变频器分类

变频器基础知识一、变频器的定义通常所说的变频器，是指将频率固定的电源（如50Hz三相交流电）变成频率可变的电源（如在0〜50HZ之间随意变换）的转换设备。

如果原有电源的频率为0（即为直流电源供电），则变频器可以省去直流变换环节，退化成单一的逆变器（DO AQO二、变频器的分类从不同的角度，可以对变频器进行不同的分类。

1、按电压等级不同，变频器可分为：高压变频器、中压变频器、低压变频器按照国际惯例，电压》10kV时称高压，1-10kV为中压，小于1kV 时称低压，与其电压范围相对应的变频器分别称为高压变频器、中压变频器、低压变频器。

在我国，习惯上把10KV 6kV或3kV的电机称为高压电机，相应的电压为10KV 6kV或3kV的变频器均称高压变频器。

平常所说的“高- 高”“高-低-高”“高-低”只是变频器的不同应用形式。

2、按主回路结构不同，变频器可分为：交-直-交变频器，交-交变频器。

交- 直- 交变频器1）交- 直-交变频器先将电网交流电用整流电路整成直流电，再用逆变电路将直流电转换为频率可变的交流电。

整流电路、直流回路、逆变电路是交-直-交变频器的三个基本组成部分。

整流电路可以是不控的（二极管全波整流）、也可以是可控的，如果是可控整流，则它也能工作在逆变状态，将直流回路的能量逆变回电网。

逆变电路肯定是可控的，主要功能是将直流回路电能变成交流电输出给电机。

如果电机工作在发电工况时（比如制动场合），逆变电路工作在整流状态，将电机的能量送到直流回路。

交- 交变频器2）交-交变频器没有直流回路，每相都由两个相互反并联的整流电路组成，正桥提供正向相电流，反桥提供负向相电流。

3、按储能方式不同，变频器可分为：电流源型、电压源型。

电流源型变频器1）电流源型：电流源变频器输入采用可控整流，控制电流的大小。

中间采用大电感，对电流进行平滑。

逆变桥将直流电流转换为频率可变的交流电流，供给交流电机。

在电流源变频器中，直接受控量是电流。

变频器基础知识及变频器的分类变频器的分类（1）按直流电源的性质分类变频器中间直流环节用于缓冲无功功率的储能元件可以是由电容或是电感，据此变频器可分成电压型变频器和电流型变频器两大类。

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。

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是，回馈到直流侧的再生电能可以方便地回馈交流电网，不需要在主电路内附加任何设备。

电流型变频器常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。

电压变频器的特点是中间直流环节的储能元件采用大电容，用来缓冲负载的无功功率。

对负载而言，变频器是一个交流电压源，在不超过容量限度的情况下，可以驱动多台电动机并联运行，具有不选择负载的通用性。

缺点是电动机处于再生发电状态时，回馈到直流侧的无功能量难于回馈给交流电网。

要实现这部分能量向电网的回馈，必须采用可逆变流器。

（2）按变换环节分类1）交-交变频器交-交变频器是将工频交流电直接变换成频率电压可调的交流电（转换前后的相数相同），又称直接式变频器。

对于大容量、低转速的交流调速系统，常采用晶闸管交一交直接变频器直接驱动低速电动机，可以省去庞大的齿轮减速箱。

其缺点是：最高输出频率不超过电网频率的l/3～1/2，且输入功率因数较低，谐波电流含量大，谐波频谱复杂，因此必须配置大容量的滤波和无功补偿设备。

近年来，又出现了一种应用全控型开关器件的矩阵式交一交变压变频器，采用PWM控制方式，可直接输出变频电压。

这种调速方法的主要优点是：①输出电压和输人电流的低次谐波含量都较小。

②输入功率因数可调。

③输出频率不受限制。

④能量可双向流动，可获得四象限运行。

⑤可省去中间直流环节的电容元件。

2）交-直-交变频器交-直-交变频器是先把工频交流电通过整流器变成直流电，然后再把直流电变换成频率电压可调的交流电，又称间接式变频器。

把直流电逆变成交流电的环节较易控制，在频率的调节范围，以及改善变频后电动机的特性等方面，都具有明显的优势。

电动机知识变频器按直流电源的性质分类一、变频器按直流电源的性质分类变频器中间直流环节用于缓冲无功功率的储能元件可以是电容或是电感，据此变频器可分成电压型变频器和电流型变频器两大类。

