变频器常用的控制电路..

变频器的工作原理与控制方式变频器（Variable Frequency Drive，缩写为VFD），又称为交流调速器（AC Drive），是一种用于调节交流电机转速的电子装置。

它通过改变输入电压的频率和幅值来控制电机的转速。

变频器工作原理主要涉及开关技术、PWM调制技术、电机驱动理论等方面内容，下面将详细介绍。

一、变频器的工作原理1.开关技术变频器利用开关电子器件（如晶体管、IGBT等）来实现对输入电源的开关控制。

通过不断开关电路，形成等效于几十千赫兹至几千千赫兹的高频方波，从而形成理想的正弦波输出。

2.PWM调制技术PWM（Pulse Width Modulation）调制技术是指通过改变开关装置的导通时间和关断时间，以一定占空比形式控制开关管工作的方式。

在变频器中，PWM技术可以实现加减压、变频和控制电机的转速。

3.电机驱动理论变频器通过改变输入电压的频率和幅值来调节电机的转速。

在工作过程中，通过改变开关器件导通时间和关断时间，将输入电压的频率调节到所需的频率范围，实现对电机转速的精准控制。

二、变频器的控制方式1.V/f控制方式V/f控制方式（Voltage/frequency ratio control）是一种常用的变频器控制方式。

它通过传感器检测电机当前的转速，并根据转速信号和预设的转速曲线进行比较，计算所需输出频率，并根据预设的V/f比值进行控制，实现对电机速度的调节。

2.向量控制方式向量控制方式（Vector Control）又称矢量控制方式，是一种高性能的变频器控制方式。

它通过传感器检测电机当前的转速、转矩和位置等信息，并根据这些信息进行精确计算和控制，实现对电机速度、转矩和位置等的准确控制。

3.矢量控制方式矢量控制方式（Direct Torque Control，缩写为DTC）是一种高性能的变频器控制方式。

它通过传感器检测电机当前的转速、转矩等信息，并根据转速、转矩的变化率进行预测和计算，在每个采样周期内调节电机的转速和转矩，实现对电机的精确控制。

变频器的控制电路及几种常见故障分析变频器的控制电路及几种常见故障分析1、引言随着变频器在工业生产中日益广泛的应用，了解变频器的结构，主要器件的电气特性和一些常用参数的作用及其常见故障对于实际工作越来越重要。

2、变频器控制电路给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制信号的网络，称为控制回路，控制电路由频率，电压的运算电路，主电路的电压，电流检测电路，电动机的速度检测电路，将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路，以及逆变器和电动机的保护电路等组成。

无速度检测电路为开环控；在控制电路增加了速度检测电路，即增加速度指令，可以对异步电动机的速度进行更精确的闭环控制。

（1）运算电路将外部的速度，转矩等指令同检测电路的电流，电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。

（2）电压、电流检测电路为与主回路电位隔离检测电压，电流等。

（3）驱动电路为驱动主电路器件的电路，它与控制电路隔离，控制主电路器件的导通与关断。

（4）I/O电路使变频更好地人机交互，其具有多信号（比如运行多段速度运行等）的输入，还有各种内部参数（比如电流，频率，保护动作驱动等）的输入。

（5）速度检测电路将装在异步电动机轴上的速度检测器（TG、PLG等）的信号设为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。

（6）保护电路检测主电路的电压、电流等。

当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或抑制电压，电流值。

逆变器控制电路中的保护电路，可分为逆变器保护和异步电动机保护两种，保护功能如下：（1）逆变器保护①瞬时过电流保护，用于逆变电流负载侧短路等，流过逆变电器回件的电流达到异常值（超过容许值）时，瞬时停止逆变器运转，切断电流，变流器的输出电流达到异常值，也得同样停止逆变器运转。

②过载保护，逆变器输出电流超过额定值，且持续流通超过规定时间，为防止逆变器器件、电线等损坏，要停止运转，恰当的保护需要反时限特性，采用热继电器或电子热保护，过载是由于负载的GD2（惯性）过大或因负载过大使电动机堵转而产生。

