1、什么是變頻器？
變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實(shí)現(xiàn)對(duì)交流異步電機(jī)的軟起動(dòng)、變頻調(diào)速、提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度、改變功率因數(shù)、過(guò)流/過(guò)壓/過(guò)載保護(hù)等功能。國(guó)內(nèi)技術(shù)較領(lǐng)先的品牌有日業(yè)、英威騰、匯川、三 晶、紫日電氣科技有限公司、雷諾爾、歐瑞(原煙臺(tái)惠豐)、藍(lán)海華騰�！�
2、PWM和PAM的不同點(diǎn)是什么？
PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫，按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)值方式。
變頻器
PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脈沖幅度調(diào)制) 縮寫，是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖幅度，以調(diào)節(jié)輸出量值和波形的一種調(diào)制方式。
3、電壓型與電流型有什么不同？
變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容；電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。
4、為什么變頻器的電壓與頻率成比例的改變？
任何電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩都是電流和磁通相互作用的結(jié)果，電流是不允許超過(guò)額定值的，否則將引起電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱。因此，如果磁通減小，電磁轉(zhuǎn)矩也必減小，導(dǎo)致帶載能力降低。
由公式E=4.44*K*F*N*Φ 可以看出，在變頻調(diào)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的磁路隨著運(yùn)行頻率fX是在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，它極容易使電動(dòng)機(jī)的磁路嚴(yán)重飽和，導(dǎo)致勵(lì)磁電流的波形嚴(yán)重畸變，產(chǎn)生峰值很高的尖峰電流。
因此，頻率與電壓要成比例地改變，即改變頻率的同時(shí)控制變頻器輸出電壓，使電動(dòng)機(jī)的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。這種控制方式多用于風(fēng)機(jī)、泵類節(jié)能型變頻器。
5、電動(dòng)機(jī)使用工頻電源驅(qū)動(dòng)時(shí)，電壓下降則電流增加；對(duì)于變頻器驅(qū)動(dòng)，如果頻率下降時(shí)電壓也下降，那么電流是否增加？
頻率下降（低速）時(shí),如果輸出相同的功率,則電流增加,但在轉(zhuǎn)矩一定的條件下,電流幾乎不變。
6、采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)的起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩怎樣？
采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)，隨著電機(jī)的加速相應(yīng)提高頻率和電壓，起動(dòng)電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機(jī)種不同，為125%~200%)。用工頻電源直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流為額定電流6~7倍，因此，將產(chǎn)生機(jī)械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動(dòng)可以平滑地起動(dòng)(起動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng))。起動(dòng)電流為額定電流的1.2~1.5倍，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩；對(duì)于帶有轉(zhuǎn)矩自動(dòng)增強(qiáng)功能的變頻器，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為100%以上，可以帶全負(fù)載起動(dòng)。
7、V/f模式是什么意思？
頻率下降時(shí)電壓V也成比例下降，這個(gè)問(wèn)題已在回答4說(shuō)明。V與f的比例關(guān)系是考慮了電機(jī)特性而預(yù)先決定的，通常在控制器的存儲(chǔ)裝置（ROM）中存有幾種特性，可以用開關(guān)或標(biāo)度盤進(jìn)行選擇。
8、按比例地改V和f時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩如何變化？
頻率下降時(shí)完全成比例地降低電壓，那么由于交流阻抗變小而直流電阻不變，將造成在低速下產(chǎn)生地轉(zhuǎn)矩有減小的傾向。因此，在低頻時(shí)給定V/f,要使輸出電壓提高一些,以便獲得一定地起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,這種補(bǔ)償稱增強(qiáng)起動(dòng)�？梢圆捎酶鞣N方法實(shí)現(xiàn),有自動(dòng)進(jìn)行的方法、選擇V/f模式或調(diào)整電位器等方法。
9、在說(shuō)明書上寫著變速范圍60~6Hz，即10：1，那么在6Hz以下就沒有輸出功率嗎？
在6Hz以下仍可輸出功率，但根據(jù)電機(jī)溫升和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小等條件，最低使用頻率取6Hz左右，此時(shí)電動(dòng)機(jī)可輸出額定轉(zhuǎn)矩而不會(huì)引起嚴(yán)重的發(fā)熱問(wèn)題。變頻器實(shí)際輸出頻率（起動(dòng)頻率）根據(jù)機(jī)種為0.5~3Hz。.
