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变频器基础知识精讲！高效学习秘诀在这里~

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主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，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。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。

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。

我们知道，交流电动机的同步转速表达式位：

n＝60 f(1－s)/p (1)

式中
n———异步电动机的转速；
f———异步电动机的频率；
s———电动机转差率；
p———电动机极对数。

由式(1)可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。

低压通用变频输出电压为380～650V，输出功率为0.75～400kW，工作频率为0～400Hz，它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代。

1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式
其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出大转矩减小。

另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，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。因此人们又研究出矢量控制变频调速。

电压空间矢量(SVPWM)控制方式
它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进行控制的。

经实践使用后又有所改进，即引入频率补偿，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。

矢量控制(VC)方式
矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相－二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流)，然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。

其实质是将交流电动机等效为直流电动机，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，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。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。

直接转矩控制(DTC)方式

1985年，德国鲁尔大学的DePenbrock教授提出了直接转矩控制变频技术。该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足，并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。

目前，该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机等效为直流电动机，因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算；它不需要模仿直流电动机的控制，也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。

矩阵式交—交控制方式
VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低，谐波电流大，直流电路需要大的储能电容，再生能量又不能反馈回电网，即不能进行四象限运行。

为此，矩阵式交—交变频应运而生。由于矩阵式交—交变频省去了中间直流环节，从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能实现功率因数为l，输入电流为正弦且能四象限运行，系统的功率密度大。该技术目前虽尚未成熟，但仍吸引着众多的学者深入研究。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。

为了帮助大家更快速深入的了解变频器，小编要给大家推荐4门变频器精品课程，业内公认好课！

简介：

本课程详细讲解变频器的参数设置、功能作用、负荷类型等内容，解析质量低劣的变频器为什么会烧坏马达、如何让变频器稳定运行的工程设计方法和参数匹配设置、变频器控制柜设计、变频器的日常维护等问题，此外，还会穿插实例的工程设计和编程应用。

课程大纲：（滑动查看）

一、变频器原理和干扰解决

第1章.变频器的原理和应用

第1课时.变频器原理和应用介绍

第2课时.三相异步电动机原理和早期调速机构

第3课时.变频器调速原理

第4课时.变频器类型和发展历

第2章.变频器电路结构和常见问题解决

第5课时.电压型变频器实际电路结构

第6课时.二象限变频器主回路电路原理分析(上)

第7课时.二象限变频器主回路电路原理分析(下)

