变频器原理范文第1篇

【关键字】高压变频器，原理，应用分析

中图分类号：TN773 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

本文笔者试着从高压变频器的基本概述进行分析，并进一步分析了高压变频器的工作原理以及其应用，希望笔者的分析，对于高压变频器的发展具有一定的作用。

二、高压变频器概述

高压变频器是采用若干个变频功率单元串联的方式实现直接高压输出。在变频器中，由多个低压单元串联连接，构成驱动系统的高压输出。基于这种拓扑结构，使得高压变频器具备了在维护、功率品质方面的优点，另外变频器通过快速功率单元旁路，是系统的可靠性大大增加。该变频器具有对电网谐波危害小，输入功率因素高，无需采用输入谐波滤波器和功率因素补偿装置。输出波形质量好，不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动，噪音，输出dv/dt，共模电压等问题，不必设置输出滤波器就可以用于普通的异步电机。

传统的变频器拥有5个独立部件，即输入滤波器、功率因数补偿、隔离变压器、逆变装置和输出滤波器。而无谐波高压变频器完美的输入/输出特性，因此其内部仅需隔离变压器和变频器两个主要部件。与普通采用高压器件直接串联的变频器相比，由于采用整个功率单元串联，器件承受的最高电压为单元内直流母线的电压，可直接使用低压功率器件，器件不必串联，不存在器件串联引起的均压问题。功率单元中采用的低压IGBT功率模块，驱动电路简单，技术成熟可靠。功率单元采用模块化结构，同一变频器内的所有功率单元可以互换，维修业非常方便。由于采用功率单元串联结构，所以可以采取功率单元旁路技术，当功率单元故障时，控制系统可以将故障单元自动旁路，采用中心点漂移技术，变频器仍可降额继续运行，大大提高了系统的可靠性。

三、高压变频器的工作原理

1、移相式变压器

移相变压器的副边绕组分为三组，构成X脉冲整流方式；这种多极移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形，使负载下的网侧功率因数接近1。另外，由于副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，这样大大提高了可靠性。

2、智能化功率单元

所有的功率模块均为智能化设计具有强大的自诊断指导能力，一旦有故障发生时，功率模块将故障信息迅速返回到主控单元中，主控单元及时将主要功率元件IGBT关断，保护主电路；同时在中文人机界面上精确定位显示故障位置、类别。在设计时已将一定功率范围内的单元模块进行了标准化考虑，以此保证了单元模块在结构、功能上的一致性。当模块出现故障时，在得到报警器报警通知后，可在几分钟内更换同等功能的备用模块，减少停机时间。

6kV电网电压经过副边多重化的隔离变压器降压后给功率单元供电，功率单元为三相输入，单相输出的交直流PWM电压源型逆变器结构，相邻功率单元的输出端串联起来，形成Y接结构，实现变压变频的高压直接输出，供给高压电动机。6kV电压等级的高压变频器，每相由六个额定电压为600V的功率单元串联而成，输出相电压最高可达3464V，线电压达6000V左右。改变每相功率单元的串联个数或功率单元的输出电压等级，就可以实现不同电压等级的高压输出。每个功率单元分别由输入变压器的一组副边供电，功率单元之间及变压器二次绕组之间相互绝缘。二次绕组采用延边三角形接法，实现多重化，以达到降低输入谐波电流的目的。6kV电压等级的变频器，给18个功率单元供电的18个二次绕组每三个一组，分为6个不同的相位组，互差10度电角度，形成36脉冲的整流电路结构，输入电流波形接近正弦波，这种等值裂相供电方式使总的谐波电流失真大为减少，变频器输入的功率因数可达到0．95以上。

3、双DSP控制系统

主控器的核心为双DSP的CPU单元，使指令能在纳秒级完成。这样CPU单元可以很快的根据操作命令、给定信号及其它输入信号，计算出控制信息及状态信息，快速的完成对功率单元的监控。

4、GPRS远程监控

通过FTU配网装置，将采集到的'实际频率'、'定子电压'、'定子电流'、'压力'以及系统运行的状态量和报警信息等等数据，利用GPRS网络发送到后台服务器，后台服务器可根据所收到的数据信息的分析结果作出相应的处理操作，包括监测工作状态、系统运行参数、电流、电压的超标报警，这样就可以对现场进行实时监控，以确定安全情况和运行情况。大幅提高了系统运行的可靠性、操作方式更加灵活、同时也减少了维护费用。