1．电流型变频器电流型变频器主电路的典型构成方式如图2-8所示。

其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。

图2—8电流型变频器的主电路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。

2．电压型变频器电压型变频器主电路的半导体开关器件经历了三个阶段，即晶闸管阶段、电力晶体管(GTR)和绝缘栅晶体管(IGBT)阶段，当前市场上变频器的逆变器件基本上均是IGBT，其性能远优于前两种器件。

电压型变频器主电路如图2-9所示，这是早期的电压变频器，电路的特点是中间直流环节的储能元件采用大电容，用来缓冲负载的无功功率。

由于大电容的作用，主电路直流电压比较平稳，电动机的端电压为方波或阶梯波。

直流电源内阻比较小，相当于电压源，故称为电压源型变频器或电压型变频器。

图2 -9电压型变频器的主电路对负载而言，变频器是一个交流电压源，在不超过容量限度的情况下，可以驱动多台电动机并联运行，具有不选择负载的通用性。

缺点是电动机处于再生发电状态时，回馈到直流侧的无功能量难于回馈给交流电网。

要实现这部分能量向电网的回馈，必须采用可逆变流器。

〃如何选择变频器主电路外围设备〃变频器调速的基本概念及其作用原理〃变频器负载匹配办法〃变频器常见的错误处理〃矢量变频器的直接转矩控制〃变频器维修怎样处理过电压保护OUd〃变频器控制电动机停车制动方式〃变频器按用途分类〃利用PLC管理变频器处理机械故障〃正确使用变频器〃变频器的转差频率控制方式〃变频器瞬停再启动运行及其注意事项〃概述如何进行变频器的正常选型和容量匹〃变频器的合理选用及干扰抑制Domain: 直流减速电机More:2saffa 〃恒转矩负载变频器的选择〃变频器选择时的注意事项〃变频器额定参数的选择〃变频器应用中存在的问题及对策〃变频器容量问题如何解决〃变频器应用的常见故障与对策（二）〃风机、水泵设备变频器运行中的问题〃机泵用变频器故障原因分析〃变频器选型时一些要注意的事项〃如何选择变频器容量〃变频器制动控制目的〃变频器控制系统过电流故障诊断技术〃变频器维修的相关经验（2）〃变频器参数的设定〃变频器自动、并联、比例运行及其注意事〃变频器现场常见5种故障解决方法匿名随着起重机的不断发展，传统控制技术难以满足起重机越来越高的调速和控制要求。

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。

一、主电路工作方式分类：1、电压型变频器：电压型变频器与电流型变频器同属于交一直一交变频器，也由整流器、滤波器、逆变器三部分组成。

工作原理也是整流电路将电网来的交流电转换成直流电；再经三相桥式逆变电路转变为频率可调的交流电，供给推进电动机，电压型变频器的中问环节采用大电容。

2、电流型变频器：电流型工作原理是整流电路将电网来的交流电转换成直流电；再经三相桥式逆变电路转变为频率可调的交流电，供给推进电动机，电流型变频器的直流中间环节，采用大电感滤波。

3、电压型变频器和电流型变频器的区别：就是储能元件不同，电压型的储能元件是电容，电流型的是电感。

其实普通变频器应用电力电子电路，就是一个交流变直流--〉直流储能--〉直流变交流的过程。

也就是常说的整流环节--〉储能环节--〉逆变环节。

一般控制环节在逆变上，除非是四象限变频器，要用于回馈至电网的，会把整流和逆变做的结构一样。

否则的话，整流一般用晶闸管等，逆变用IGBT。

说多了，反正最后的控制都是对变流进行控制的，电压型和电流型的差别就在储能环节。

二、开关方式分类1、PAM控制变频器PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅值调制) 缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。