变频器基本原理图讲解
变频器是一种电力变换装置，可以将交流电源转换成可调频率和可调幅度的交流电信号。

它主要由整流电路、滤波电路、逆变电路和控制电路等组成。

下面我们来逐步分析变频器的基本原理图。

整流电路是变频器的第一个部分，它将交流电源转换成直流电。

整流电路一般由二极管桥或者可控硅等元件组成。

经过整流电路后，电流只能在一个方向上流动。

滤波电路是整流电路输出的直流电进行滤波处理的部分。

它主要由电容器和电感器组成，能使电流平滑、波动小。

滤波电路的作用是减小直流电中的脉动，使得直流电更加稳定。

逆变电路是变频器的核心部分，它将经过滤波处理后的直流电再次转换成交流电。

逆变电路一般由晶闸管、中间频率变压器等元件组成。

通过控制逆变电路的工作方式和频率，可以实现交流电频率的调整。

控制电路是变频器的控制部分，它根据输入的控制信号，实现对整个变频器的控制和调节。

控制电路一般由微处理器、模拟电路等组成。

通过调整控制电路的参数，可以实现对变频器输出信号的频率和幅度的调节。

总之，变频器的基本原理图可以简单概括为整流电路、滤波电路、逆变电路和控制电路等组成。

它能够将交流电源转换成可调频率和可调幅度的交流电信号，具有广泛的应用。

简述变频器主电路组成及各部分功能变频器是一种用于改变交流电电压和频率的电子器件，它能够将电源输入的恒定频率交流电转换为需要的输出频率。

变频器主电路由多个部分组成，每个部分都有其特定的功能。

1. 输入滤波电路：输入滤波电路主要用于将电网的交流电进行滤波，去除电网中的高次谐波和干扰信号，确保稳定的输入电源。

这样可以有效地减小电源对变频器的影响，保证变频器工作的稳定性和可靠性。

2. 整流电路：整流电路用于将输入电源中的交流电转换为直流电电压，供给其他部分使用。

根据不同的设计需求，整流电路可以采用全桥、半桥、单整流桥等不同的结构，以及各种整流器电路。

3. 逆变电路：逆变电路是变频器的核心部分，它将直流电转换为需要的交流电。

逆变电路一般采用可控硅或者晶闸管等器件，通过控制器的控制，实现对输出电压的调整。

逆变电路的设计决定了变频器输出电压的波形质量和稳定性。

4. 控制电路：控制电路是变频器的大脑，负责对整个系统进行控制和监测。

它通过对输入信号的处理和判定，输出控制信号，控制整个变频器的运行状态。

控制电路一般由微处理器、信号采集模块、驱动电路等组成，可以实现多种功能，如起动、停止、调速、保护等。

5. 输出滤波电路：输出滤波电路用于去除逆变电路输出中的高次谐波和噪声。

它可以保证变频器输出电压的纯度和稳定性，避免对外部设备产生不良影响。

输出滤波电路的设计和选择对于变频器整体性能和使用环境的适应性十分重要。

以上是变频器主电路的基本组成和各部分的功能简述。

当然，实际的变频器主电路还可能包括其他的辅助电路，如过流保护电路、过压保护电路、过载保护电路等。

不同型号和规格的变频器在主电路设计上可能存在差异，但原理大致相同。

了解和掌握变频器主电路的组成和每个部分的功能，对于变频器的应用和维护都具有重要意义。

变频器的控制方式及合理选用1.变频器的控制方式低压通用变频器输出电压在380~650V，输出功率在0.75~400KW，工作频率在0~400HZ，它的主电路都采用交-直-交电路。

