变频器原理精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的变频器原理主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：变频器原理范文

1、高压变频器工作原理：高压变频器是一种串联叠加性高压变频器，即采用多台单相三电平逆变器串联连接，输出可变频变压的高压交流电。按照电机学的基本原理，电机的转速满足如下的关系式：n=（1一s）60f/p=n。×（1一s）（P：电机极对数；f：电机运行频率;s:滑差）从式中看出，电机的同步转速n。

2、正比于电机的运行频率（n。=60fp），由于滑差s一般情况下比较小（0-0．05），电机的实际转速n约等于电机的同步转速n。所以调节了电机的供电频率f，就能改变电机的实际转速。电机的滑差s和负载有关，负载越大则滑差增加，所以电机的实际转速还会随负载的增加而略有下降。

（来源：文章屋网 ）

第2篇：变频器原理范文

关键词：变频器；节能；应用；原理

前言：早在十九世纪的八十年代就已经发明变频器并得到应用，经过多次的节能和调速等因素的提升，目前在各行业中已经得到了十分广泛的应用。变频器之所以得到广泛的应用，主要是凭借较好的调速性能、较高的功率因数以及能实现软启动模式等优势，能够在节能方面不断开发，下面将对其原理和应用做出分析。

1.变频器概述

根据变频器的工作方式可分为交-交和交-直-交两种变频器。第一种变频器将工频交流电转为电压及频率能够控制的交流电，因此也称为直接式变频器；第二种变频器是将工频交流电转变为直流电，这个过程是利用整流器来实现的，再将其转换为电压及频率可以控制的交流电，因此也称为间接式变频器。我国目前使用较为广泛的是后者。

1.1整流器

我国变频器中采用的整流器一般都是二极管交流器，主要功能就是将工频交流电转化为直流电，除此之外还能利用两组晶体管变流器组成可逆变流器，主要优势是电流可逆从而运转可再生。

1.2逆变器

与整流器恰好相反，逆变器主要功能是将整流器处理后得到的直流电转化为交流电，且电压和频率都能满足异步电动机运行的所有要求。

1.3控制电路

控制电路主要功能是为电动机电路提供信号回路，具体包含电压监测、电流监测、电压运算、频率运算以及逆变器保护电路等。控制电路对逆变器和整理器的控制主要依靠线路回馈信息为主要根据，从而保证正常的频率及电压以确保电动机正常运行。

1.4滤波电路

经过整流器处理后得到的直流电，其电压中的脉冲电压相当于电源频率的至少六倍，经过逆变器处理后得到的电流也会对直流电压有较大影响。因此，为了更好的控制电压的波动情况，可以对脉动电压做吸收处理，主要利用电容和电感来实现，如果装置容量很小，电源和主电路构成器件有余量则可不使用电感，直接通过滤波电路来实现。

2.变频器节能技术原理探讨

2.1功率因数补偿方式利于节能

无功功率会导致设备发热较为严重，而且也会增加电线的损坏，同时由于功率因素降低会导致电网有功功率大幅度降低，这是最为重要的一点。因此，无功电能大部分在线路中被消耗，严重影响设备效率，而且还出现非常严重的浪费现象。而在装置了变频调速设备后，由于变频器中滤波电容能够将无功损耗降到最低，因此使电网有功功率得以大幅度提升。

2.2变频节能方式

依据流体力学来说，功率是压力和流量的成绩，而压力是与转速二次方成正比，流量与转速一次方成正比，功率是与转速的三次方成正比。那么我们假定效率是固定不变的，当调节流量降低时，则转速下降比例与其成正比也随之下降，功率则呈现三次方下降，因此其转速与电机好点功率之间的关系接近于三次方关系。举例说明，如果电机功率为60KW，那么将其转速调节到原来的百分之八十后，其耗电量每小时为三十千瓦，省电率不到百分之五十，但是如果将其调节为原来的一半后，耗电量每小时是六千瓦，但省电率却高达85%。

2.3软启动方式实现的节能

大部分电机的启动都是直接启动，或者是通过Y/D进行启动，启动时电流将超过其额定电流的五六倍左右，此时过大的电流就会电机等设备以及供电电网造成十分严重的影响甚至破坏，同时对电网容量的要求更高。由于启动时间段会形成较大的电流，同时还会发生振动，在振动时会对挡板及阀门造成比较严重的损坏，设备及管路等使用寿命也会相应的缩短。而应用变频器后，变频器装置能够实现软启动模式，也就是启动时电流是从零开始，而且最高也不会超过其额定电流值，因此对机电设备和电网的损害也就大幅降低，同时对供电容量的要求也不会非常高，设备及阀门因受到的振动降低而实现延长寿命的目的。

3.变频器节能技术应用探讨

3.1变频器升速节能技术分析

变频器的升速过程是指从某个较为稳定的状态转换到另外一个同样相对稳定的状态的过程，通常情况下，如果这个过程产生的电流没有高于额定电流，那么升速时间就会比较短。变频器不仅仅是单纯的实现升速或者降速，还能利用升速方式对各个时段加速度进行控制。目前使用最普遍的升速方式有三种，频率时间的S形方式、线性方式和半S形方式。在实际的应用过程中要根据具体情况和环境来选择恰当的升速方式，例如电梯启动后如果在上升或下降的途中突然升速或降速都会让使人感到很不舒服，因此可以选择S形调速方式。但是如果是鼓风机的使用，其低速负载转矩较小，因此最好选择半S形调速方式比较合适。

3.2变频器过载情况下的保护功能分析

变频器过载情况下的保护功能主要是为了保护电动机不会被烧坏，其实根本上就是保证电动机的温度不会超过额定温度值。低频环境中电动机运行很可能由于散热不好而导致比较严重的发热现象，当散热过于严重而导致温度升高超过其额定值后就很可能烧坏电动机。但是使用变频器后，由于变频器具有电子热保护功能，而且在运行频率不相同的情况下其保护曲线也都有所差异，同时其运行的频率也比较低，连续运行的时间可以很短，从而对电机起到保护作用。