第8课时.变频器主回路接线要注意的问题

第9课时.三菱变频器为例的主电路常用外接部件功能作用分析之电抗器

第10课时.三菱变频器为例的主电路外接部件功能分析之制动单元

第11课时.三菱变频器为例的主电路特殊作用外接部件功能分析

第3章.变频器的控制端子功能应用

第12课时.主控板数字量输入控制端子作用分析（上）

第13课时.主控板数字量输入控制端子作用分析（下）

第14课时.主控板数字量输出端子功能分析

第15课时.主控板模拟量输入和输出端子功能分析（上）

第16课时.主控板模拟量输入和输出端子功能分析（下）

第17课时.三菱变频器通讯和多功能接口作用分析

第4章.变频器测量仪表和干扰解决

第18课时.变频器的调制信号和软件控制分析

第19课时.变频器测量仪表和测量方法

第20课时.变频器产生谐波测量

第21课时.变频器谐波产生的干扰和抑制

第5章.变频器参数作用和调整

第22课时.变频器参数设置和运行的面板操作

第23课时.变频器运行模式控制模式和参数结构模式

第24课时.变频器参数设置说明和必须设置的参数

第25课时.变频器与设备负荷类型关联的参数

第26课时.电机保护参数和快速启停参数

第27课时.变频器多功能参数和特殊功能参数

第28课时.变频器报警代码和原因
二、三菱变频器为例的工程应用设计和数据通讯编程

第1章.以三菱FR-A700变频器参数设置和功能启用

课时01.三菱FR-A700变频器参数调整前开放和监控参数

课时02.三菱FR-A700变频器的电机参数运行参数和端子设置参数

课时03.三菱FR-A700变频器与负荷相关的匹配参数

课时04.三菱FR-A700变频器特殊功能参数应用

课时05.三菱FR-A700变频器自学习功能

课时06.三菱FR-A500变频器程序运行

课时07.三菱变频器的PC软件操作

第2章.三菱变频器与PLC无线通讯系统设计

课时08.三菱变频器与上位机无线通讯

课时09.三菱变频器和PLC通讯RS485连接(上)

课时10.三菱变频器和PLC通讯RS485连接(下)

课时11.三菱变频器通讯开放的数据内容和传送格式

课时12.通讯数据链路设置和正反转控制程序编写

课时13.三菱变频器通讯的频率速度调节编程

课时14.三菱PLC与三菱变频器的通讯

第3章.三菱变频器通恒压恒温系统设计

课时15.PID的原理和作用

课时16.PID的控制特性和参数

课时17.三菱变频器PID的恒压供水控制工程
三、各种工程设备的变频器选型、注意问题和日常维护

第1章.变频器节能设计和工业电气节能评估

第01课时：工厂电气节能和评估中线路损失分析

第02课时：变频器对常用调速设备改造分析

第03课时：机械负荷类型和节能改造分析

第04课时：风机 水泵 空压机的变频节能改造分析

第2章 .变频器工程应用选型和日常维护

第05课时：变频器的选型类型和风机选型

第06课时：空压机和泵类变频器选

第07课时：矿山设备变频器选型

第08课时：起重设备变频器选型

第09课时：加工厂设备的变频器选型

第10课时：工业设备的变频器选型

第11课时：变频器控制柜的设计和通风要求

第12课时：变频器控制柜的布线

第13课时：变频器稳定性检查

第14课时：变频器日常维护
四、变频器基础精彩集锦

《变频器基础精品课》精彩片段1

《变频器基础精品课》精彩片段2

简介：

本课程的前半部是对新电子元件、微型电子元件、电子元件的通病、电子原件的好坏和性能测量，保证维修者能判断和测量出正常好用的电子元件，保证维修的质量和快速维修。其中包含有软件启动、直流调速器、变频器中各种部件如“电流互感器”、电压检测电路等等的电路原理和测试、通病维修。

本课程的中部是常用开关电源和电子设备如PLC、触摸屏、变频器等工业电子产品的开关电源维修和测试。学习后能解决大量的工业电子产品维修技术问题。

本课程后部是以台达通用型变频器为实例，包含功率板和主控板的电路详解、故障判断和维修，变频器上机前的测量保证能安全上电不炸模块，维修后质量检测、信号检测，保证变频器交给用户后能完好和耐用。

课程大纲：（滑动查看）
阶段、新工业电气电子技术与测量

课程01：【变频器】常用电阻、微型电阻维修测量

课程02：【变频器】电子元件、易损器件维修测量

课程03：【变频器】大功率电力电子器件维修测量

课程04：【变频器】稳压电路和部件维修测量

课程05：【变频器】超微元件、光耦、电流互感器维修测量和代换

课程06：【变频器】模拟和数字集成电路维修测量、PID调节

课程07：【变频器】主控板CPU和辅助电路维修测量

课程08：【变频器】旋转编码器故障测量及判断

第二阶段、电子元器件焊接工艺

第三阶段、开关电源检测与维修

第四阶段、台达变频器从维修到运行控制详解

简介：

简介：

本课程针对性地对西门子变频器电路进行详细剖析讲解、运行操作、工程选型设计、不同负荷的参数匹配设置、故障报警应对措施、故障报警代码对应的电路损坏元件分析，实物实操操作教学，学习后将可以玩转西门子MM系列变频器。