四、高压变频器在电厂的应用分析

1、选择合适的高压变频器类型

目前，结合电厂负荷实际情况做好选型工作是使用高压变频技术最重要的一步。工程实践中，通常选用高―低―高型变频器以及直接高压型变频器中的三电平方案和单元串联多电平方案。

①负载容量小于500 kW这个容量范围的变频器占全厂总负荷比例较小，无论是老设备改造还是新建的项目，当谐波并非主要问题时，完全可以采用6脉冲（或者12脉冲），价格低廉，投资回报快，相比之下如果采用变频器，由于系统结构的原因，单位价格（元/kW）非常高，有些大材小用。当然更为理想的是能够采用扃―中方案，变频器直接驱动690VAC电机，系统效率和应用效果都能处于最佳。

②负载容量在500 kW-800 kW之间此段容量的高压变频器既可以采用高―低―高方案，也可以采用直接输出高压方案，这就需要用户对装置性能、谐波影响、装置尺寸、安装场地、投资运算、使用维护等多方面综合进行评估。通常情况下，对于新建项目，采用高―中方案，变频器直接驱动690VAC电机，整个系统的综合性能价格比较高，而对于老设备改造项目，如果原有电机不做改动，那么采用三电平电压源型高压变频器和单元串联多电平型高压变频器比较合适。

③负载容量在800 kW以上800 kW以上的高压变频器负荷容量相对较大，对于高―低―高或高―中方案来说，690VAC部分的输出电流比较大，截面积较大的输出电缆不便于铺设和连接，因此适宜选用直接输出高压型方案，建议采用三电平电压源型高压变频器或者单元串联多电平型高压变频器。

2、实际应用中的问题与对策

高压变频器是集电力电子技术和控制技术为一体的大型电气设备，实际应用中可能碰到各种具体问题需要采取不同对策，以保证设备长期可靠运行。

1）变频器散热无论是哪种形式的高压变频器，其正常发热量大约为容量的4%-6%。对于安装场所来说，必须做好通风散热，过高的环境温度会使变频器输出功率降低，并加速电子元件的老化，影响变频器使用寿命，因此建议给变频器加装通风散热风道或加装空调。

2）变频电机普通电机通过自有的风扇冷却，但在变频调速过程中其冷却效果随着电机转速降低而下降，对于长期运行在较低频率且需要输出较大转矩的场合，应当考虑采用独立电源供电的变频电机。

3）变压器几乎所有形式的高压变频器都有进线变压器，如果采用干式变压器放置在配电室内，最好能配置柜体，并考虑散热。

4）控制电源某些品牌高压变频器需要低压控制电源，建议对控制电源增设UPS保证可靠供电，防止因控制电源故障导致变频器跳闸。

5）旁路刀闸切换对于重要场合的负载，建议增加工频旁路，可以采用简单可靠的旁路刀闸（3只刀闸）配置成切换柜，3只刀闸间建立相互联锁的关系，当变频器故障跳闸后通过刀闸切换，使工频电网直接驱动电机运行。

五、结束语

综上所述，高压变频器是随着现代科技的不断发展而逐渐发展起来的，其对于我国相关领域的发展具有十分重要的作用，因此，我们需要不断的加强对其的研究和分析，促进其更大的发展。

参考文献：

[1]刘凤袖 高压变频器在广州发电厂给水系统改造中的应用华南理工大学2012-04-01硕士

变频器原理范文第2篇

【关键词】变频器技术；节能原理；应用

变频器技术的发展与应用彻底改变了传统的直流调速、变极调速以及滑差调速等调速技术，它与可编程控制器以高效率、高功率因数、其优良的调速及起/停性能等优点被公认为这个时代最为恰当合适的调速控制装置。

1.变频器的基本构成

变频器基本构成根据其工作方式可分为两种，即：交―交、交―直―交。交―交变频器是将工频交流电转化为频率、电压都能够控制的交流电，所以，这种变频器亦被称为直接式变频器；交―直―交变频器是将工频交流电通过整流器转化为直流电，然后再把直流电转化为频率、电压都能够控制的交流电，所以，这种变频器亦被称为间接式变频器。就目前来看，我国生产中普遍用的是间接式变频器。