其控制方式经历以下四代。

（1）第一代以U/f=C，正弦脉宽调制（SPWM）控制方式。

其特点是：控制电路结构简单、成本较低，但系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。

（2）第二代以电压空间矢量（磁通轨迹法），又称SPWM控制方式。

他是以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形。

以内切多边形逼近圆的方式而进行控制的。

经实践使用后又有所改进：引入频率补偿，能消除速度控制的误差；通过反馈估算磁链幅值，消除低速时定子电阻的影响；将输出电压、电流成闭环，以提高动态的精度和稳定度。

但控制电路环节较多，且没有引入转矩的调节，所以系统性能没有得到根本改善。

（3）第三代以矢量控制（磁场定向法）又称VC控制。

其实质是将交流电动机等效直流电动机，分别对速度、磁场两个分量进行独立控制。

通过控制转子磁链，以转子磁通定向，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。

然而转子磁链难以准确观测，以及矢量变换的复杂性，实际效果不如理想的好。

（4）第四代以直接转矩控制，又称DTC控制。

其实质不是间接的控制电流、磁链等量，而是把转矩直接作为被控制量来实现的。

具体方法是：a.控制定子磁链——引入定子磁链观测器，实现无速度传感器方式；b.自动识别（ID）——依靠精确的电机数学模型，对电机参数自动识别；c.算出实际值——对定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制；d.实现Band-Band 控制——按磁链和转矩的Band-Band 控制产生PWM信号，对逆变器开关状态进行控制；e.具有快速的转矩响应（〈2ms），很高的速度精度（±2%，无PG反馈），高转矩精度（〈±3%）；f.具有较高的起动转矩及高转矩精度，尤其在低速时（包括0速度时）,可输出150% ~200%转矩。

简述变频器的控制电路
为变频器的主电路提供通断控制信号的电路，称为控制电路。

其主要任务是完成对逆变器开关器件的开关控制和提供多种保护功能。

控制方式有模拟控制和数字控制两种。

目前已广泛采用了以微处理器为核心的全数字控制技术，采用尽可能简单的硬件电路，主要靠软件完成各种控制功能，以充分发挥微处理器计算能力强和软件控制灵活性高的特点，完成许多模拟控制方式难以实现的功能=控制电路主要由以下部分组成：
1)运算电路。

运算电路的主要作用是将外部的速度、转矩等指令信号同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，决定变频器的输出频率和电压。