结束语：

变频器虽然在多年前就已经使用，但是在各方面的技术都不够成熟，如今节能减排实现可持续发展是我国所提倡的发展之路，因此变频器节能技术得到了较为广泛的推广，同时各行各业也都开始关注变频器节能技术。在引进变频器节能技术的使用后，不仅能够提高茶品质量、节约能源、降低能耗，还能实现企业更大化的经济效益。大庆炼化公司机电仪厂也引进了变频器节能技术的应用，同时对该技术不断的研究和改善，争取更好的为企业节约能源、提高效益。

参考文献

[1]王敬怡.浅析变频器节能技术原理及其应用.科技创新导报， 2013， （14）

第3篇：变频器原理范文

关键词：变频器原理；煤矿；提升系统；选用

中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）12-0169-01

二十一世纪是一个经济快速发展，科学技术高度繁荣的时代，在此种时代背景之下，科学技术在发展过程当中，对于社会的反哺作用越发的明显。技术的应用在很大程度之上，将会进一步提升工作效率以及工作质量。对于煤矿行业来说，井下作业是必将会涉及到的一个问题，而在进行井下作业的过程当中，无论是人员还是煤Y源都将会通过提升系统进行操作，这是煤矿行业在现实作业当中必将会涉及到的一个应用内容。因此，对变频器原理以及选用研究有着鲜明的现实意义。

1 交交变频原理

对于交交变频原理论述，本文将会列举一个单相交交变频电路，对其实际应用方法以及相关的原理进行论述。如图1所示，就是单相交交变频基础电路图。

在实际的应用过程当中，当线路当中的P组进行工作时，则线路当中所具有的负载电流i将会为正，而当N进行工作得时候，则i值为负。在作用过程当中，线路当中的两组规律器将会按照一个规定的频率进行交替工作，这样线路当中的负载就可以得到相关频率内容的交流电。实际应用过程当中只要进一步的改变这两组交流器相关的功率以及频率在应用过程当中就可以进一步的改变系统的实际输出频率W0，这样在实际的作用过程当中，只有进一步改变电路的实际控制角，就可以进一步的改变输出电压所具有的幅值[1]。

2 交直交变频的原理

交直交变频器在实际的设计过程当中，将会主要由三基础部分组成而成其分别是：直流、斩波以及逆变。交直交变频器在实际的工作过程当中，首先将会把三相或者是单项的不引调工频相关电源通过整流桥将其整变为直流电，接着再应用逆变桥实际作用，将直流点基础性质逆变为一个频率任意引调之下的交流电内容[2]。

3 变频器优缺点以及选择

3.1 优点

相关变频器在实际的应用过程当中，其实际具有的可变频率十分稳定，并且在实际的应用过程当中可以不用考虑负载的实际变化情况。因为在应用过程当中，调定相关同步频率是不变得，所以变频器在现实的作用过程当中，其所具有的基础转速并不会发生很大的偏离。同时，在实际的应用过程当中，其所具有的频率调节十分方便，可以利用旋钮进行手工调节或者是直接进行电信号改变进行调节同样可以得到目的，这在很大程度上十分有利于电子自动控制以及其他设备之间的联动[3]。

3.2 缺点

变频器电力电子开关在应用过程中会产生较大的电磁干扰，如不采取措施，这些干扰会严重污染电网，所以必须迁用经过 EMC（电磁兼容）测试合格的品牌。其次，变频器本身有十分鲜明的功率消耗问题，所以安装时要注意散热。

3.3 变频器选择

通常情况之下，对于使用的变频器在很大程度之上都是进一步的根据相关应用电机所具有的额定电流、相关的额定电压和启动电流等基础内容进行考虑。本文的论述内容，对于变频器的选择将会基于以上各个条件都恒定的条件下进行论述。立足于现阶段的两种基本应用技术所具有的优缺点来进行分析，我们国家当中的大型和一些特大型煤矿在实际的发展过程当中，因为相关的交变频将会被应用到500KW及以上的低速电场之下。而对于一些中小型企业以及一部分类型的特大型煤矿来说，在实际的建设过程当中，还是更加的适合与应用到交直交变频比较合适。对于交直交技术来说，因为其现阶段的发展已经得到了很好的完善，所以在实际的发展过程当中，这部分技术已经具有了很多的应用经验以及相关的维护经验，所以在现实的应用过程当中，使用起来也十分的顺手。

4 结语

综上所述，我们国家是一个人口众多的国家，煤矿资源作为现阶段最为普及的一种资源，需要在实际发展过程当中发挥更加重要的作用。煤矿提升系统是大系统当中的一个重要组成部分，其在实际的建设过程当中将会发挥十分重要的作用，是不可以缺少的一个重要内容。本文以上内容里立足于变频器原理，对其在煤矿提升系统当中的选用进行了论述。希望可以本文的论述，促进我们国家的煤矿行业进一步发展。

参考文献

[1]刘昀，董湘陵，朱思国.功率单元级联型高压变频器原理与应用[J].大众用电，2008，01：20-21.

第4篇：变频器原理范文

关键词：变频器 谐波 危害 抑制

1、什么是变频器的谐波？变频器谐波是变频器运行过程中，需要对输入电源用大功率二极管整流（或晶体管/逆变模块）进行逆变，在其逆变过程中，在输入输出回路产生的高次谐波。也就是说变频器在整流、逆变过程中，输入输出部分会产生大量的高次谐波。变频器谐波对供电系统、负载及其它临近电器设备产生干扰。

根据傅立叶级数对谐波的分析，任何周期性变化的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波整数倍数的谐波的正弦波分量。变频器谐波是一个周期量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍，变频器谐波的幅值大小和谐波相对于基波的相位关系都是影响这个周期量的重要因素。通俗地说，基波频率是50HZ，那末谐波就是频率为100HZ、150HZ...N*50HZ的正弦波。