1.1整流器

我国整流器一般都采用二极管变流器，二极管变流器的主要作用是将工频交流电转化为直流电源，也可采用两组晶体管变流器组建可逆变流器，由于其功率方向的可逆性，所以可再生运转。

1.2滤波电路

经过整流器的处理，在直流电压中会含有等于电源六倍频率的脉动电压，而且逆变器所生产出的电流也会造成直流电压有所变动，所以，为有效对电压波动加以控制，可使用电感及电容对所产生的脉动电压进行吸收处理，如装置的容量较小，主电路及电源的构成器件还有雨量，就能省去电感，直接使用滤波电路。

1.3逆变器

逆变器和整流器正好相反，逆变器是将整流器处理完成的直流电源转化为频率及电压均满足异步电动机运行要求的直流电。

1.4控制电路

控制电路用来为电动机主电路提供及时的信号回路，其包括有电流和电压监测电路、转速检测电路、频率和电压运算电路、电动机与逆变器保护电路及运算电路信号放大驱动电路等。控制电路是根据线路的回馈信息从而对整理器以及逆变器的输出进行控制，以使电压及频率都能够满足电动机的正常变频运行。

2.水泵变频器的节能原理

水泵属于平方转矩负载，根据其工作原理，我们可设其转速为n，设流量为Q，其扬程设为H，泵的轴功率设为N，所以，其关系式可如下所示：

Q1=Q2（n1/n2），H1=H2（n1/n2）2，N1=N2（n1/n2）3

根据以上关系式可以看出，泵流量与转速成正比，扬程与转速平方成正比，轴功率与转速立方成正比，而当电动机驱动水泵时，电动机轴功率P可按下面的公式表示：

P=ρQH/ηcηF×10-2

公式中：ρ表示矿井水的重度，η C 表示工况点时效率，η F表示传动效率。

据下图我们可以看出泵流量Q和扬程H的曲线关系图，其中①曲线为泵在n1转速下扬程--流量的特性曲线，⑤曲线为泵在n2转速下扬程--流量的特性曲线；②曲线为泵在n1转速下功率--流量的特性曲线；③、④曲线为管阻特性曲线。

泵的扬程--流量曲线

假设水泵在A点工作效率最高，水流输出量Q达到100%，则该点的轴功率P1与A H1Q Q 1的面积成正比，根据生产工艺的要求，当输出流量需要从Q1缩减到Q2时，若直接调节阀门，会使管阻从曲线③转变到曲线④，整个系统都会由原先的最佳工作效率A转变到新的最佳工作效率点B，水泵扬程随之增加，轴功率P2与BH2QQ2成正比。如果使用变频器进行控制，水泵转速会从n1降到n2，在满足同等流量Q2的前提下，水泵扬程H3大幅度降低，轴功率P3则与CH3OQ2的面积成正比。通过对比，我们可以看出，P3显著减小，所节省的功率损耗与BH2H3C成正比，因此，节能效果非常显著。

3.变频器节能应用

目前，变频器节能技术主要应用于我国泵类和风机等设备，较好的实现了生产中安全高效、节能降耗的目的，这种技术成为我国实现节能降耗的重点推广技术，我国能源法中的第39条将其列为通用技术并进行推广。通过实践表明，变频器技术应用于我国的泵类及风机设备中的驱动控制，能够取得优秀明显的节能效果，所以，变频器技术是现代生产中经济合理的一种调速控制技术。

随着变频器技术越来越成熟，该技术更灵活的在我国泵类、风机、空调器、数控机床以及传送给料系统等领域得到运用，而且现在正在我国的煤矿采煤机和矿井提升机等设备中尝试推广应用。变频器技术应用在我国煤矿行业，可起到节约企业电力能源，提升机械设备自动化程度的作用，进而为提高煤炭生产效率、提高煤炭产品质量提供了有力的技术保证。

4.结束语

变频器技术应用于电机设备，可满足电机运行中的软启软停要求，从而使电机设备对配电网的冲击度降低，并能有效降低电机启动时线路损耗，从而降低机械的磨损以及设备的维护维修所产生的费用。变频器技术的恰当运用，能够直接为企业和社会带来经济效益。所以该领域的技术人员应该缜密分析，积极探索，使变频器技术能够更好的服务于我国的节能降耗事业。

【参考文献】

[1]王文山.变频器的节能原理及其应用[J].科技创新导报，2008（8）：113.

[2]张令东.变频器节能技术及应用展望[J].电力科技，2012（6）：120.