2、PWM控制变频器PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调制方式。

3、高载频PWM控制变频器高载频PWM控制。

变频器的分类变频器是一种能够改变电源频率的装置，广泛应用于工业生产中。

根据其功能和特点的不同，变频器可以分为多种分类。

下面将介绍几种常见的变频器分类。

一、按输出功率分类根据变频器的输出功率不同，可以将其分为低功率变频器、中功率变频器和高功率变频器三类。

1. 低功率变频器：低功率变频器通常指输出功率在1千瓦以下的变频器。

这类变频器体积小、重量轻，适用于小型机械设备的驱动，如风扇、水泵等。

低功率变频器具有运行稳定、噪音低等特点。

2. 中功率变频器：中功率变频器的输出功率在1千瓦到100千瓦之间。

这类变频器广泛应用于中型机械设备的驱动，如压缩机、切割机等。

中功率变频器具有较高的输出功率和较强的控制能力。

3. 高功率变频器：高功率变频器的输出功率在100千瓦以上。

这类变频器适用于大型机械设备的驱动，如电机、风力发电机组等。

高功率变频器具有较大的输出功率和高效率的能量转换。

二、按控制方式分类根据变频器的控制方式不同，可以将其分为V/F控制变频器和矢量控制变频器两类。

1. V/F控制变频器：V/F控制变频器是一种常见的变频器控制方式，其通过控制输出电压和频率的比值来控制电机的转速。

V/F控制变频器结构简单，控制稳定，适用于一般的驱动需求。

2. 矢量控制变频器：矢量控制变频器是一种高级的变频器控制方式，其通过对电机转子位置和转速进行精确控制，实现对电机的高性能驱动。

矢量控制变频器具有较高的控制精度和动态响应能力，适用于对转速要求较高的场合。

三、按输出电压分类根据变频器的输出电压不同，可以将其分为单相变频器和三相变频器两类。

1. 单相变频器：单相变频器适用于单相电源供电的场合，常见于家用电器和小型机械设备的驱动。

单相变频器结构简单，安装方便，但输出功率相对较小。

2. 三相变频器：三相变频器适用于三相电源供电的场合，广泛应用于工业生产中的大型机械设备。

三相变频器输出功率较大，能够满足各种工业驱动需求。

四、按应用场景分类根据变频器的应用场景不同，可以将其分为通用型变频器和专用型变频器两类。

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。

变频器常用的10种控制方式
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。

一、变频器的分类
变频器的分类方法有多种。

按照主电路工作滤波方式分类，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。

二、变频器中常用的控制方式
1、非智能控制方式
在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。

(1) V/f控制
V/f就是加在电机定子上的电压和电源频率的比值。

如下图，V/F符合直线AB，则是直线型；符合折线段ABC，则是多点型；符合曲线AB，则是平方型。

（1）电流源型。

电流源型逆变部分采用SGCT直接串联解决耐压问题，直流部分用电抗器储存能量，目前的技术水平可以做到7.2KV输出电压，所以适应国内大部分电压为6KV这一现状。

电流源型变频器输入侧的功率因数比较低，电抗器的发热量较大，效率比电压源型变频器低，由于采用电流控制，输出滤波器的设计比较麻烦，而两电平变频器的共模电压和谐波、 dv/dt问题较突出，所以对电机的要求较高。

虽然电流源型变频器有可回馈能量的优点，但是需要回馈能量的负载毕竟不是太多，尤其是通用型的变频器，所以电流源型变频器的市场竞争能力已经逐渐变弱。

（2）功率单元串联多电平型。

此变频器采用多个低压的功率单元串联实现高压，输入侧的降压变压器采用移相方式，可有效消除对电网的谐波污染，输出侧采用多电平正弦PWM技术，可适用于任何电压的普通电机，另外，在某个功率单元出现故障时，可自动退出系统，而其余的功率单元可继续保持电机的运行，减少停机时造成的损失。

系统采用模块化设计，可迅速替换故障模块。

由此可见，单元串联多电平型变频器的市场竞争力是很明显的。

（3）三电平型。

三电平型变频器采用钳位电路，解决了两只功率器件的串联的问题，并使相电压输出具有三个电平。

三电平逆变器的主回路结构环节少，虽然为电压源型结构，但易于实现能量回馈。

三电平变频器在国内市场遇到的最大难题是电压问题，其最大输出电压达不到 6KV，所以往往需要采用变通的方法，要么改变电机的电压，要么在输出侧加升压变压器。

这一弱点限制了它的应用。

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1，按变换环节分1)交----交变频器2）交---直---交变频器2，按直流环节的储能方式1）电流型变频器：直流环节的储能元件是电感线圈2）电压型变频器：直流环节的储能元件是电容器3，按控制模式（工作原理分）1)U/F 控制变频器。

特点是对变频器输出的电压和频率同时进行控制，通过使U/F的值保持一定而得到所需的转矩特性，多用于对精度要求不高的通用变频器。

2）转差频率控制变频器。

时对U/F控制的一种改进，这种控制需要由安装在马达上的速度传感器检测出马达的转速，构成速度闭环，速度调节器的输出为转差频率，而变频器的输出频率则由马达的实际转速与所需转差频率之和决定。