2、产生机理：实际上不限于变频器，凡是在电源侧有整流回路的，都将产生因其非线性引起的高次谐波。

2.1、变频器输入端谐波产生机理

变频器的主电路一般为交一直一交组成，外部输入380V/50Hz的工频电源经三相桥路不可控整流成直流电压，经电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流电压。在整流回路中，输入电流的波形为不规则的矩形波，波形按傅立叶级数分解为基波和各次谐波，谐波次数通常为6n±1次高次谐波，其中的高次谐波将干扰输入供电系统。

2.2变频器 输出端谐波 产生机理

在逆变输出回路中，输出电压和电流均有谐波。对于PWM控制的变频器，只要是电压型变频器，不管是何种PWM控制，其输出电压波形为矩形波。其中谐波频率的高低是与变频器调制频率有关，调制频率低（如1～2KHz），人耳听得见高次谐波频率产生的电磁噪声（尖叫声）。若调制频率高（如IGBT变频器可达20KHz），人耳听不见，但高频信号是客观存在。从电压方波及电流正弦锯齿波，用傅立叶级数不难分析出各次谐波的含量。所以，输出回路电流信号也可分解为只含正弦波的基波和其它各次谐波，而高次谐波电流对负载直接干扰。另外高次谐波电流还通过电缆向空间辐射，干扰邻近电气设备。

3、谐波干扰途径

变频器谐波干扰途径还是与一般无线电干扰一样分传导和辐射，在传导的过程中，与变频器输出线平行敷设的导线又会产生电磁耦合形成感应干扰；变频器输出侧谐波又会辐射，对附近的无线电设备产生干扰，其干扰途径如图1所示。

4、谐波干扰的危害 。变频器谐波污染对电力系统的危害是严重的，主要表现在以下几个方面。

4.1、变频器谐波降低电力设备的使用寿命。如变频器电流谐波将会使变压器的铜损增加。变频器电压谐波将增加铁损，使其温度上升，影响绝缘能力，并造成容量裕度减小，同时变频器谐波也可能引起变压器绕组及线间电容之间的共振。

4.2、变频器谐波影响各种电气元件的正常工作。变频器输出谐波对电动机的影响有：电机附加发热使电机额外升温；产生机械震动、噪音及过电流。变频器谐波会使电力电容发生过载、过热甚至损坏电容器。当电容器与线路阻抗达到共振时会发生振动、短路、过电流及产生噪声。变频器谐波电流会使开关设备在启动瞬间产生很高的电流变化率，破坏绝缘。

4.3、变频器谐波使公用电网的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的使用率，大量的三次谐波流过中线时会使线路过热甚至发生火灾。

4.4、变频器谐波会引起公用电网局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，这就使上述的危害大大的增加，甚至引起严重事故。

4.5、其他危害。变频器谐波将使继电保护和自动装置出现误动作，并使仪表和电能计量出现较大误差；变频器谐波对其他系统及电力用户危害也很大：如对附近的通信系统产生干扰，轻者出现噪声，降低通信质量，重者丢失信息，使通信系统无法正常工作 ，变频器谐波会对临近的通讯系统产生干扰，导致通讯质量降低，甚至信息的丢失，使通讯系统无法正常工作。

5、治理措施：

5.1

变频器的隔离、屏蔽、接地。将变频器系统的供电电源与其它设备的供电电源相互独立，或在变频器和其它用电设备的输入侧安装隔离变压器，切断谐波电流。或者将变频器放入铁箱内，铁箱外壳接地。同时变频器输出电源应尽量远离控制电缆敷设，不小于50mm间距，必须靠近敷设时尽量以正交角度跨越，必须平行敷设时尽量缩短平行段长度不超过1mm，输出电缆应穿钢管并将钢管作电气连通并可靠接地。

5.2、安装适当的电抗器 。 在变频器输入侧与输出侧串接合适的电抗器，吸收谐波和增大电源或负载的阻抗，达到抑制谐波的目的，以减少传输过程中的电磁辐射。 通过抑制谐波电流，将功率因数由原来的（0.5-0.6）提高至（0.75-0.85）；

5.3、避免干扰辐射。 电动机和变频器之间电缆应穿钢管敷设或用铠装电缆，并与其他弱电信号在不同的电缆沟分别敷设，避免辐射干扰；

5.4、变频器正确的接地。 正确的接地既可以使系统有效地抑制外来干扰，又能降低设备本身对外界的干扰。变频器使用专用接地线，且用粗短线接地，邻近其他电器设备的地线必须与变频器配线分开，使用短线，这样能有效抑制电流谐波对邻近设备的辐射干扰；

5.5、缩短线路长度。 缩短线路长度，电源线和信号线单独敷设，避免交叉，不能避免时，必须垂直交叉，绝对不能平等敷设，信号线屏蔽层不接到电机或变频器的，而应该接到控制线路的公共端；

5.6、线路分开。 因电源系统内有阻抗

所以谐波负荷电流将造成电压波形的谐波电压畸形。把产生谐波的负荷的供电线路和对谐波敏感的负荷供电线路分开

线性负荷和非线性负荷从同一电源接口点PCC开始由不同的电路馈电，使非线性负荷产生的畸变电压不会传导到线性负荷上去。

5.7、加装无功功率静止型无功补偿装置。 对于大型冲粜愿汉桑以获得补偿负荷快速变动的无功需求，改善功率因数，滤除系统谐波，减少向系统注入谐波电流，稳定母线电压，降低三相电压不平衡度，提高供电系统承受谐波能力。而其中以自饱和电抗型SR型

的效果最好，其电子元件少，可靠性高，反应速度快，维护方便经济，且我国一般变压器厂均能制造。

5.8使用滤波模块组件。 目前市场上有很多专门用于抗传导干扰的滤波模件或组件。这些滤波器具有较强的干扰能力，同时还具有防用电器本身的干扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功能，对各类用电设备有很多好处。

结束语：本文从变频器的内部结构入手，分析了变频器谐波产生的原因和危害，在此基础上提出了抑制谐波常用的方法。相信随着电力技术及微电子技术的飞速发展，在治理谐波上将会迈上一个新的抬价。