变频器原理范文第3篇

[关键词] 变频器；分类；安装规范。

中图分类号： TM411 文献标识码： A 文章编号：

一、变频器的定义

变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对变频器主电路的控制，整流电路将交流电变换成为直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频调速通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。

二、变频器的基本原理及分类

交流电动机的同步转速表达式位：

n＝60 f(1－s)/p

式中 n———电动机的转速；

f———电动机的频率；

s———电动机转差率；

p———电动机极对数。

由上式我们可以知道，转差率s不变，调节电动机电源频率f，电动机的转速n大致随之成正比变化。若要均匀地改变电动机电源频率f，则可平滑地改变电动机的转速，从而达到调节电动机转速的目的。

目前国内外变频器种类很多，具体可按以下几种方式进行分类。

按变换环节分类

交—直—交型变频器

交—直—交型变频器是首先将工频交流电整流成直流电，通过滤波转换成较为平滑的直流电，再将平滑的直流电逆变成频率连续可调的交流电。由于其整个过程较容易控制，以及调频后的电动机特性等方面都有明显的优势。因此这种变频器得到广泛使用。

2.交—交型变频器

交—交型变频器是把工频交流电直接转换成频率连续可调的交流电。其结构优点省去了中间环节，变换效率高；但其连续可调的频率范围窄，一般为额定频率的1/2以下，所以它主要用于低速大容量的调速控制系统中。

（二）按输入电压的相数分类

1.三相变频器

三相变频器的输入侧和输出侧都是三相交流电，目前绝大多数应用的都是三相变频器。

2.单相变频器

单相变频器的输入端是单相交流电，而输出侧是三相交流电。此类变频器的容量较小，常用于家用电器中对电动机的变频调速用。

（三）按输出电压的调制方式分类

1.脉幅调制 PAM

脉幅调制是通过调节输出脉冲的幅值来调节输出电压的一种方式。

2.脉宽调制 PWM

脉宽调制是通过改变输出脉冲的宽度和占空比来调节输出电压的一种方式。

（四）按滤波方式分类

1.电压型变频器

这种变频器适用于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，具有良好的通用性。

2.电流型变频器

在交—直—交变频器中，其中间电路采用串联大电感滤波时，直流回路中的电流波形比较平直，对负载来说基本上是一个恒流源，输出交流电流是矩形波或阶梯波，这叫做电流源变频器，或称电流型变频器。

（五）按电压等级分类

1.低压型变频器

此类变频器单相电压为220V~240V、三相电压为220V或380V~460V,容量为0.2~280KVA，多则达500kVA。因此，又把这类变频器称为中小容量变频器。

2.高（中）压型变频器

高（中）压型变频器通常是指电压等级在1kV以上的大容量型变频器，其容量多为500kVA以上。

三、变频器及设备的选择

（一）变频器选型

1、按照变频器内部直流电源的性质分为两种。电流型变频器适用于频繁急加减速的大容量电动机的传动控制，并在主电路不附加任何设备的情况下就可实现电动机的再生发电制动；电压型变频器则适用于多台电动机并联运行的传动控制，但需要在电源侧附加反并联逆变器，才可以实现电动机的再生发电制动。

2、可根据受控电动机功率及现场安装条件选用合适的类型。一种是固定式，功率一般在37kW以下；第二种是书本型，功率为0.2~37kW，占用空间相对较小，安装时可紧密排列；第三种是装机/装柜型，功率为45~200kW，需要附加电路及整体固定壳体，体积较为庞大；第四种为柜型，控制功率为45~1500kW，具备装机/装柜型的特点，且占用空间很大。

3、从变频器的电压等级来看，有单相AC230V,也有三相AC 208~230V、380~460V、500~575V、660~690V等多个等级，应根据电动机的额定电压进行选择。

4、变频器的防护等级分为IP10、IP20、IP30、IP40，分别能防止Φ50，Φ12，Φ2.5，Φ1固体物进入。应根据变频器使用场所来选择相应的防护等级，以防止鼠害、异物等进入。

5、从变频器的最高输出频率来看，有50Hz/60Hz、120 Hz、240 Hz或更高，应根据电动机的调速最大值进行选择。

6、使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。因此在高速电机的变频器选型时，其容量要稍大于普通的电机。

7、对于一些特殊应用场合，如在高温，高海拔的条件下时，可能会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。

