浅析变频器
时间：2022-04-06 01:16:32
[摘 要]变频器由于具有调压、调频、稳压、调速等基本功能，在石油化工企业得到了大量应用，对企业在连续平稳生产和节能方面做出了突出贡献，文中从变频器的概念、类型、用途、基本结构及分类进行了简单的介绍。
[关键词]变频器；概念；分类；用途
中图分类号：U455.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0387-01
一、 变频器概念
通常，把频率和电压固定不变的交流电变换为频率和电压可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把单相或三相交流电变换为直流电（DC）。然后再把直流电（DC）变换为单相或三相交流电（AC），我们把实现这种转换的装置称为“变频器”（inverter）。
二、变频技术的类型及用途
2.1变频技术的类型主要有以下几种
2.1.1交-直变频技术（即整流技术）通过整流元件实现功率转换？。
2.1.2直-直变频技术（即斩波技术）通过改变电力电子器件的通断时间即改变脉冲频率或宽度，从而达到调节直流平均电压的目的
2.1.3直-交变频技术（即逆变技术）利用功率开关将直流电变成不同频率的交流电。
2.1.4交-交变频技术（即移相技术）通过控制电力电子器件的导通与关断时间，实现交流无触点的开关、调压、调光、调速等的目的
2.2变频技术的主要用途
2.2.1变频调速产生频率、电压可调的电源。
2.2.2不间断电源（UPS）停电时，将蓄电池的直流电逆变成50HZ的交流电，对设备临时供电。
2.2.3标准50HZ电源对频率、电压波形和幅值及电网干扰等有较高要求的。
2.2.4中频装置 广泛应用于金属熔炼、感应加热及机械零件的淬火。
2.2.5节能降耗
三、变频器的基本结构
主要由主电路和控制电路组成。
3.1 主电路
主电路包括整流器、中间直流环节、逆变器
3.1.1整流器 将三相交流电转换成直流电。
3.1.2中间直流环节 中间直流储能环节，在它和电动机之间进行无功功率的交换。
3.2控制电路
控制电路常由检测电路、运算电路、控制信号输入/输出电路和驱动电路组成。主要任务是完成对整流器的电压控制、对逆变器的开关控制以及完成各种保护功能等，其控制方法可以采用数字控制或模拟控制。目前许多变频器已经采用微机来进行全数字控制，采用尽可能简单的硬件电路，靠软件来完成各种功能。
3.2.1变频器的主控电路的基本任务
1）接受各种信号
2）进行基本运算
3）输出计算结果
4）实现各项控制功能
5）实现各项保护功能
3.2.2 变频器的控制电源、采样及驱动电路的基本任务
1）控制电源 提供稳压电源
2）提供控制用数据
3）提供保护采样
4）驱动电路
3.3整流电路和逆变电路
3.3.1整流电路
将交流电转换为直流电，应用最多的是三相桥式整流电路。分为不可控整流和可控整流电路。
3.3.2逆变电路
将直流电转换为交流电，应用最多的也是三相桥式逆变电路。
四、变频器的分类
4.1按照变频器的调制方式分
4.1.1 PAM（脉幅调制）
在逆变电路部分对输出频率进行控制？，而在整流电路部分对输出电压幅值进行控制的控制方式。
4.1.2 PWM（脉宽调制）
保持整流得到的直流电压大小不变的条件下，在改变输出频率的同时，通过改变输出脉冲的宽度，来达到改变等效输出电压的一种方式。
4.2按照变频器的控制方式分
4.2.1 矢量控制
将交流电机的定子电流分解成磁场分量电流和转矩分量电流并分别加以控制的方式
4.2.2 直接转矩控制
把转矩作为控制量，直接控制转矩，是继矢量控制变频调速技术之后的一种新型的交流变频调速技术。
4.3按用途分
4.3.1 通用变频器
能与普通的笼式电动机配套使用，能适应各种不同性质的负载并具有多种可供选择功能
4.3.2 高性能专用变频器
对控制要求较高的系统（电梯、风机水泵等），大多采用矢量控制方式
4.3.3 高频变频器
高速电动机配套使用
4.4 按变换环节分
4.4.1 交-交变频器
把频率固定的交流电直接变换成频率和电压连续可调的交流电。无中间环节，效率高，但连续可调的频率范围窄。
4.4.2 交-直-交变频器
先把交流电变成直流电，再把交流电通过电力电子器件逆变成直流电。优势明显，目前广泛采用的方式
4.5 按直流环节的储能方式分
4.5.1 电流型
中间环节采用大电感作为储能环节，无功功率将由该电感来缓冲。再生电能直接回馈到电网。
4.5.2 电压型
中间环节采用大电容作为储能环节，负载的无功功率将由它来缓冲。无功能量很难回馈到交流电网。
结束语
自20世纪60年代以来，电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，电气传动技术面临着一场革命，即交流调速取代直流调速、计算机数字控制技术取代模拟控制技术已经成为发展趋势。电机变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、失去技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速起动、制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，得到广泛应用。