参考文献：

[1]上海安科瑞电气股份有限公司产品手册.2013.01.版

第5篇：变频器原理范文

关键词：变频液压站、工作原理、变频调速

中图分类号： TG315.4 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

随着工业化的程度越来越高，交流电动机变频调速技术发生了实质性的突飞猛进，变频调速是集电力电子技术、微电子技术、控制技术于一体的产物。在变频调速具有绝对优势，并且它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调试节电显著，而且易于实现过程自动化，深受工业用户的喜爱。下面来有笔者对变频液压站的工作原理进行解析。

二、变频液压站的工作原理

根据电动机学的工作原理，我们可以由其公式中看出：磁极对数p和转差率s不变的情况下,电源频率和电动机转速n成正比,即电动机转速n增加，电源频率也会随着增加；电动机转速n下降,电源频率也下降。在变频液压站的工作原理中通过这种改变异步电动机的供电频率,从而实现改变电动机的转速,进而实现调速的目的。交流电动机变频调速即为这种通过改变电源频率实现的交流电机速度调节过程。

液压泵的输出流量公式如下:

Q=kqn/1000=0.06kdf(1-s)/p

从上述公式可以知道,电动机电源的频率f与液压泵的输出流量Q成正比,也就是说电动机电源的频率f随着液压泵的输出流量Q的增加而增加，在数值上成正比。通过调节电动机电源的频率f来变相的调节液压泵的输出流量Q，即为变频液压站的最基本的工作原理。

变频器主要由主回路、保护回路、控制回路组成。作为变频液压器的主回路，其作用是直接提供调频调压电源给交流电动机；在变频器中，控制回路是根据预先设定或由闭环反馈信号的方式来控制主回路,使得主回路的电压与频率按一定的规律调节以及输出,主要包括：驱动回路、冷却控制回路、输入/设定参数回、运算回路、电压/电流检测回路、速度检测回路、压力检测回路等组成；保护回路则为变频器的各个部分及电动机提供完善的保护, 如过流、过载过电压等故障的保护,将保护回路应用在变频器及电动机上可以使其工作具有很高可靠性。变频器是变频调速系统的核心部分,也是变频液压站最为重要的部件。其控制方式主要有开环恒压比的控制、矢量控制、直接转矩控制等。

交流电动机在变频液压站中也是个重要的元件,虽然普通的交流电动机也能实现变频控制,但因为结构较大,惯性大,其节能效果不是特别明显,控制精度较差,所以有很多的研究机构和厂家在减小交流电动机转子的惯性、增强输出扭矩做了很多的研究,且取得不少的成果。例如在日本大金工业株式会社的专利产品IPM电动机的转子中心镶入了四条稀土类磁石；磁石在定子产生的磁场里会产生磁石扭矩；由于电磁钢板接近磁石时,磁力线比空气更易于通过电磁钢板,集中在铁的周围,磁力线想通过最短距离将铁拉向左侧, ,形成向左磁阻力,S极的磁力线变短,从而在箭头方向因磁阻扭矩产生旋转力；IPM电动机的输出扭矩=磁石扭矩+磁阻扭矩,比同等规格普通电动机的输出扭矩大大增加,其效率达82%以上,低速能平稳地控制在350r/min,最高转速能达4500r/min,响应时间达0.1s。变频液压站大多选用的液压泵是定量齿轮泵,因为定量齿轮泵的结构简单,低速自吸能力强；溢流阀在系统中的作用是安全阀,冷却器、过滤器、空气过滤器、液位计等元件的作用跟普通的液压系统是一样的。

三、变频液压站的优缺点

1、优点

变频液压站相对于传统的容积控制是一种具有全局型的新型节能传动方式,具有以下几方面的优点:

（1）实现了制动能的能量回收。

（2）节能效果明显,比传统的容积控制液压系统节能10%~60%。

（3）可以省去带有复杂变量机构的变量泵,而采用定量泵+变频器+交流电动机的形式。

（4）调速范围更广。

（5）控制特性更高，因为其内置了PID控制和采用无速度反馈矢量控制。

（6）采用了定量泵设置,大大降低了噪声的影响。

2、缺点

（1）相对于大功率的交流电动机来说,变频液压站的转动惯量大,以及变频器的能力的限制,使得其响应速度变慢,控制精度降低；

（2）低速稳定性差。由于液压泵的转速过低,自吸能力下降,低频时会产生脉动转矩,致使电机转速波动,导致低频力矩不足。

四、变频液压站的应用

变频液压站因为它调速性能良好、节能效果明显等因素的影响,所以在液压电梯、注塑机、液压振动筛、飞机、液压抓斗、机床、液压转向系统、制砖厂等领域获得应用。据统计,我国电机的总装机容量已达4亿千瓦,年耗电量达6000亿千瓦每时,约占工业耗电量的80%。我们相信随着我国广大企业节能意识的增强和变频液压技术的发展,变频液压站的应用会更加广泛。

五、交流电动机变频调速技术的研究方向

从上世纪70年代以来，在电力电子技术和控制理论的高速发展规模下,变频调速技术获得了跨越式的进展。交流电动机变频调速的优势猪油有一下几个性能：效率较高、调速性能优越、启制动性能、高功率因数、高节能效果。巨大的优势也使得交流电动机变频调速技术应用越来越广泛，被国内外称之为最有发展潜力的调速方式。目前，交流电动机变频调速技术已成为了节能、改善环境、改善工艺流程的提高产品质量推动技术进步的一种主要手段。

交流电动机变频调速主要有如下一些优点:

（1）实现平滑启动,进而减轻机械的冲击力,达到保护机械设备的目的。

（2）节电效果突出。

（3）调速范围较为广泛,可以实现普通异步电动机的无级调速。

（4）启动需求电流较小,另一表现就是启动转矩大。

（5）调节电压大小和频率快慢可实现恒转矩或者恒功率调速。

（6）对电动机具有保护功能,降低电机的维修费用。

直流电动机和交流电动机相比，而交流电动机的体积更小,重量轻，价格上相对较低,运行性能也较直流电动机优良,维护量小,因此交流电动机在各行各业的应用也比直流电动机广泛。所以，在选择变频调速时，对交流电动机进行变频调速具有更大的实用性。液压动力传动在工业生产上也有很大的应用。其优点有：调速方便、传动平稳、功率体积比大，但是液压动力传动的缺点却是至关重要的，因为其能量利用率不高,以至于较低了整机系统的工作效率。因此，节能一直是提升液压动力传动工作效率的主要困扰之一。但交流电动机变频调速技术的出现使得这一问题得到解决。交流电动机变频调速技术可以改变供电电源的频率从而实现对执行机构的速度调节,使电机始始终处在高效率的工作状态。将交流电动机变频调速技术用于液压系统,如简化液压回路,减少液压系统的能量损失,降低噪声等液压系统的一些缺点,交流电动机变频调速技术与液压系统的结合还有一个更重要的作用，那就是减少液压系统的能量损失,提高整个系统的效率。

六、结语

综上所述，在进入21世纪以来，交流变频液压调速技术在工业中各行各业中正逐步展开应用。本文从交流电动机变频调速技术的研究方向介绍了变频液压站工作原理、优缺点及其应用。现如今，社会潜力巨大，变频液压技术现逐步向主控一体化、变频控制的高性能化、变频器的环保化、变频器与电机的整体化、变频控制系统的全数字化、高复合液压的高功率控制的方向发展，相信在不久的将来，变频液压技术一定会给人类带来更多意想不到的惊喜。

参考文献：

赵秀娟 李建平：《浅议液压传动技术在自动化生产中的应用》，《科技与生活》,2011年

第6篇：变频器原理范文

物品提升机械是国民经济各行业不可缺少的生产设备，在各工矿企业中大量使用，如工厂的行吊、港口码头的塔吊、矿井提升机、高炉卷扬机、民用电梯、轧机升降台、以及油田抽油机等，都是典型的提升机械。这类设备大多采用绕线式电动机作为主驱动，用于提升或下放重物，具有典型的位能负载特性。

由于启动及调速成等方面的需要，通常都是在绕线式电动机的转子回路串接电阻，从而降低电机启动电流，并实现电动机的分级调整。这种控制方式带来如下弊端：

1、转子回路串接电阻，消耗电能，造成能源浪费。

2、电阻分级切换，实现有级调速，设备运行不平稳，引起电气及机械冲击。

3、再生发电时，机械能回馈电网，造成电网功率因数低。尤其在供电馈线较长的应用场合，会加大变压器、供电线路等方面的投资。

4、接触器频繁投切，电弧烧伤触点，影响接触器的使用寿命，设备维修成本较高。

5、绕线电动机滑环存在的接触不良问题，容易引起设备事故。

随着交流电动机变频调速器的应用和普及，人们已开始淘汰绕线式电动机转子回路串电阻调速这一落后的调速方式，采用先进的变频调速技术取而代之，实现了提升机械的平滑调速和节能运行，并将电网侧功率因数提高到0.95以上，同时省去了调速接触器、正反转接触器等软件，完全解决了传统提升机械的存在的固有缺陷，使设备性能行到极大提高。

二、位能负载的调速特性

提升机械用于提升或下降位能负载，无论是过平衡或欠平衡配置，必然存在电动和再生发电两个工作区，绕线式电动机转子回路串接电阻调速时，通过电阻的分级切换和正反转接触器切换，实现有级调速和正反转控制。其中，工作点1和工作点2为电动状态，工作点3为能耗制动状态，工作点4为再生发电机状态。

变频调速特性为一组平行的曲线，同于变频器的频率可以连续可调，因而能够实现平滑无级调速。图二中1区为电动区，2区为再生发电区，电能回馈至变频器的直流侧，通过制动组件泄放。

三、变频器的容量选择

提升机械采用变频器进行控制时，可以迁用鼠笼型电动机，对于原使用绕线式电动机的提升机械，可将绕线式电动机的转子短接，当作笼型电机使用。常用的电动机为YZ系列鼠笼型电动机和YZR系列绕线型电动机，这两个系列的电动机，都是以工作制S3及负载持续率40%的定额作为基准定额。电动机的额定值选定后，应选择相应的变频器容量。

YZ和YZR系列电动机的过载力矩一般为2.2―2.8倍，为了充分发挥电动机的负载能力，提高起重设备的安全性能，采用变频器进行控制后，必须保证变频器－电动机系统具有2.2―2.8倍的过载能力。由于普通变频器的过载能力一般为150%一分钟，瞬态过载力矩只能达到180%―200%，因此必须提高所适配的变频器容量，以便提高变频器－电动机系统的瞬时过载能力。

由上述可知，只要把变频器的容量提高20%左右，即可使变频器―电动机系统的瞬时过载能力提高到2.0―2.4倍，基本满足要求。因此，应选择变频器额定容量为电动机额定容量的120%以上，即把变频器的容量提高一个等级。如45KW的电动机，应配置55KW的变频器，且变频器应具有较大的过载能力，过载率在150%一分钟以上。

四、制动组件的合理选用

再生发电时机械能被转换成电能，回馈到变频器直流侧的电容器上，其结果将使直流回路的电压升高，当电压升高到某一设定值（如750V），制动单元自动控制放电用开关管导通，电能向制动电阻上泄放。制动单元动作后，泄放的能量大于回馈能量，直流回路的电坟开始下降，当它下降到某一设一值（如630V），则制动单元自动控制放电用开关管关闭，停止放电。这一充电与放电过程由变频器和制动组件自动完成，维持直流回路电压在一个安全的范围之内。由上述可知，选择制动组件的基本原则是：