变频器在选型时，除兼顾上述几点要求外，还应综合考虑负载特性和生产现场的实际情况，才能正确选择合适的型式。

变频器设备的选择

变频器的设备是用来构成更好的调速或节能系统，选用设备通常是为了提高系统的安全性和可靠性，增加对变频器和电动机的保护，减少变频器对其他设备的不利影响。

变频器设备主要有：输入变压器、空气断路器、交流接触器、交流电抗器、滤波器、直流电抗器、制动电阻等。结合我厂实际工作情况，需要技术人员确定设备参数、设计原理图及二次控制图的主要设备有低压断路器、交流接触器。

四、变频器接线规范及其安装、使用中的注意事项

（一）变频器接线规范

1、信号线与动力线须分开走线：使用模拟量信号进行远程控制变频器时，为减少模拟量受来自变频器和其它设备的干扰，请将控制变频器的信号线与强电回路分开走线，且距离应在30cm以上。即使在控制柜内，同样要保持这样的接线规范。该信号与变频器之间的控制回路线最长不得超过50m。

2、信号线与动力线须分别放置在不同的金属管道或软管内：放置信号线的金属管一直要延伸到变频器的控制端子处，确保信号线与动力线彻底分开。模拟量控制信号线应使用双股绞合屏蔽线，规格为0.75mm2。在接线时要注意，电缆剥线时要尽可能短（5-7mm左右），同时对剥线以后的屏蔽层要用绝缘胶布包裹起来，以防止屏蔽线与其它设备的接触引入干扰。

(二) 变频器安装要求及实际使用问题的解决办法

1、变频器在控制柜内的安装方式

在变频器的实际应用中，小功率的变频器有需要将多台安装在同一控制柜内，为减少相互热影响，一般建议横向并列放置，如要求必须上下纵向安装时，为降低散热造成的不利影响，应在变频器之间加入隔板。

2、温度要求。一般要求为 0～55℃，但为了保证变频器工作时的安全可靠，使用时最好控制在40℃以下。周围温度的下限值多为0℃或–10℃,以不结露为前提条件。在控制柜中，变频器一般安装在柜体的上部，严格遵守产品说明书中的安装要求，绝不允许把发热元件或易发热元件紧靠在变频器的底部安装。当周围环境温度变化较大时，变频器内部易出现结露现象，导致其绝缘性能降低，甚至可能引发短路事故。必要时，在控制柜中加入干燥剂和加热器。较大功率的变频器还需要在控制柜内加装风扇，其风道要求设计合理，所有进风口要设置防尘网，排风通畅，避免在柜中形成涡流，造成灰尘堆积；根据变频器说明书的通风量来选择匹配的风扇，其安装要注意防震问题。

3、抗振动和冲击。变频器控制柜受到机械振动或冲击时，会引起电气接触不良。尽量提高控制柜的机械强度、远离冲击源，必要时使用抗震橡皮垫固定控制柜内电磁开关类可能产生振动的元器件。

4、抗电磁波干扰。变频器控制柜内的仪表和电子系统应选用金属外壳，屏蔽变频器对仪表的电磁干扰。所有元器件可靠接地，除此之外，各电气元件、仪表之间的连线应选用屏蔽控制线，母线与动力线要保持不少于100mm的距离。

5、防护要求

1）防水：如果变频器放在现场，需要注意变频器控制柜上方不能有管道法兰或其他漏水点，在其附近不能有喷溅水流，且变频器柜柜体防护等级要在IP43以上。

2）防尘：所有进风口要设置防尘网阻隔絮状物进入，防尘网应为可拆卸式，以方便清理。防尘网网格根据现场的具体情况确定，防尘网四周与控制柜的结合处要处理严密。

6、变频器的接地

正确的接地是提高系统稳定性的重要手段。变频器接地端子的接地电阻越小越好，接地导线截面积不小于4mm2，长度不超过5m。变频器的接地应和动力设备的接地点分开，不共地。

六、总结

目前变频器在工业、民建等诸多行业应用较为广泛，国内外变频器的品牌型号种类繁多，价格也相差较大。例如国外有ABB、西门子、施耐德等知名品牌，国内有英威腾、四方、青岛立邦达等多个品牌，国内变频器价位较国外要低很多，同等功率可能相差一倍甚至更多。在一般情况下，变频器品牌根据甲方用户的要求进行选取，工业用户多用国外品牌。主要是依据图纸设计意图，对所选用的变频器参数和设备是否合理进行分析，如需按招标方要求进行转型时，再查找相关厂家资料，以求得和原图纸型号中功能相一致的替代产品，使得自身在投标过程中能取得一定优势，有利于企业在行业中的发展壮大。