由于通过控制转差频率来控制转矩和电流，其加减速特性和限制过电流的能力得到提高。

3）矢量控制变频器。

基本思路是:将马达的定子电流分为产生磁场的励磁电流和与其垂直的产生转矩的转矩电流，并分别加以控制。

由于这种控制方式中必须同时控制马达定子电流的幅值和相位，即定子电流的矢量。

4，按用途分：1）通用变频器。

是指能与普通的笼型马达配套使用，能适应各种不同性质的负载，并具有多种可供选择功能的变频器。

2）高性能专用变频器。

主要应用于对马达控制要求较高的系统，大多数采用矢量控制方式，驱动对象通常是变频器厂家指定的专用马达。

3）高频变频器。

再超精密加工和高性能机械中，常常要用到高速马达，为了满足这些高速马达的驱动要求，出现了采用PAM(脉冲幅值调制)控制方式的高频变频器，其输出频率可达到3kHZ.:2::::j em L T j G D T T 1）对于风机和泵类负载，由于低速时转矩较小，对过载能力和转速精度要求较低，故选用廉价的变频器。

2）对于希望具有转矩特性，但在转速精度及动态性能方面要求不高的负载，可选用无矢量控制型 变频器。

3）对于低速时要求有较硬的机械特性，并要求有一定的调速精度，但在动态性能方面无较高要求的负载，可选用不带速度反馈的矢量控制型变频器。

电压型变频器的分类方式
导语：三进三出变频器变频器的输入侧和输出侧都是三相交流电。

绝大多数变频器都属此类。

按国际惯例和我国国家标准对电压等级的划分，对供电电压≥10KV时称高压，1kV~10KV时称中压。

我们习惯上也把额定电压为6kV或3kV的电机称为"高压电机"。

(1)电压型变频器根据变流环节不同分类：
1.交-直-交变频器先将频率固定的交流电
"整流"成直流电，再把直流电"逆变"成频率任意可调的三相交流电。

2.交-交变频器把频率固定的交流电直接转换成频率任意可调的交流电(转换前后的相数相同)。

(2)根据直流电路的储能环节(滤波方式)分类：
1.电压型变频器其储能元件为电容器。

中、小容量变频器以电压
型变频器为主。

2.电流型变频器其储能元件为电感线圈。

(3)电压型变频器根据电压的调制方式分类：
1.脉宽调制(SPWM)变频器电压的大小是通过调节脉冲占空比来实现的。

中、小容量的通用变频器几乎全都采用此类变频器。

2.脉幅调制(PAM)变频器电压的大小是通过调节直流电压幅值来实现的。

(4)根据输入电源的相数分类：
1.三进三出变频器变频器的输入侧和输出侧都是三相交流电。

绝大多数变频器都属此类。

2.单进三出变频器变频器的输入侧为单相交流电，输出侧是三相交流电。

家用电器里的变频器均属此类，通常容量较小。

变频器的基本构成、作用和分类一. 变频器的基本构成及其作用电压型变频器在电压型变频器中，整流电路产生逆变电路所需要的直流电压，并通过直流中间电路的电容进行平滑后输出。

整流电路和直流中间电路起直流电压源的作用，而电压源输出的直流电压在逆变电路中被转换为具有所需频率的沟通电压。

在电压型变频器中，由于能量回馈给直流中间电路的电容，并使直流电压上升，还需要有专用的放电电路，以防止换流器件因电压过高而被破坏。

电压型变频器主电路的结构因其使用的换流器件的不同而有多种形式。

关于这些电路的结构，可参考有关资料。

电流型变频器整流电路通过中间电路的电抗将电流平滑后输出。

整流电路和直流中间电路起电流源的作用，而电流源输出的直流电流在逆变电路中被转换为具有所需频率的沟通电流供应给电动机。

在电流型变频器中，电动机定子电压的掌握是通过检测电压后对电流进行掌握的方式实现的。

对于电流型变频器来说，在电动机进行制动的过程中可通过将直流中间电路的电压反向的方式使整流电路变为逆变电路，并将负载的能量回馈给电源，而且在消失负载短路等状况时也更简单处理，电流型掌握方式更适合于大容量变频器。

PAM调制变频器（参见）PAM掌握是脉冲幅度调制（Pulse Amplitude Modulation）的缩写，是一种在整流电路部分对输出电压（电流）的幅值进行掌握，而在逆变电路部分对输出频率进行掌握的掌握方式。

由于在PAM掌握的变频器中，逆变电路换流器件的开关频率即为变频器的输出频率，所以这是一种同步调制方式。

由于逆变电路换流器件的开关频率（简称载波频率）较低，在使用PAM掌握方式的变频器进行调速驱动时具有电动机运转噪音小，效率高等特点。

但是，由于这种掌握方式必需同时对整流电路和逆变电路进行掌握，掌握电路比较简单。

此外，这种掌握方式也还具有当电动机进行低速运转时波动较大的缺点。

PWM调制变频器PWM掌握是脉冲宽度调制(Pulse Width ModuLation)的缩写。