1、制动组件的最大瞬时放电能量大于等于最大瞬时回馈能量。

2、制动组件的平均放电能量大于等于平均回馈能量。

通常，制动组件的最大瞬时放电能力由其放电开关管的额定电流所决定，而平均放电能力则取决于制动电阻的额定功率大小。

五、调速控制方法

采用变频调速控制的提升机械仍可使用传统的速度控制方法，如行吊的速度控制，仍使用传统的凸轮控制器，不同的档位给出了上升或下降方向指令和多级速度指令，输入到变频器的控制端，实现方向控制和调速。现在已有行吊变频专用控制器推出，应用它可以简化控制系统设计，减少故障点。变频调速器还可提供更为先进的闭环控制方法，如配合工艺实现提升和下降的不同速度运行等。某钢铁厂轧机升降台采用变频传动，为了实现电动机与液硬度平衡机构的协调控制，应用先进的控制技术实现了不同平衡力矩下的变速控制，在不增加变频器容量的情况下解决了液硬度平衡系统的冷起动问题。

第7篇：变频器原理范文

关键词 半导体制冷 珀尔贴效应 恒温箱 制冷片 驱动电路

中图分类号：TN37 文献标识码：A

0 引言

便携式样品恒温箱是卫生防疫、医学、农林畜牧、生物实验、工业化工等行业和大专院校、科研机构、部门实验室或生产单位的重要的实验设备。由于便携式样品恒温箱具有特定的使用范围和专业性强的特点，因此对该产品有着特别的要求。在各种制冷技术中，半导体制冷由于具有体积小、重量轻、作用速度快、可靠性高等特点，近年来在国内外得到广泛的重视，因此，半导体制冷技术在研发便携式样品恒温箱产品方面具有不可替代的优势。

1 半导体制冷技术原理及其优、缺点

1.1 半导体制冷原理

半导体制冷是建立在温差电效应基础上的，所以半导体制冷也称温差电制冷。如果把两种不同的金属导线的一端连在一起，另一端接上直流电源，则一端将会产生吸热（制冷）效应，另一端产生放热效应（图1），这就是著名的珀尔贴效应。

事实上，组成温差电制冷器的材料不是任意两种不同金属就能达到理想效果的。一般是取N型和P型两种半导体组件组成热电堆。图2为半导体制冷器工作原理图。

直流电流沿回路依次从N型半导体流向P型半导体，然后又从P型半导体流向N型半导体，电流这样连续流过去，半导体的A、B两端便产生吸、放热现象。如果不断地把放热端B的热量移走，那么A端就不断地向周围吸取热量，从而达到制冷之目的。

1.2 半导体制冷的优、缺点

半导体制冷，它的优点十分明显：制冷迅速，操作简单，可靠性强，容易实现高精度的温度控制，无噪音污染和有害物质排放，寿命长，稳定性好等。但同时，也有其缺点：主要表现在制冷系数低，制冷量小而且电流大。半导体制冷效果主要取决于半导体材料的选择和热端散热冷却的程度。由于当今科技，特别是电子技术的飞速发展，世界各国的科技人员从改进半导体材料和开发新工艺两方面，做了大量工作，来不断提高半导体制冷的制冷系数。在一些制冷量要求小，热流量大，传统蒸气压缩制冷不方便或不经济的场合，半导体制冷得到了很多的应用。

2 半导体制冷技术在便携式样品恒温箱的应用

由于半导体制冷便携式样品恒温箱采用箱体底部固定连接半导体控温元件，半导体控温元件与可充电电池固定连接，箱体的正面左上端固定连接电子温度控制及显示装置，箱体上盖和箱体内壁固定连接保温层的结构形式，箱体的背后右下端固定连接电源插孔，插入家庭交流电直接使用，也可插接到汽车点烟器上，另外，在没有交流电的情况下，还可以使用充电电池内的电能来控制温度。

2.3.2 半导体制冷便携式样品恒温箱的驱动电路设计

半导体制冷便携式样品恒温箱的最核心部件是半导体制冷片的控制及驱动电路，因为半导体制冷片根据流过半导体的电流方向和大小来决定其工作状态的（电流的方向决定制冷或者制热，电流的大小决定制冷或者制热的程度和效果）。为了使半导体制冷片能够自动进行恒温控制，就必须设计好其驱动电路和控制电路。PID控制系统是目前精度较高的技术，可以用来对半导体制冷片的电流进行控制，以实现高精度的控温效果。

A、总体框图：见图5。B、基于H桥的驱动电路：见图6

当设置OUT3为高、OUT4为低电平，OUT2为低、OUT1为高电平时，Q3和Q4断开，Q1和Q2导通，电流由TEC（半导体制冷片）左至右；反之OUT3为低、OUT4为高电平，OUT2为高、OUT1为低电平时，Q3和Q4导通，Q1和Q2断开，电流由右至左。通过单片机PID控制设置OUT1或者OUT4的PWM（脉冲宽度调制）波占空比，控制Q1或者Q4的导通时间来控制TEC的工作时间，从而达到控温的效果。

2.3.3 半导体制冷便携式样品恒温箱半导体制冷器的散热装置

热端散热冷却的程度是影响半导体制冷效果的重要因素，所以解决好散热问题对制冷效率的提高起到至关重要的作用。

半导体制冷的几种散热方式：（1）自然散热，采用导热较好的材料，做成各种散热器，利用空气的自然对流来带走热量，优点是使用方便，缺点是体积较大；（2）充液散热，它是用较好的材料做成水箱，用通液体或通水的方法降温，缺点是用水不方便，浪费太大，优点是体积小，散热效果好；（3）强迫风冷散热，散热器采用的材料和自然散热器相同，使用方便，体积比自然散热小，缺点是增加一个风机，出现噪音和耗用功率；（4）“热管”散热器，是最常用的一种形式，它利用蒸发潜热快速传递热量。因此本半导体制冷便携式样品恒温箱的半导体制冷散热采用热管散热。结构设计要点：热管散热热管采用铜铝复合管制成，冷凝段很长，而蒸发段很短，工质为戊烷，自然对流散热。