[参考文献]

[1] 《低压开关柜安装、调试、运行与维护手册》

变频器原理范文第4篇

关键词：变频器；称重仪表；皮带输送机：恒量

一、工作原理与应用

封闭式称重给料机经常用于电力或其他行业锅炉用煤以及固体物料上料的计量绐料。给料过程为皮带连续给料。

给料机将来自于给料仓或其他给料设备的物料输送并通过称重桥架进行重量检测；同时装于尾轮的测速传感器对皮带进行速度检测；被检测的重量信号及速度信号一同送人6150B积算器进行微积分处理并显示以t/h为单位的瞬时流量及吨为单位的累计量。

其内部调节器将实测的瞬时流量信号值与经过通讯板来自于(工控机)DCS的设定流量值进行比较，并根据偏离大小输出相应的信号值，通过变频器改变电机转速的快慢以改变给料量使之与设定值一致，从而完成恒定给料流量的控制。累积量信号被送人(工控机)DCS，实现设定给料总量达标停机功能。运输机计量均在坚固的耐压腔体内进行。在输送机计量下部设有刮板式清扫装置，撒落料及飞灰都能被清理到出料口。整个系统设有皮带跑偏报警、堵料报警和断链报警。

1.1结构特点

称重给料机的壳体是由钢板拼焊成的密封槽体，其两端及侧面开有密封良好，方便安装、检修的活动门。输送、计量各部件均固定在槽体两侧壁上，整体刚性好，有利于计量。

电子称重桥架采用N30B型结构全悬浮式，称重传感器精度高、稳定性能好，具有良好的温度补偿性。秤体不须维护，秤架无物料堆积，由此产生的零点漂移的可能性不复存在。

头尾部设有头部清扫器和内部清扫器，能够清扫掉皮带里、外面粘附的粉料，可以避免物料的重复计量和由于粉料粘结而导致的皮带跑偏。头部清扫器刮板为高分子聚乙烯板，内部清扫器刮板为橡胶板。

在底部槽体内还设有链传动式刮板清扫装置。刮板清扫链用于清理飞灰和撒落料。给料机机壳上四周开有观察窗，顶部装有照明灯。可以随时观察给料机里的运行情况，而不须打开门或停止给料机的运行。

主驱动和清扫刮板驱动采用轴装式减速机，结构紧凑、质量可靠、维护量小。

1.2主要配置

每台含有全封闭称重给料机主机一台(含胶带输送机及称重桥架和测速传感器)，并配置6105B积算器一只。

二、操作及控制原理

2.1手动操作

(1)给料机接通主电源前，要注意检查各按钮开关位置，使之处于断开位置，在控制柜操作面板上使给料机工作方式选择开关处于“就地”位置，控制柜中的总电源开关及其他电源断路器置于断开位置。

(2)检查机械秤体部分有无异物卡住或其他影响开机故障，检查皮带是否跑偏，跑偏开关是否复位。

(3)检查机械部分正常后，闭合总电源开关，闭合变频器电源开关，此时控制柜内变频器得电，变频器上的LED显示相关信息。操作面板上可以显示变频器输出的运行频率、电流、电压等相关参数，也可以显示变频器的输入状态及输人端连接是否错误或断线等信息。

(4)在控制柜中给仪表送电，仪表6105B得电并有显示，流量为0。

(5)闭合控制电源开关，此时运行前的准备工作就绪，注意观察系统及故障情况，如有报警需检查故障原因并及时排除故障。

(6)设定变频器参数，启动给料机，在变频器操作面板上按“频率增大”按钮，使变频器输出频率增大，输出的电压、电流发生变化且现场电机的转速也发生相应变化；在输送机运行过程中要检查皮带是否跑偏，若跑偏要及时停输送机通过螺旋张紧器对皮带进行跑偏校正。

(7)启动清扫链：通过按钮启动、停止清扫链。

(8)仪表参数设定：在运行一段时间皮带趋于稳定后，可对6105B仪表参数设定，如输入仪表小数点位置、秤的单位、秤容量、传感器容量及其灵敏度，皮带一周长度、标定方式、低流量报警设定等原始参数。

