变频器工作原理视频教程

变频器概述

变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。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。

变频器功能作用

1、变频节能

变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。当使用变频调速时，如果流量要求减小，通过降低泵或风机的转速即可满足要求。

2、功率因数补偿节能

无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。

3、软启动节能

1）电机硬启动对电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备的维护费用。

2）从理论上讲，变频器可以用在所有带有电动机的机械设备中，电动机在启动时，电流会比额定高5-6倍的，不但会影响电机的使用寿命而且消耗较多的电量。系统在设计时在电机选型上会留有一定的余量，电机的速度是固定不变，但在实际使用过程中，有时要以较低或者较高的速度运行，因此进行变频改造是非常有必要的。变频器可实现电机软启动、补偿功率因素。

变频器基本组成

变频器通常分为4部分：整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。

整流单元：将工作频率固定的交流电转换为直流电。

高容量电容：存储转换后的电能。

逆变器：由大功率开关晶体管阵列组成电子开关，将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。

控制器：按设定的程序工作，控制输出方波的幅度与脉宽，使叠加为近似正弦波的交流电，驱动交流电动机。

变频器参数设置

变频器的设定参数较多，每个参数均有一定的选择范围，使用中常常遇到因个别参数设置不当，导致变频器不能正常工作的现象，因此，必须对相关的参数进行正确的设定。

1、控制方式：即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度进行静态或动态辨识。

2、最低运行频率：即电机运行的最小转速，电机在低转速下运行时，其散热性能很差，电机长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。而且低速时，其电缆中的电流也会增大，也会导致电缆发热。

3、最高运行频率：一般的变频器最大频率到60Hz，有的甚至到400Hz，高频率将使电机高速运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的超额定转速运行，电机的转子是否能承受这样的离心力。

4、载波频率：载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长度，电机发热，电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。

5、电机参数：变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。

6、跳频：在某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别在整个装置比较高时;在控制压缩机时，要避免压缩机的喘振点。

变频器控制电路接线

变频器的控制电路大体可分为模拟和数字两种.

1、控制电路端子的接线应使用屏蔽线或双绞线，而且必须与主回路，强电回路（含200V继电器程序回路）分开布线。

2、由于控制电路的频率输入信号是微小电流，所以在接点输入的场合，为了防止接触不良，微小信号接点应使用两个并联的节点或使用双生接点。

3、控制回路的接线一般选用0.3～0.75平方米的电缆。

变频器应用领域

1、变频器在化工工作的运用

变频器运用到自动获取液化气体系设备改造上，处理了对电网冲击大，人工操作的繁琐，而最主要的是节能节约用电以及结束自动化获取液化气体系。据统计，每个月可节约用电40%左右，照此计算半年就可以回收本钱，作用十分明显。

2、变频器在塑胶机械上的运用

在塑料商品的出产进程中，由于塑料的特性，商品的规范繁复和出产技术的请求不一样，所以，很多的本地都需要对出产机械进行调速，跟着电力电子技术的灵敏展开，变频调速的技术现已老到，变频器已广泛运用在国民经济各工作当中，它的滑润的无级调速，高可靠性，高精度，而且节约电能，可以前进自动化水对等利益，在一定的程度上前进了塑胶机械的自动化水平，推动了塑胶行业的发展。

3、变频器造纸机械上的运用

造纸公司是高能耗公司每吨纸所耗电能在500度以上，电能消耗十分严重，从设备和类型看50%以上为风机、泵类负载，而这些设备如今基本上是选用阀门或挡板来调度风量或液体流量的，很多的能量消耗在阀门或挡板上，选用变频器进行调度，可以很多减少损耗，节约电能经济利益十分明显，值得公司大力推广。

4、变频器在注塑机节能中运用

注塑机是对各种塑料进行加热、融熔、搅拌、增压后，将塑料流体写入模具控内，结束工件一次注塑成型的设备，它的工序进程基本是一样的，大致可分为7个工序进程：锁模、射胶、保压、熔胶、冷却、开模、顶针每一个工序都需要不一样的压力和流量，也就是说被加工的工件不都是在最大压力或流量下工作的，其压力和流量是靠压力比例阀和流量比例阀来调度的，通过调整压力或流量比例阀的打开度来控制压力和流量大小。

可是，油泵电机在恒速工作、各工序中油泵的输入功率并没有多大改动，若用变频器来调度电机（油泵）的转速，来结束对压力和流量的调度，这么既经济又有用。

5、变频器在锅炉变频调速技术运用

（1）变频器在锅炉变频调速的鼓（引）风控制体系

为了提高锅炉风量的控制水平，又能抵达节能的作用，选用变频调速方法对风量进行调度，是首选的方案。由于，运用变频调速技术可根据用汽量的改动，随时调整鼓（引）风机的转速，减少了噪音对环境的污染（电机均工作于额定转速以下，风的噪音随之降低），对前进工业清洗水平起到一定的作用。由于鼓（引）风机长时间低于额定转速的状况之下工作，电机及风机的轴承不易损坏，延长了运用寿数，电机的发热量也减少了，修补量降低，停机时间减少，节约了很多的维修费用。

（2）变频调速器在油田采油井油机中的运用

其一、变频器具有软起动功用，起动时电流较小，对电网冲击小，起动时能耗大为降低。

其二、引进变频器控制，可结束设备上、下行程自动辨认然后控制抽油机上、下行程的电机工作频率分别可调，以改动抽油机上、下行程的工作速度。亦可对变频器能耗制动进行精确控制，以使变频器更适应当工作工况。加上抽油机冲次的恣意调节，可运用抽油机的抽汲参数对不一样油进而言更趋合理，当调节适当时，可前进泵的充溢系数，减少泵的漏失，然后前进泵效抵达增产目的。

（3）变频器在中央空调冷却泵上的运用

中央空调基本工作原理为选用压缩机强逼制冷循环，将建筑物中的热量通过冷媒（通常为水）转移到制冷剂中，通过冷却塔再将热量转移到大气中，其间循环水的冷却泵和冷冻泵所消耗的能量约占总耗能的60%。空调设备均按规划工况的最大制冷量来考虑的，绝大大都的时间在低负荷情况下工作，因此，运用变频器进行驱动将节约很多的能量。