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浔之漫智控技术（上海）有限公司（w）

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变频器的应用1．主要应用行业

如今变频器已经在各行各业得到了广泛的应用，但主要的应用行业是纺织、冶金、石化、电梯、供水、电力、油田、市政、塑料、印刷、建材、起重和造纸，其他行业也有很多应用。2．变频器在节能方面的应用

变频器的产生主要是实现对交流电动机的无极调速，但由于全球能源供求矛盾日益突出，其节能效果越来越受到重视。变频器在风机和水泵的应用中，节能效果尤其明显，因此多数变频器厂家都生产风机、水泵专用的变频器。

（1）风机、泵类的123定律

1）风机、水泵的流量与电动机转速的一次方成正比。

2）风机、水泵的扬程（压头）与电动机转速的二次方成正比。

3）风机、水泵的轴功率与转速的三次方成正比。扬程：是指水泵能够扬水的高

变频器发展到，已经研制了多种适合不同用途的变频器，以下详细介绍变频器的分类。1．按变换的环节分类电压型变频器。电压型变频器的特点是中间直流环节的储能元件采用大电容，负载的无功功率将由它来缓冲，直流电压比较平稳，直流电源内阻较小，相当于电压源，故称电压型变频器，常用于负载电压变化较大的场合，这种变压器应用广泛。

2）电流型变频器。电流型变频器的特点是中间直流环节采用大电感作为储能环节，缓冲无功功率，即扼制电流的变化，使电压接近正弦波，由于该直流内阻较大，故称电流源型（电流型）变频器。电流型变频器的特点（优点）是能扼制负载电流频繁而急剧的变化，常用于负载电流变化较大的场合。3．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。4．按变频器调压方法分类

1）交-直-交变频器。即先把工频交流通过整流器变成直流，然后再把直流逆变成频率电压可调的交流，又称间接式变频器，是目前广泛应用的通用型变频器。

2）交-交变频器。即将工频交流直接变换成频率电压可调的交流，又称直接式变频器。主要用于大功率（500kW以上）低速交流传动系统中，目前已经在轧机、鼓风机、破碎机、球磨机和卷扬机等设备中应用。这种变频器既可用于异步电动机，也可以用于同步电动机的调速控制。

（2）第二阶段：矢量控制

20世纪70年代，德国人F.Blaschke首先提出矢量控制模型。矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。目前，国内有超过200多家变频器生产厂家，以森兰、汇川、英威腾为代表，技术水平较接近世界先进水平，但总市场份额只有10%左右。我国国产变频器的生产，主要是交流380 V的中小型变频器，且大部分产品为低压，而高压大功率产品则很少，能够研制、生产并提供服务的高压变频器厂商更少，不过是少数几个具备科研能力或资金实力强的企业。并且在技术方面，更是仅少数企业采用U/f控制方式，对中、高压电动机进行变频调速改造。我国高压变频器的品种和性能还处于发展的初级阶段，仍需大量从国外进口。3．变频器的发展趋势

随着节约环保型社会发展模式的提出，人们开始更多地关注起生活的环境品质。节能型、低噪声变频器，是今后一段时间发展的一个总趋势。我国变频器的生产商家虽然不少，但是缺少统一的、具体的规范标准，使得产品差异性较大。且大部分采用了U/f控制和电压矢量控制，其精度较低，动态性能也不高，稳定性能较差，这些方面与国外同等产品相比有一定的差距。就变频器设备来说，其发展趋势主要表现在以下方面。

变频器将朝着高压大功率和低压小功率、小型化、轻型化的方向发展。

2）工业高压大功率变频器，民用低压中小功率变频器潜力巨大。

（3）第三阶段：直接转矩控制

直接转矩控制系统（Direct Torque Control，DTC）是在20世纪80年代中期继矢量控制技术之后发展起来的一种高性能异步电动机变频调速系统。

不同于矢量控制，直接转矩控制具有鲁棒性强、转矩动态响应速度快、控制结构简单等优点，它在很大程度上解决了矢量控制中结构复杂、计算量大、对参数变化敏感等问题。直接转矩控制技术的主要问题是低速时转矩脉动大，其低速性能还