(9)称重给料机的标定：首先获取测试周期，然后进行零点标定，零点稳定后可进行间隔标定。间隔标定有实物标定、链码标定、挂码标定等方法。经过几次的间隔标定，使秤达到了称重计量标准，就可以用于物料的正常称重计量、累计。

(10)秤标定完成后，就可以进行PID自动控制的调整。首先将变频器的频率设定命令设置在“电压和电流输入”状态，6105B仪表处于“自动”状态，通过键盘设定给料量设定值，则系统进行自动恒量给料状态，适当调整PID参数，使系统响应快、超调小，达到最佳控制状态。6105B仪表根据给料量设定值，通过输出4mA～20mA信号控制变频器自动调整皮带机转速，使动态流量尽可能接近设定值，同时仪表显示出控制误差值。

(11)故障处理及信息显示：在手动运行时，可能出现的故障会以指示灯量显示于控制柜上。指示灯分别代表电源指示、输送机运行指示、清扫链运行指示、堵料报警指示、清扫断链报警、变频器故障指示、跑偏报警指示和断料报警指示等。

2.2远程自动控制

进入自动工作方式之前，请注意将所有给料机按上述方法调试，只有经过调试确认给料机完全工作正常后才可以进行自动工作。

(1)需自动运行，系统全部送电，这时将控制柜的操作旋钮旋到远程位置，在接收到远程启停指令信号后(在出料闸门开时)，输送机自动运行。

(2)这时，控制柜上的指示灯表明：系统控制回路得电，输送机正在运行。

(3)在接到远程停止指令信号时，系统将停止输送机运行。

(4)在输送机运行过程中，如果清扫机控制开关处于自动运行位置，清扫机将进行间歇自动运行。

(5)在系统运行过程中，设备的运行和报警情况都会有显示，且这些信号按照一定的要求送给DCS使用。

变频器原理范文第5篇

[关键词]变频器；原理；选煤厂

中图分类号：TV448 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）04-0059-01

通用变频器大都是以快速全开关器件（IGBT，GTO晶闸管等）为功率开关器件的电压型变频器。硬件电路包括主电路和控制电路，其中以微机为核心进行设定、控制、显示，对电动机进行正转、反转、加速、减速以及故障处理等。变频器已广泛应用于选煤厂的生产过程中，改善选煤工艺流程，提高生产过程自动化水平。

1. 变频器概述

1.1 变频器的概念

变频器是对交流电动机实现变频调速的装置，它将由电网提供的恒压恒频的交流电变换为新的电压新的频率的交流电，将这个变压变频了的交流电接入到电动机定子绕组中，实现对交流电动机的变频无级调速。

1.2 变频器的类别

1）交-交变频器。把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，故变换效率高，但其连续可调的频率范围窄，一般为额定频率的1/2以下，故它主要用于容量较大的低速拖动系统中。

2）交-直-交变频器。先把频率固定的交流电整流成直流电，再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的环节较易控制，因此，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，目前普及应用的主要是这一种。

2.通用变频器简介

2.1 通用变频器原理结构

通用变频器由以下五个部分组成：整流和逆变单元、驱动控制单元、中央处理单元、保护与报警单元、参数设定和监视单元。主电路包含电源、整流滤波和逆变单元，主单元输出给电动机。微机控制电路是通用变频器的核心部分，可以设定频率和显示频率，对电动机进行正转、反转、加速、减速以及故障处理等。微机产生的触发信号用于有规律地控制主开关器件的通与断，实现交-直转变和直-交转化。操作面板键盘可以选择操作模式或设定操作模式、预置频率和参数等。变频器的主要功能包括：频率和参数的设定和显示、电动机启动、升速、降速、制动功能的预置、操作模式的选择、过电流保护、过电压保护、短路保护、欠电流保护、欠电压保护、负载保护等。

2.2 各单元功能

1） 整流器。整流器也称为网侧变流器，其作用是把三相或单相交流电整流成直流电。整流电路又分为可控整流电路和不可控整流电路，可控整流电路的功率因数比较低，不可控整流电路的功率因数比较高。

2） 逆变器。逆变器也称为负载侧的变流器，最常见的结构形式是利用6个半导体主开关器件组成的三相桥式逆变电路。有规律地控制逆变器中主开关器件的通与断，可以得到任意频率的三相交流电输出。

