变频器是由什么组成的及工作原理的详细说明（变频器是由什么组成的及工作原理的详细说明图）

变频器（Variable-Frequency Drive，VFD）是应用变频技术和微电子技术，通过改变电机工作电源的频率来控制交流电机的电力控制装置。变频器主要由整流器（交流转直流）、滤波、逆变器（直流转交流）、制动单元、驱动单元、检测单元、微处理单元等组成。逆变器依靠内部IGBT的开关来调节输出电源的电压和频率，并根据电机的实际需要提供所需的电源电压，从而达到节能和调速的目的。此外，逆变器还具有多种保护功能。如过流、过压、过载保护等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了广泛的应用。

我们使用的电源分为交流电源和直流电源。一般的直流电源大多是通过变压器将交流电源变换并经过整流、滤波而获得。交流电约占人们使用总电力的95%。无论是家庭还是工厂使用，单相交流电源和三相交流电源的电压和频率根据各国的规定都有一定的标准。例如我国大陆规定直接用户单相交流电压为220V，三相交流电源有一定的标准。交流电源线电压为380V，频率为50Hz。国外的电源电压和频率可能与我国不同，如单相100V/60Hz、三相200V/60Hz等。标准电压和频率的交流电源称为工频电源。交流电。一般把电压、频率固定的工频交流电变换成电压或频率可变的交流电的装置称为“变频器”。

为了产生可变的电压和频率，该设备首先将来自电源的交流电转换为直流电（DC），这个过程称为整流。一般而言，逆变器将直流电变换为一定频率和电压的逆变电源。逆变电源的频率和电压可调的逆变器称为变频器。变频器输出的波形为模拟正弦波，主要用于三相异步电动机的调速，也称为变频调速器。对于主要用于仪器仪表、测试设备、波形要求较高的变频逆变器，需要对波形进行排序，能够输出标准正弦波，称为变频电源。一般变频电源比变频器贵15-20倍。变频器也可用于家用电器。使用逆变器的家电产品中，不仅有电机（如空调等），还有荧光灯等产品。

用于电机控制的变频器可以改变电压和频率。但荧光灯逆变器主要用于调节电源的频率。变频器的工作原理广泛应用于各个领域。例如电脑电源。在此应用中，变频器用于抑制反向电压、频率波动和瞬时停电。变频器主要采用AC-DC-AC方式（VVVF变频或矢量控制变频）。它首先将工频交流电通过整流器变换为直流电，然后再将其变换为频率和电压可控的交流电进行供电。电动马达。变频器主要由整流器（交流转直流）、滤波、逆变器（直流转交流）、制动单元、驱动单元、检测单元、微处理单元等组成。

变频器的基本组成：

变频器通常分为4部分：整流单元、大容量电容器、逆变器和控制器。

整流单元：将固定工作频率的交流电变换为直流电。

大容量电容器：储存转换后的电能。

逆变器：由大功率开关晶体管阵列组成的电子开关，将直流电转换成不同频率、宽度和幅度的方波。

控制器：按设定程序工作，控制输出方波的幅度和脉冲宽度，使其叠加成近似正弦波的交流电流，驱动交流电机。

变频器工作原理：

变频器是将固定电压、频率的交流电变换成可变电压或频率的交流电的装置。在实际生产中得到广泛应用。那么变频器的工作原理是什么呢？下面电工之家就给大家分享一下。

其主电路由整流器、平滑电路和逆变器三部分组成，一般分为电流型和电压型。电压型是将电压源的直流电变换为交流电的逆变器，直流电路滤波器是电容器。电流型是将电流源的直流电变换为交流电的逆变器，其直流环路滤波器是电感。它由三部分组成：将工频电变换为直流电的“整流器”、吸收变换器和逆变器产生的电压脉动的“平滑电路”、将直流电变换为交流电的“逆变器”。变压器”。