3 结束语

随着目前半导体制冷片已经规模化生产、大功率可充式锂电池组工艺的成熟、汽车的普及、光伏电池的普及以及高精度半导体制冷式温度控制系统技术的成熟和塑料工业的发展，为生产出轻便、节能、环保、高效的便携式样品恒温箱提供了有利条件。便携式样品恒温箱具有特定的使用环境和条件的要求，而这些要求与半导体制冷技术的特点又相符，因此半导体制冷技术在便携式样品恒温箱及其类似产品的开发必将得到广泛的应用。

参考文献

第8篇：变频器原理范文

[关键词]电力变压器；时频域介电；空间电荷

中图分类号：TQ122 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0064-01

前言：变压器的油纸绝缘介质热老化现象是电力变压器在运行过程中最常见的问题，变压器遇绝缘介质热老化，使得变压器内部绝缘层的绝缘性能大幅下降，对变压器的正常使用造成了严重的影响。本文深入分析了当变压器的油纸绝缘介质热老化后的时频域介电和空间电荷的特性，为相关电力工作人员在发现并处理变压器的油纸绝缘热老化问题提供解决思路。

1.变压器油纸绝缘介质热老化现状及影响

电力变压器是国家电网的重要组成部分，保证着电网的高效运转，电力变压器的正常运行是电网保持稳定状态的基础。在电力网络中，由于电力变压器负责的是电力变压的作用，一般经过大型变电站的电力变压器需要改变的电压幅度高达几十甚至上百万伏特，因此，为了保障电力变压器的正常运行并减少电磁干扰现象，电力变压器内部都会设置绝缘介质，而当前我们使用的变压器内部绝缘介质主要采用的是油纸。油纸相较于一般的绝缘物质，具有价格较低、绝缘效果良好的优点，因为油纸绝缘在市场上变压器的应用非常的多，但是由于油纸绝缘的特殊性，在长时间的热消耗之后，油纸绝缘的绝缘性会逐渐减弱，这是油纸绝缘老化的必然现象，这个时候必须及时对油纸绝缘层进行检修更换，否则油纸绝缘介质热老化后，其绝缘性质的减弱会对变压器的正常运行造成严重的影响，甚至会对地区电网的稳定性造成影响。

2.变压器的热老化形式

2.1 变压器绝缘油老化

电力变压器油纸绝缘热老化现象的发生，其中一个重要的老化形势是油纸绝缘中存在的绝缘油发生的老化的现象。油纸绝缘的效果，与油纸所包含的绝缘油是密不可分的，稳定可靠的油纸绝缘油，能够使得油纸绝缘层表现出极为优异的绝缘效果，但是由于油纸绝缘层的油一般是为烷烃混合物，其稳定性会随着电力变压器放出的热量以及电磁感应现象而降低。在电力变压器运转的过程中，电磁感应现象是不可避免的，而电力变压器运转过程中由于内阻的存在，产生热量也是正常的现象，但是电磁感应产生的微小电弧以及电流产生热量与变压器绝缘油混合在一起，电磁感应现象产生的电荷量经过长期的积累，达到一定的数量，会产生许多自由电子在电力变压器内部冲撞，当电子碰到绝缘油的瞬间，就会使变压器绝缘油中的碳氢键、碳碳键发生断裂，在合适的条件下生成挥发性气体，绝缘就在这种缓慢的化学反应之下不断的被消耗。若变压器一直保持运转，变压器的温度就会逐渐升高，随着温度的升高，再加上电力变压器内部自由电子的不断产生，又会促进这种化学反应的快速进行，长此以往，电力变压器的油纸绝缘层内部的绝缘油会不断的被消耗，当消耗量达到电力变压器绝缘效果的临界值时，其绝缘性便很难再发挥正常的作用，最终导致电力变压器的绝缘油纸热老化，使得变压器难以正常的运转，影响整个电网系统的正常运行。

2.2 变压器绝缘纸老化

电力变压器油纸绝缘热老化现象，绝缘介质的绝缘纸也是容易发生老化现象的部分。电力变压器绝缘油纸所使用纸一般与正常的纸张没有差异，为标准的纤维素组成的纸张，其主要作用是吸收绝缘油形成绝缘油纸，两者相互结合才能发挥出良好的绝缘效果。绝缘纸老化，一般是绝缘纸中所包含的纤维素发生老化，纤维素老化的速度，一般与温度、水分、氧气等因素有关。温度是造成绝缘纸的纤维素成分分解的重要原因，纤维素是有葡萄糖分子相互连接组成的大分子结构，其结构在一定程度上是具有稳定性的，但是随着温度的升高，纤维素内部的葡萄糖连接的化学键会逐渐断裂，当温度升高到一定程度时，葡萄糖内部的化学键也开始发生断裂，最终生成二氧化碳和水，长此以往，绝缘纸的纤维素含量越来越少，就很难再吸附绝缘油，最终使得油纸绝缘失去应有的绝缘效果。水分和氧气同样会对绝缘油纸造成较大的影响，由于绝缘油属于碳氢有机物，其暴露在空气中会吸收一定的水分与氧气，吸收的水分会加速的纤维素的水解，而氧气的增加虎加快纤维素的氧化速度。

3.油纸绝缘热老化后的特性

3.1 时频域介电特性

时频域介电特性是研究电力变压器的油纸绝缘热老化后重要的特性之一，可以通过时频域介电特性深入了解油纸热老化后对绝缘性的影响。研究时频域介电，首先要对变压器进行时频域介电测试，从原理上分析，时频域介电的变化，是由于电力变压器内部电磁感应产生的电场造成的，在电力变压器长期的运行过程中，油纸绝缘层的介电常数随着电力变压器的运行而不断变化，可以通过电流、电容等对时频域介电进行测试。测试油纸绝缘层的时频域介电，可以取一定的绝缘油纸，先对油纸进行加热， 模拟电力变压器产生的热变化过程中，将变化后的油纸放于容量瓶，保持容量瓶的气压与外界气压持平，然后再进一步进行热老化过程，在热老化的过程中分时段取出一部分试样进行测量时频域介电。测定热老化后的绝缘油纸可以得到，经过长期的老化，绝缘油纸的时频域介电变化较大，而绝缘层的介质常数却没有发生改变。因此，当油纸绝缘层老化时，电力变压器的性能一定会受到影响，主要是由于油纸绝缘层热老化后频域介电的变化，最终使得油纸绝缘效果变差，造成电力变压器容易发生故障，对电网的安全运行造成隐性的危害。