10、對(duì)于一般電機(jī)的組合是在60Hz以上也要求轉(zhuǎn)矩一定，是否可以？
通常情況下時(shí)不可以的。在60Hz以上（也有50Hz以上的模式）電壓不變，大體為恒功率特性，在 高速下要求相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，必須注意電機(jī)與變頻器容量的選擇。
11、所謂開環(huán)是什么意思？
給所使用的電機(jī)裝置設(shè)速度檢出器（PG），將實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋給控制裝置進(jìn)行控制的，稱為“閉環(huán) ”，不用PG運(yùn)轉(zhuǎn)的就叫作“開環(huán)”。通用變頻器多為開環(huán)方式，也有的機(jī)種利用選件可進(jìn)行PG反饋.無(wú)速度傳感器閉環(huán)控制方式是根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型根據(jù)磁通推算電機(jī)的實(shí)際速度，相當(dāng)于用一個(gè)虛擬的速度傳感器形成閉環(huán)控制。
12、實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)于給定速度有偏差時(shí)如何辦？
開環(huán)時(shí)，變頻器即使輸出給定頻率，電機(jī)在帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)差率的范圍內(nèi)（1%~5%）變動(dòng)。對(duì)于要求調(diào)速精度比較高，即使負(fù)載變動(dòng)也要求在近于給定速度下運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，可采用具有PG反饋功能的變頻器（選用件）。
13、如果用帶有PG的電機(jī)，進(jìn)行反饋后速度精度能提高嗎？
具有PG反饋功能的變頻器，精度有提高。但速度精度的值取決于PG本身的精度和變頻器輸出頻率的分辨率。
14、失速防止功能是什么意思？
如果給定的加速時(shí)間過(guò)短，變頻器的輸出頻率變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)轉(zhuǎn)速（電角頻率）的變化，變頻器將因流過(guò)過(guò)電流而跳閘，運(yùn)轉(zhuǎn)停止，這就叫作失速。為了防止失速使電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，就要檢出電流的大小進(jìn)行頻率控制。當(dāng)加速電流過(guò)大時(shí)適當(dāng)放慢加速速率。減速時(shí)也是如此。兩者結(jié)合起來(lái)就是失速功能。
15、有加速時(shí)間與減速時(shí)間可以分別給定的機(jī)種，和加減速時(shí)間共同給定的機(jī)種，這有什么意義？
加減速可以分別給定的機(jī)種，對(duì)于短時(shí)間加速、緩慢減速場(chǎng)合，或者對(duì)于小型機(jī)床需要嚴(yán)格給定生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間的場(chǎng)合是適宜的，但對(duì)于風(fēng)機(jī)傳動(dòng)等場(chǎng)合，加減速時(shí)間都較長(zhǎng)，加速時(shí)間和減速時(shí)間可以共同給定。
16、什么是再生制動(dòng)？
電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中如果降低指令頻率，則電動(dòng)機(jī)變?yōu)楫惒桨l(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)行，作為制動(dòng)器而工作，這就叫作再生（電氣）制動(dòng)。
17、是否能得到更大的制動(dòng)力？
從電機(jī)再生出來(lái)的能量貯積在變頻器的濾波電容器中，由于電容器的容量和耐壓的關(guān)系，通用變頻器的再生制動(dòng)力約為額定轉(zhuǎn)矩的10%~20%。如采用選用件制動(dòng)單元，可以達(dá)到50%~100%。
18、請(qǐng)說(shuō)明變頻器的保護(hù)功能?