2)信号检测电路。

将变频器和电动机的工作状态反馈至微处理器，并由微处理器按事先确定的算法进行处理后为各部分电路提供所需的控制或保护信号。

3)驱动电路。

驱动电路的作用是为变频器中逆变电路的换流器件提供驱动信号。

当逆变电路的换流器件为晶体管时，称为基极驱动电路;当逆变电路的换流器件为SCR、IGBT或GTO时，称为门极驱动电路。

4)保护电路。

保护电路的主要作用是对检测电路得到的各种信号进行运算处理，以判断变频器本身或系统是否出现异常状况。

当检测到异常状况时，进行各种必要的处理，如使变频器停止工作或抑制电压、电流值等。

变频器的基本结构和工作原理变频器是一种将电源频率变换为所需频率的电子设备。

它可将固定频率（如50Hz或60Hz）的交流电源转换为可调节频率的交流电源，以驱动各种不同频率的电动机。

变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。

1.整流器：变频器的整流器将输入的交流电源转换为直流电源。

它通常采用晶闸管整流电路或采用了桥式整流器电路。

整流器主要目的是将交流电源转换为直流电源，以便后续电路的工作。

2.滤波器：滤波器用于去除整流器输出的脉动直流电源中的高频噪音和杂散波，使其变得更加平稳。

常见的滤波器包括电感滤波器和电容滤波器，它们通常结合使用以达到更好的滤波效果。

3.逆变器：逆变器是变频器的核心部分，它将直流电源转换为可调节频率的交流电源。

逆变器通常包括大量的功率开关管（如IGBT或MOSFET）和驱动电路。

通过对功率开关管的控制，逆变器能够精确地控制输出电压和频率。

4.控制电路：控制电路是变频器的智能部分，它负责监测输入的信号和驱动逆变器的工作。

控制电路通常由微处理器和其他数字和模拟电路组成。

它可以根据用户设定的参数和反馈信号，调整逆变器的输出频率和电压，以实现对电动机的精确控制。

变频器的工作原理如下：1.输入电源经过整流器转换为直流电源。

2.直流电源通过滤波器去除脉动和杂散波。

3.控制电路接收用户设定的参数和反馈信号，计算出逆变器的控制信号。

4.逆变器根据控制信号控制功率开关管的通断，将直流电源转换为可调节频率的交流电源。

5.输出的交流电源经过滤波器去除脉动和杂散波，供电给电动机驱动。

变频器可以实现对电动机的速度和转矩进行精确调节，从而使得电动机在不同的负载和工况下工作更加高效和稳定。

它在工业自动化中广泛应用于各种设备和系统，如风机、水泵、压缩机等。

变频器的应用能够降低能源消耗，提高生产效率，并减少电动机的磨损和噪音。

变频器控制电路知识点总结一、变频器的基本原理变频器是一种能够改变交流电机转速的设备，通过调节输入的电源频率来实现对电机的转速控制。

变频器由整流器、滤波器、逆变器和控制电路等组成。

其中控制电路是变频器的核心部分，它负责调节逆变器的输出频率，从而控制电机的转速。

二、变频器控制电路的基本组成1. 控制芯片：控制芯片是变频器控制电路的核心部分，它负责接收外部的控制信号，经过处理后输出给逆变器。

目前常用的控制芯片有DSP和FPGA等，它们具有运算速度快、控制精度高的特点。

2. 传感器：传感器用于检测电机的转速、电流、温度等参数，将这些参数反馈给控制芯片，以便控制芯片能够及时调节逆变器的输出频率。

3. 逆变器：逆变器是变频器的核心部件，它能够将直流电源转换为交流电源，并通过调节输出频率来实现对电机的转速控制。

4. 滤波器：滤波器用于对逆变器输出的交流电源波形进行滤波处理，以保证输出的电源波形质量，减少对电机的干扰。

5. 控制电路板：控制电路板是控制芯片、传感器、逆变器等部件的集成电路板，它负责实现各部件之间的连接和通讯，并对外提供控制接口。

三、变频器控制电路的工作原理1. 输入信号处理：变频器控制电路首先接收外部的控制信号，通过控制芯片处理得到要输出的频率和电压值。

2. 传感器反馈：控制电路通过传感器监测电机工作状态，得到电机的转速、电流、温度等参数，将这些参数反馈给控制芯片。

3. 控制信号输出：控制芯片经过处理后，输出相应的调制信号给逆变器，调节逆变器的输出频率和电压值。

4. 输出波形滤波：逆变器输出的交流电源波形经过滤波器进行滤波处理，保证输出的波形质量。

5. 反馈控制：控制电路通过监测电机的运行状态，不断调整输出频率和电压值，实现对电机的精确控制。

四、变频器控制电路的常见问题及解决方法1. 过载保护：当电机负载过大时，会导致电机电流增大，变频器控制电路通过传感器监测到电流异常后，会自动切断电源，以避免电机受到损坏。

变频器基本电路图目前，通用型变频器绝大多数是交—直—交型变频器，通常尤以电压器变频器为通用，其主回路图（见图1.1），它是变频器的核心电路，由整流回路（交—直交换），直流滤波电路（能耗电路）及逆变电路（直—交变换）组成，当然还包括有限流电路、制动电路、控制电路等组成部分。

1）整流电路如图1.2所示，通用变频器的整流电路是由三相桥式整流桥组成。

它的功能是将工频电源进行整流，经中间直流环节平波后为逆变电路和控制电路提供所需的直流电源。

三相交流电源一般需经过吸收电容和压敏电阻网络引入整流桥的输入端。

网络的作用，是吸收交流电网的高频谐波信号和浪涌过电压，从而避免由此而损坏变频器。

当电源电压为三相380V时，整流器件的最大反向电压一般为1200—1600V，最大整流电流为变频器额定电流的两倍。

2）滤波电路逆变器的负载属感性负载的异步电动机，无论异步电动机处于电动或发电状态，在直流滤波电路和异步电动机之间，总会有无功功率的交换，这种无功能量要靠直流中间电路的储能元件来缓冲。

同时，三相整流桥输出的电压和电流属直流脉冲电压和电流。

为了减小直流电压和电流的波动，直流滤波电路起到对整流电路的输出进行滤波的作用。

通用变频器直流滤波电路的大容量铝电解电容，通常是由若干个电容器串联和并联构成电容器组，以得到所需的耐压值和容量。

另外，因为电解电容器容量有较大的离散性，这将使它们随的电压不相等。

因此，电容器要各并联一个阻值等相的匀压电阻，消除离散性的影响，因而电容的寿命则会严重制约变频器的寿命。

3）逆变电路逆变电路的作用是在控制电路的作用下，将直流电路输出的直流电源转换成频率和电压都可以任意调节的交流电源。

逆变电路的输出就是变频器的输出，所以逆变电路是变频器的核心电路之一，起着非常重要的作用。

最常见的逆变电路结构形式是利用六个功率开关器件（GTR、IGBT、GTO等）组成的三相桥式逆变电路，有规律的控制逆变器中功率开关器件的导通与关断，可以得到任意频率的三相交流输出。