变频是什么意思？，变频是什么意思 变频及其原理介绍

变频是什么意思?

1.变频就是改变供电频率，从而调节负载，起到降低功耗，减小损耗，延长设备使用寿命等作用。

2.变频技术的核心是变频器，通过对供电频率的转换来实现电动机运转速度率的自动调节，把50Hz的固定电网频改为30—130 Hz的变化频率。同时，还使电源电压适应范围达到142—270V，解决了由于电网电压的不稳定而影响电器工作的难题。通过改变交流电频的方式实现交流电控制的技术就叫变频技术。

3.变频空调是在常规空调的结构上增加了一个变频器。压缩机是空调的心脏，其转速直接影响到空调的使用效率，变频器就是用来控制和调整压缩机转速的控制系统，使之始终处于最佳的转速状态，从而提高能效比（比常规的空调节能至少30%）。

变频冰箱是冰箱压缩机以单相交流电动机为驱动电机，单相交流电动机采用变频供电电源，从而调节压缩机的制冷量的一种技术生产出来的冰箱。热负荷大时，压缩机制冷量大，热负荷小时，压缩机制冷量小，从而提高蒸发温度、降低耗电量。

变频是什么意思 变频及其原理介绍

近年来，随着电力电子技术、微电子技术及大规模集成电路的发展，生产工艺的改进及功率半导体器件价格的降低，变频调速越来越被工业上所采用。如何选择性能好的变频其应用到工业控制中，是我们专业技术人员共同追求的目标。下面结合作者的实际经验谈谈变频器的工作原理和控制方式：

1变频器的工作原理

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。

2变频器控制方式

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。

2.1U/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，使输出最大转矩减小。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。

2.2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。

2.3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。

2.4直接转矩控制（DTC）方式

1985年，德国鲁尔大学的DePenbrock教授首次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。

2.5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。具体方法是：

——控制定子磁链引入定子磁链观测器，实现无速度传感器方式；

——自动识别（ID）依靠精确的电机数学模型，对电机参数自动识别；

——算出实际值对应定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制；

——实现Band—Band控制按磁链和转矩的Band—Band控制产生PWM信号，对逆变器开关状态进行控制。

矩阵式交—交变频具有快速的转矩响应（<2ms），很高的速度精度（±2％，无PG反馈），高转矩精度（<＋3％）；同时还具有较高的起动转矩及高转矩精度，尤其在低速时（包括0速度时），可输出150％～200％转矩。

什么叫做变频

变频器的定义：

变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。一能所研发的SF-025A变频器，采用先进的控制算法，搭配国际主流的DSP芯片，响应快，稳定性强。采用先进的IGBT变频驱动技术，电机温升低，噪音小，界面简洁，操作方便。

变频器的作用：

变频节能，主要表现在风机、水泵的应用上，但并不是所有的场合都会适用（注意使用场合和使用条件）。

功率因数补偿节能，无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。

软启动节能，电机硬启动对电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。

水泵变频器

一、通电前的准备工作：

1、先检查变频器的接线和配线。

a、检查进出线主电源连接是否正确、可靠。电源电压的等级是否符合变频器使用说明的要求，连接是否牢固。绝缘层有无破损。仔细检查端子排有无松脱，是否存在短路等隐性故障。接地是否良好。

b、检查变频柜内控制回路的进线连接和电压等级是否符合变频柜的应用要求。各连接线连接是否牢固，绝缘层有无破损，各电路板连接插头接插是否牢固。

c、清理变频柜内部杂物，再次确认主电源进线、控制回路线路、接地线、零线的连接有无不当之处.保持变频器周围的环境清洁、干燥，严禁在变频器附近放置杂物。认真检查有无遗漏的螺丝及导线等，防止小金属物品造成变频器短路事故。

2、咨询用户的系统控制要求及管网压力设定要求，记录下来。

3、如果变频柜控制的是潜水泵，咨询用户明确潜水泵的电机相关参数：额定功率、额定转速、额定电流等，确认后纪录下来。如果控制的是离心泵或风机就将电动机铭牌上的参数记录下来，以便在进行变频器的程序设定时能将电动机的参数准确输入，从而实现变频器保护的准确和控制的精确。

4、检查用户的管网安装连接是否符合我们的安装图，如果用户未按照我们的图纸安装施工，特别要注意的是单流阀和检测仪表的安装位置。我们要向用户陈述让其明白不当安装的利害关系。

其一，如果控制的是深井潜水泵，不安装单流阀在停泵的时候，管道中的水会往井内倒流这样不仅造成了电能的白白浪费。又因潜水电泵是禁止反转运行的而水在回流的过程中会引起潜水电泵的反向运转，常期会造成潜水电泵内的紧固件松动，发生机械故障。

其次，因为我们的供水管道是个全密闭的系统，管道中的水在往井内回流的过程中，会在管道内部形成近似真空的状态，而我们安装在管道上的压力检测仪表会因为管道内的真空负压反吸而造成损坏，进而造成我们的设备因检测仪表的失灵而无法启动。

二、通电后启动前的准备工作：

1、合上空气开关，观察变频器键盘显示屏有无异常显示，听听变频器内有无异常的响声振动或糊味。

2、进行程序设置。如果是闭环控制系统按照闭环控制的要求，将系统的闭环控制参数逐一设置。确认电动机的参数设置是否正确，变频器的保护参数值设置是否恰当。控制方式是否符合要求。注意在初期调试的过程中比例增益P不可以调的太大，也不可以太小。积分时间T不可以调的太短，但也不可以调的太长。

3、我们很多厂家的变频器。按照变频器的键盘显示程序设置后，在停机的状态下，键盘显示屏能显示反馈信号的大小。当我们拨动压力检测仪表的时候，在变频器的键盘显示屏上会看到，在设定的显示位置上有一个数值随着仪表的拨动产生着变化。这个数值就是压力检测仪表传送到变频器上的反馈显示值。

三、通电后启动时的工作：

1、先将出水总管上的总阀门关闭或只开1/3状态即可。

如果我们控制的是离心泵，用我们的肉眼可以看到水泵的旋转方向。如果发现旋转方向不对，停机后将方向调整过来即可。

如果我们控制的是深井潜水电泵，因为水泵机组在地下的井水中我们无法看到它的旋转方向，但是我们可以将潜水电泵启动起来后，观察潜水电泵的出水情况、工作电流及运转的声音。如果听不到井管内有出水的声音或出水量小，压力检测仪表不见有压力上升或上升的小，电流表显示电流又大，运转声音也大，说明我们的潜水电泵的方向有可能不对。

将电机的电源线调整一下，再次启动，比较两次的区别，出水量大，压力表显示压力能快速上升而且能上到我们的设定值，运转电流稳定，运转声音正常的就是正确方向。