整流器

近年来，二极管变流器被广泛使用，其将工频电力转换为直流电力。也可以采用两组晶体管变换器组成可逆变换器。由于其功率方向是可逆的，因此可以进行再生运行。

平滑波环

经整流器整流后的直流电压中含有电源频率六倍的脉动电压。另外，逆变器产生的脉动电流也会引起直流电压的波动。为了抑制电压波动，使用电感器和电容器来吸收脉动电压（电流）。当器件容量较小时，如果电源和主电路元件有余量，可以省去电感，采用简单的平滑电路。

逆变器

与整流器相反，逆变器将直流电转换为所需频率的交流电。通过在确定的时间接通和断开六个开关器件，可以获得三相交流输出。以电压型PWM逆变器为例，给出了开关时间和电压波形。

控制电路

是向异步电机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制信号的电路。它有频率和电压的“计算电路”，主电路的“电压和电流检测电路”，以及电机的“速度检测电路”。由放大运算电路控制信号的“驱动电路”，以及逆变器和电机的“保护电路”组成。

(1)运算电路：将外部的速度、扭矩等指令与检测电路的电流、电压信号进行比较，确定变频器的输出电压和频率。

(2)电压、电流检测电路：与主电路电位隔离，检测电压、电流等。

(3)驱动电路：驱动主电路器件的电路。它与控制电路隔离，实现主电路元件的启闭。

(4)速度检测电路：将安装在异步电机轴上的速度检测器(tg、plg等)的信号作为速度信号，送入计算回路。根据指令和计算，电机可以按指令速度运行。

(5)保护电路：检测主电路的电压、电流等。当出现过载或过压等异常情况时，为了防止变频器和异步电机损坏，停止变频器或抑制电压和电流值。

上图是逆变器控制电路原理图。上半部分为主电路，下半部分为控制电路。它主要由控制核心CPU、输入信号、输出信号和面板操作指示信号、存储器和LSI电路组成。

外部电位器的模拟信号经过模数转换后送至CPU，达到调速的目的。外部开关信号也通过与非门发送到控制CPU。

变频器的控制方法及原理：

控制方式

1：VVVF是VariableVoltageandVariableFrequency的缩写，意思是改变电压、改变频率，也就是人们所说的可变电压、可变频率。

2：CVCF是ConstantVoltageandConstantFrequency的缩写，意思是恒压恒频，也就是人们所说的恒压恒频。

VVC控制原理

在VVC中，控制电路利用数学模型来计算电机负载变化时的最佳电机励磁并对负载进行补偿。此外，集成在ASIC电路上的同步60 PWM方法决定了逆变器半导体器件（IGBTS）的最佳开关时间。确定切换时间遵循以下原则：

数值最大的相位在1/6 周期(60) 内保持其正电势或负电势。另外两相按比例变化，保持输出线电压为正弦波并达到所需幅值（如下图）

由于变频器在计算最佳输出电压时考虑了电机常数（定子电阻和电感），因此可以获得最佳电机励磁。

由于变频器不断检测负载电流，变频器可以调整输出电压以匹配负载，因此电机电压可以适应电机类型并跟随负载的变化。

VVC+的控制原理是将矢量调制原理应用于固定电压源PWM逆变器。该控制基于改进的电机模型，可以更好地补偿负载和滑差。由于有功和无功电流分量对控制系统都很重要，控制电压矢量的角度可以显着提高0-12HZ范围内的动态性能，而在标准PWM U/F驱动中，0-10HZ范围内有一般都是问题。

使用SFAVM或60AVM原理计算逆变器的开关模式可以使气隙扭矩的脉动很小（与使用同步PWM的逆变器相比）。用户可以选择自己喜欢的工作原理，或者逆变器根据散热器温度自动选择控制原理。如果温度低于75，采用SFAVM原理控制，当温度高于75时，采用60AVM原理。

这两个原则的总结如下：

如下图所示，电机模型分别计算负载补偿器和电压矢量发生器的额定空载值ISX0、Isy0和I0、0。了解实际空载值可以更准确地估计电机轴负载扭矩。

与V/f控制相比，电压矢量控制在低速时非常有利，可以显着改善变速器的动态特性。另外，由于控制系统可以更好地估计负载转矩并给出电压和电流的矢量值，因此电压矢量控制与标量（仅幅度）控制的情况相比也可以获得更好的静态特性。