在整流滤波后，负载特性发生了变化，有效降低了无用功率的吸收，提高了功率因数。

1.4软启动节能采用软启动后，启动电流可从0到电机额定电流，减少了启动电流对电网的冲击，节约了电费，也减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击，延长了设备的使用寿命。

1.5通过变频自身的V ／F 功能节电在保证电机输出力矩的情况下，可自动调节V ／F 曲线。

减少电机的输出力矩，降低输入电流，达到节能状态。

2变频器的分类和选择2.1常用变频器的类型和使用场合（1）交—直—交电压型变频器：交—直—交电压型变频器在直流侧并联大容量滤波电容以缓冲无功功率，直流电源阻抗小，形成电压源；能量回馈电网较难，只能能耗制动，适用于小容量和频率不高的调速系统。

（2）交—直—交电流型变频器：交—直—交电流型变频器的特点是在逆变器的直流侧串联平波电抗器，使直流电平直，形成电流源，可以方便地实现负载能量向电网回馈，可以快速、频繁地实现四象限运行，同时可以实现电流的闭环控制，提高了装置的可靠性。

变频器有几种类型？变频器的分类方式介
绍
变频器的分类 1.按输入电压等级分类变频器按输入电压等级可分低压变频器和高压变频器，低压变频器国内常见的有单相220 V变频器、三相220 V变频器、i相380 V变频器。

高压变频器常见有6 kV、10 kV变压器，控制方式一般是按高低一高变频器或高一高变频器方式进行变换的。

2.按变换频率的方法分类变频器按频率变换的方法分为交-交型变频器和交-直交型变频器。

交-交型变频器可将工频交流电直接转换成频率、电压均可以控制的交流，故称直接式变频器。

交直-交型变频器则是先把工频交流电通过整流装置转变成直流电，然后再把直流电变换成频率、电压均可以调节的交流电，故又称为间接型变频器。

3.按直流电源的性质分类在交-直-交型变频器中，按主电路电源变换成直流电源的过程中，直流电源的性质分为电压型变频器和电流型变频器。

变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。

随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。

变频器的分类随着经济的发展，市场上出现的变频器越来越多，变频器的种类太多了，以至于我们用的时候不知道该选择哪种类型的变频器。

因此，弄清变频器的种类是非常有必要的，我将为大家介绍变频器的种类，以下结果仅供参考。

1、按变换的环节分类：（1）交-直-交变频器，则是先把工频交流通过整流器变成直流，然后再把直流变换成频率电压可调的交流，又称间接式变频器，是目前广泛应用的通用型变频器。

（2）可分为交-交变频器，即将工频交流直接变换成频率电压可调的交流，又称直接式变频器；2、按直流电源性质分类：（1）电压型变频器电压型变频器特点是中间直流环节的储能元件采用大电容，负载的无功功率将由它来缓冲，直流电压比较平稳，直流电源内阻较小，相当于电压源，故称电压型变频器，常选用于负载电压变化较大的场合。

（2）电流型变频器电流型变频器特点是中间直流环节采用大电感作为储能环节，缓冲无功功率，即扼制电流的变化，使电压接近正弦波，由于该直流内阻较大，故称电流源型变频器（电流型）。

电流型变频器的特点（优点）是能扼制负载电流频繁而急剧的变化。

常选用于负载电流变化较大的场合。

3、按主电路工作方法：电压型变频器、电流型变频器4、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；5、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；按照开关方式分类：6、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。

此外，变频器还可以按输出电压调节方式分类，按控制方式分类，按主开关元器件分类，按输入电压高低分类。

7、按变频器调压方法：PAM变频器是一种通过改变电压源Ud 或电流源Id的幅值进行输出控制的。

PWM变频器方式是在变频器输出波形的一个周期产生个脉冲波个脉冲，其等值电压为正弦波，波形较平滑。

8、按工作原理分：U/f控制变频器（VVVF控制）、SF控制变频器（转差频率控制）、VC控制变频器（Vectory Control 矢量控制) 9、按国际区域分类:国产变频器：欧美变频器、日本变频器、韩国变频器、台湾变频器、香港变频器10、按电压等级分类: 高压变频器、中压变频器、低压变频器相信经过我的介绍，各位访客已经对变频器的分类有了一定的了解，以后在实际运用中能做出正确的抉择。