3） 中间直流环节。由于逆变器的负载为异步电动机，是电感性负载，无论电动机工作于电动状态或制动状态，功率因数总是不可能为1。因此，在中间直流环节和电动机之间存在无功功率的交换，这种无功能量需要靠中间直流环节的储能元件来缓冲，所以中间直流环节又称为中间储能环节或中间滤波环节。

4） 控制电路。控制电路通常由运算电路、检测电路、控制信号的输入输出电路和驱动电路等构成。控制电路完成对逆变器的开关控制和频率控制、对整流器的电压控制，并解决电压控制与频率控制的协调问题，同时完成各种保护功能等。

控制方法可以采用模拟控制或数字控制。目前高性能的变频器采用微型计算机进行全数字控制，配之以简单实用的集成硬件电路，整个控制主要靠软件来完成。由于软件的灵活性和计算功能的强大，数字控制方式常可以完成模拟控制方式难以完成的功能。

5） 主电路的检测和保护。变频器应用时，为了人身和设备安全，应对主电路的电压、电流和大功率器件的结温等进行检测，以实现保护。

电压的检测相对简单，间接变频器中整流后的直流侧电压反映了变频器的最高工作电压，因此通常对其进行检测和监控。电压信号可以用电阻分压或传感器等方法获得。通常，从变频器的某一设置参数中可以读取该数值。

变频器应用中的过电流信号主要分为内部直通电流和外部故障电流两类。内部直通电流出现的原因大多是PWM信号生成时，同桥臂的VT1，先关断VT4后导通的无信号死区时间的设置出现了问题，或者是驱动电路的工作出现了问题，外部故障电流通常由于负载过重或短路而出现，故障电流通路相对复杂，在变频器的直流侧和交流侧都可能出现故障信号。

电流检测可使用无感电阻、电流互感器、电流传感器和零序电流检测器等方法。电流检测别需要注意的是检测器件的快速性问题。保护电路从检测、比较、隔离到执行对大功率半导体器件的保护有一定的动作时间，所以每一个保护环节的动作时间都应进行周密的计算和实际测量，确保在器件损坏之前完成保护。

6） 主电路接线端子。主电路接线端子包括三相电源接线端子、电动机接线端子、直流电抗器接线端子、制动单元和制动电阻接线端子。

7） 控制电源接线端子。该端子外接电源给计算机控制单元。

8） 控制端子。用于控制变频器的启动、停止、外部频率信号给定、故障报警输出等。

9） 操作面板。用于设定变频器的控制功能、参数和频率。

3 通用变频器在选煤厂的应用

3.1 变频器在给料机中的应用

在选煤生产中，有时需要通过调整给料机给料。量大小来满足工艺要求，实现给煤量均匀可调。在GZG给料机中，采用变频器调节可实现这一目的，且系统结构简单，调节方便，工作特性可靠。

3.2 控制给料泵转速

加压过滤机矿浆槽液位上限是按过滤性能最差的矿浆所需要的最短时间来确定，矿浆槽液位下限是按能完全浸没过滤元件并能形成最小厚度的滤饼来确定的，加压过滤机矿浆槽液位上限是需要严格控制的，不允许发生溢流。

3.3 控制主轴转速

加压过滤机转速的快慢，决定其压滤时间和干燥时间的长短，从而影响滤饼的厚度和水分。随着压滤时间的增长，则滤饼厚度增加，但是一定时间后，其增长速度逐渐变缓，滤饼的水分随着干燥时间的加长而降低。而一定时间后，水分下降就不明显了。因此，要根据处理能力和产品水分，选择最佳的转速。

在加压过滤机内，主轴转速高低由主轴转速给定表给定，操作者根据实际情况，调整给定频率，控制变频器，来达到调整主轴转速的目的。

4 结语

变频器调速既适用于异步电动机，也适用于同步电动机，能比较理想地工作于机械特性的四个象限，是一种高效率的交流调速方案。但是在选煤生产中使用时，一定要注意安装位置和操作环境，要进行正确的功能设定，特别要注意启动转矩，在使用前要仔细检查所匹配设备的负载转矩特性和电机驱动特性。

实践证明，变频调速技术在选煤生产中的应用是成功的，有其独特的优点和完善的功能，尤其与PLC可编程控制器接口可组成一个闭环调速控制系统，使工艺设备运行方式更趋合理，自动化程度更高。