3.2 空间电荷特性

了解电力变压器的油纸绝缘热老化后的空间电荷特性，可以起到帮助电力检修人员及时发现油纸绝缘热老化的作用。空间电荷特性的测试，一般采用电声脉冲（PEA）进行，电声脉冲通过声电传感器，可以实时的反映出油纸绝缘层空间电荷的特性。测试空间电荷特性的过程中，主体的模拟过程与测试时频域介电相似，在模拟油纸绝缘热老化的过程中，要重点注意电力脉冲的使用，从而保证能够测得稳定可靠的空间电荷数据。对空间电荷的变化情况进行分析，随着时间的推移，绝缘油层周围的电场强度越来越大，温度越来越高，造成了部分空间电荷参数发生明@的变化，使得去极化电量逐渐增大，最终造成绝缘层的绝缘效果难以产生作用，对电力变压器的正常运行造成影响。通过空间电荷特性的测定，我们可以根据空间电荷在电力变压器油纸绝缘热老化现象发生时的变化情况，能够在检修人员检修油纸绝缘层效果时反映给检修人员油纸绝缘层老化程度的相关数据，从而能够及时对油纸绝缘热老化现象进行控制，从根本上保证电力变压器的正常运行，使得整个电网能够保持相对的稳定性。

4.结语

本文分析了我国当前电力变压器油纸绝缘热老化问题的现状，详细介绍了油纸绝缘热老化的过程，并在模拟油纸绝缘热老化的过程中，探究了变压器油纸绝缘热老化的时频域介电和空间电荷特性以及它们的变化对电力变压器造成的影响。在电力变压器的使用过程中，一定要关注油纸绝缘层老化的问题，保证电力系统的稳定运行。

参考文献

[1] 张迈.关于变压器油纸绝缘热老化的时频域介电和空间电荷特性研究[J].电子测试，2016，20：44-45.

第9篇：变频器原理范文

关键词： 高压变频器 功率单元 低损耗绝缘栅双极型晶闸管（IGBT） 脉冲宽度调制 脉冲幅度调制

一、引言

随着科学技术的迅猛发展，现代化企业的机器设备的自动化程度和精度越来越高，现代化企业的设备具有大型化、专业化、高速化、精密化、高智能自动化的特点，随之而来的设备专业知识和维修技术的难度相应提高，攀钢提钒炼钢厂也是如此，尤其是高压变频技术在钢厂的应用精度高、范围广，而点检、维修的技术难度大。

二、提钒炼钢厂高压变频器的应用范围

提钒炼钢厂采用了国内外等七大公司的高压变频技术，包括北京利德华福电气技术有限公司、日本东方日立、东方日立（成都）电控设备有限公司、美国罗克韦尔公司、美国罗宾康公司、法国阿尔斯通公司、深圳海力科，分别使用的高压变频器有：HARSVERT-A（11台）、DHVECTOL-DI03000/06B（1台）、东方日立（2台）、Power Flex7000(2台)、NBH（1台）、ALSPA MD2000（2台）、ZINVERT-A9H500/10Y（2台），主要用于攀钢提钒炼钢厂的大惯量除尘风机和水泵电机的控制。

三、转炉高压变频器在提钒炼钢厂使用中实际存在的问题

1、在转炉区域应用范围广：

主要用于7座转炉的一、二次除尘、脱硫Ⅰ-Ⅴ部除尘、老转炉地下料仓除尘的大惯量风机。

2、影响范围大：

影响7座转炉和5部脱硫的生产及环保。

3、使用的厂家多，维修技术难度大：

包括北京利德华福电气技术有限公司、日本东方日立、东方日立（成都）电控设备有限公司、美国罗克韦尔公司、美国罗宾康公司、法国阿尔斯通公司。

4、变频器的规格型号功率差异大，通用性差，备件组织难度大：

分别使用的高压变频器有：HARSVERT-A06/300( 07017)3000KW（1台）、HARSVERT-A06/170 1600KW（2台）、HARSVERT-A06/410 4000KW（1台）、HARSVERT-A06/220 1800KW（2台）、HARSVERT-A06/300( 07180) 800KW（1台）、DHVECTOL-DI03000/06B 3000KW（1台）、I07D022 3000KW（2台）、Power Flex7000 3500KW(2台)、NBH 3500KW（1台）、ALSPA MD2000 2040-690 2000KW（2台）。

5、使用年限久，部分关键备件已经更换多次，机旁储备大部分是修复件：

转炉区域的高压变频器大部分是在05、06年上线使用的，已经更换过多次功率单元、主控板、电源模板等关键备件，线下的大部分是修复件。

6、部分进口高压变频器运行显示界面是英文版本，这就要求点检、维护人员具有一定的专业英语水平，而现有的点检、维护人员的专业英语知识比较低，增加了设备点检、维护人员诊断、处理故障的难度。

7、高压变频器的结构原理复杂，专业知识性强，内部程序为厂家锁定，而现有的点检、维护人员的专业理论知识比较肤浅，只能处理简单的故障，而对于复杂的故障，只能凭经验或束手无策，这样增加了处理故障的时间。

8、高压变频器属于在高强度的电压下运行的设备，一般在6000伏以上，而现有的点检、维护人员对高压设备的性能了解甚少，这样在检修和维护时，存在着一定的安全风险。

四、认真学好高压变频器知识，研究高压变频器维修技术

1、了解并掌握变频器原理以及基本知识

1.1什么是变频器？

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能的控制装置。

1.2变频器的基本结构

变频器是把工频电源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。

1.3变频器的分类

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。

1.4 PWM和PAM的不同点是什么？

PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调制方式。

PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅度调制) 缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。

1.5电压型与电流型有什么不同？

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

2、掌握高压变频器关键部件的系统原理及特点