生产中，大量的生产机械并不需要连续平滑调速，只需要几种特定的转速，如只要求几种转速的有级变速的小功率机械，且对起动性能要求不高，一般只在空载或轻载起动可选用变级变速电动机（双速、三速、四速）。

特点：体积大、结构简单；有级调速，调速范围小，大传动比是4；用于中小机床，替代齿轮箱，如早期的镗床。这种调速方式的使用在减少。

（5）定子电源的变频调速

1）恒转矩调速。一般变频调速采用恒转矩调速，即希望大转矩保持为恒值

4）转子电流在旋转磁场中产生力，形成电磁转矩，电动机就转动起来了。

电动机的转速达不到旋转磁场的转速，否则，就不能切割磁力线，就没有感应电势，电动机就停下来了。转子转速与同步转速不一样，差那么一些，称之为异步。

设同步转速为no，电动机的转速为n，则转速差为no-n。

电动机的转速差与同步转速之比定义为异步电动机的转差率s，s是分析异步为高频噪声电流提供了一个低阻抗路径使其返回到干扰源。这样绝大部分的高频漏电流通过滤波器流回变频器内，而电源中的高频干扰就会大大减小。

除标准配置进线滤波器外，变频器电源模块（整流单元）中也内含EMC滤波器，可以使高频漏电流在电源模块位置就流回变频器，使电源受到的高频干扰进一步减小。

变压器一次侧不接地，也是为了防止电磁干扰。如果变压器一次侧也接地，高频漏电流会流入变压器一次侧的中性点，从而影响连接到此变绕线式异步电动机的转子绕组同定子绕组一样，也是三相的；它联成星形。每相的始端连接在三个铜制的滑环上，滑环固定在转轴上。环与环、环与转轴都互相绝缘。在环上弹簧压着碳质电刷。以后就会知道，起动电阻和调速电阻是借助于电刷同滑环和转子绕组连接的。通常就是根据绕线式异步电动机具有三个滑环的构造特点来辨认它的。3．电动机的旋转原理

交流电动机的原理：交流电动机由定子和转子组成，定子就是电磁铁，转子就是线圈。而定子和转子是采用同一电源的，所以，定子和转子中电流的方向变化总是同步的，即线圈中的电流方向变了，同时电磁铁中的电流方向也变。旋转过程的压器二次侧的系统和设备。

屏蔽电缆是使用金属网状编织层把信号线包裹起来的传输线，编织层一般是红铜或者镀锡铜。金属网状编织层在电缆表皮和电缆芯之间，使用时编织层要接地，称为屏蔽接地。屏蔽层与导线之间有寄生电容，寄生电容对高频干扰信号就相当于导线，根据金属对电磁波的反射、吸收和趋肤效应原理（趋肤效应指电流在导体截面的分布随频率的升高而趋于导体表面分布，频率越高，电磁波的穿透能力越强），高频干扰会直接从内部的导线到达外侧的屏蔽层，再通过屏蔽层传输，避

逆变器IGBT导通、关断会产生很高的电压变换率dv/dt，将在逆变器输出端产生很大的高频漏电流，如果电动机电缆不带屏蔽层，漏电流就会随电缆进入电动机内部，在电动机内部形成轴电流，破坏电动机绝缘。终，这些高频漏电流会通过电动机电缆和电动机绕组的分布电容对地泄漏，电流流动方向是按阻抗低的路径流动，接地线的阻抗越高，使用者面临的安全风险越大，如果一个人碰触了具有破损接地线的设备，漏电流会因人体阻抗小于接地线阻抗而流经人体到达大地。电流总是在闭合回路中流动，因此高频漏电流绝不是在大地中消失，而是流回源端。所以，必须提供一个有效的路径，使漏电流回到干扰源——逆变器（或者变频器）。使用带屏蔽的电动机电缆，电缆屏蔽层连接变频柜的PE母排，变压器二次侧及变频