变频器基础知识培训

高压变频器基础知识

一、高压变频器的定义

通常把驱动1KV以上交流电动机的中、大容量变频器称为高压变频器。按

照国际惯例和我国国家标准，电压在10KV以上的称为高压，10KV以下称为中

压。但由于大家习惯上把额定电压为3KV和6KV和10KV的电动机称为“高

压电机”所以驱动这个电压等级的变频器统称为高压变频器。

二、高压变频器的分类

1、分类方法

a、按高压组成方式分为：直接高压型和高低高型

b、按有无直流环节分为：交—交和交—直—交

c、按直流环节滤波元件的性质分为：电流源型和电压源型

交—交变频器

电流源型变频器

高压变频器 交—直—交变频器

电压源型变频器

矩阵变频器

2、直接高压型变频器

特点：功率器件在电网和电动机之间直接构成变频器，由于功率器件耐压问

题难于解决，目前国际通用做法是采用器件串联的办法来提高电压等

级，其缺点是需要解决器件均压和缓冲难题，技术复杂，难度大。但

这种变频器由于没有升降压变压器，故其效率较高低高方式的高，而

且结构比较紧凑。

3、高—低—高型变频器

特点：采用变压器实现输入降压和输出升压方式，实质还是低压变频器。

由于有输入输出变压器且中间低压环节电流大、效率低、可靠性差、

体积大，所以已经基本被淘汰。

4、交—交型变频器

原理：由两组反并联的晶闸管变流电路构成，和直流电动机可逆调速用的四

象限变流电路完全相同。两组变流器按一定的频率交替工作，负载就

得到该频率的交流电。随着输出频率的增高，输出电压一周期所含电

网电压段数减少，波形畸变严重。电压波形畸变及其导致的电流波形

畸变和转矩脉动是限制输出频率提高的主要因素。

特点：受电网频率和变流电路脉波数的限制，输出频率较低。由于受到输出

最高频率限制，只能用于一些低速、大容量的特殊场合。 5、矩阵式变频器

特点：是一种新型交交直接变频器，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，谐波含量比较小，无需

1、电压源型与电流源型高压变频器的区别。

变频器的主电路大体上可分为两类：电压源型和电流源型。电压源型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波元件是电容；电流源型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波元件是电感。

2、为什么变频器的输出电压与频率成比例的改变？

异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过的电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱 和，电机电流增大，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器的输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免磁饱和现象

的产生。这就是VVVF的定义。这里的电压指的是电机的线电压或者相电压的有效值。

3、电动机使用工频电源驱动时，电压下降则电流增加；对于变频器驱动，如果频率下降时电压也下降，那么电流是否增加？

频率下降（低速）时，如果输出相同的功率，则电流增加，但在转矩一定的条件下，电流几乎不变。

4、采用变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？

采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下（根据机种不同，为125%～200%）。用工频电源直接起动时，起动电流为6～7 倍，因此，将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动（起动时间变长）。起动电流为额定电流的1.2～1.5倍，起动转矩为70%～120% 额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的变频器，起动转矩为100%以上，可以带全负载起动。

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变频器基础知识培训课件

目录

一、变频器概述..............................................2

1.1 变频器的定义.........................................2

1.2 变频器的发展历程.....................................3

1.3 变频器在现代工业中的应用.............................4

二、变频器工作原理..........................................5

2.1 交流变频器的基本原理.................................6

2.2 变频器主电路分析.....................................8

2.3 变频器控制电路分析...................................9

三、变频器主要参数.........................................10

3.1 输入输出参数........................................11

3.2 功率与效率..........................................12

3.3 保护功能参数........................................13

四、变频器选型与配置.......................................14 4.1 变频器选型原则......................................16

4.2 变频器配置方法......................................17

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（DC→AC）。

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。整流桥控制电流大小，逆变桥控制电流频率，电机侧得到的是幅值和频率可变的方波电流。