保護(hù)功能可分為以下兩類：
�。�1） 檢知異常狀態(tài)后自動(dòng)地進(jìn)行修正動(dòng)作，如過(guò)電流失速防止，再生過(guò)電壓失速防止。
�。�2） 檢知異常后封鎖電力半導(dǎo)體器件PWM控制信號(hào)，使電機(jī)自動(dòng)停車。如過(guò)電流切斷、再生過(guò)電壓切斷、半導(dǎo)體冷卻風(fēng)扇過(guò)熱和瞬時(shí)停電保護(hù)等。
19、為什么用離合器連接負(fù)載時(shí)，變頻器的保護(hù)功能就動(dòng)作？
用離合器連接負(fù)載時(shí)，在連接的瞬間，電機(jī)從空載狀態(tài)向轉(zhuǎn)差率大的區(qū)域急劇變化，流過(guò)的大電流導(dǎo)致變頻器過(guò)電流跳閘，不能運(yùn)轉(zhuǎn)。
20、在同一工廠內(nèi)大型電機(jī)一起動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)中變頻器就停止，這是為什么？
電機(jī)起動(dòng)時(shí)將流過(guò)和容量相對(duì)應(yīng)的起動(dòng)電流，電機(jī)定子側(cè)的變壓器產(chǎn)生電壓降，電機(jī)容量大時(shí)此壓降影響也大，連接在同一變壓器上的變頻器將做出欠壓或瞬停的判斷，因而有時(shí)保護(hù)功能（IPE）動(dòng)作，造成停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
21、什么是變頻分辨率？有什么意義？
對(duì)于數(shù)字控制的變頻器，即使頻率指令為模擬信號(hào)，輸出頻率也是有級(jí)給定。這個(gè)級(jí)差的最小單位就稱為變頻分辨率。
變頻分辨率通常取值為0.015~0.5Hz.例如，分辨率為0.5Hz，那么23Hz的上面可變?yōu)?3.5、24.0 Hz，因此電機(jī)的動(dòng)作也是有級(jí)的跟隨。這樣對(duì)于像連續(xù)卷取控制的用途就造成問(wèn)題。在這種情況下，如果分辨率為0.015Hz左右，對(duì)于4級(jí)電機(jī)1個(gè)級(jí)差為1r/min 以下，也可充分適應(yīng)。另外，有的機(jī)種給定分辨率與輸出分辨率不相同。
22、裝設(shè)變頻器時(shí)安裝方向是否有限制。
變頻器內(nèi)部和背面的結(jié)構(gòu)考慮了冷卻效果的，上下的關(guān)系對(duì)通風(fēng)也是重要的，因此，對(duì)于單元型在盤內(nèi)、掛在墻上的都取縱向位，盡可能垂直安裝。
23、不采用軟起動(dòng)，將電機(jī)直接投入到某固定頻率的變頻器時(shí)是否可以？
在很低的頻率下是可以的，但如果給定頻率高則同工頻電源直接起動(dòng)的條件相近。將流過(guò)大的起動(dòng)電流（6~7倍額定電流），由于變頻器切斷過(guò)電流，電機(jī)不能起動(dòng)。
24、電機(jī)超過(guò)60Hz運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題？
超過(guò)60Hz運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：
（1）機(jī)械和裝置在該速下運(yùn)轉(zhuǎn)要充分可能（機(jī)械強(qiáng)度、噪聲、振動(dòng)等）。
�。�2）電機(jī)進(jìn)入恒功率輸出范圍，其輸出轉(zhuǎn)矩要能夠維持工作（風(fēng)機(jī)、泵等軸輸出功率于速度的立方成比例增加，所以轉(zhuǎn)速少許升高時(shí)也要注意）。
（3）產(chǎn)生軸承的壽命問(wèn)題，要充分加以考慮。
（4）對(duì)于中容量以上的電機(jī)特別是2極電機(jī)，在60Hz以上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要與廠家仔細(xì)商討。
25、變頻器可以傳動(dòng)齒輪電機(jī)嗎？
根據(jù)減速機(jī)的結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑方式不同，需要注意若干問(wèn)題。在齒輪的結(jié)構(gòu)上通�？煽紤]70~80Hz為最大極限，采用油潤(rùn)滑時(shí)，在低速下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系到齒輪的損壞等。
26、變頻器能用來(lái)驅(qū)動(dòng)單相電機(jī)嗎？可以使用單相電源嗎？
基本上不能用。對(duì)于調(diào)速器開關(guān)起動(dòng)式的單相電機(jī)，在工作點(diǎn)以下的調(diào)速范圍時(shí)將燒毀輔助繞組；對(duì)于電容起動(dòng)或電容運(yùn)轉(zhuǎn)方式的，將誘發(fā)電容器爆炸。變頻器的電源通常為3相，但對(duì)于小容量的，也有用單相電源運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)種。
27、變頻器本身消耗的功率有多少？
它與變頻器的機(jī)種、運(yùn)行狀態(tài)、使用頻率等有關(guān)，但要回答很困難。不過(guò)在60Hz以下的變頻器效率大約為94%~96%，據(jù)此可推算損耗，但內(nèi)藏再生制動(dòng)式（FR-K）變頻器，如果把制動(dòng)時(shí)的損耗也考慮進(jìn)去，功率消耗將變大，對(duì)于操作盤設(shè)計(jì)等必須注意。
28、為什么不能在6~60Hz全區(qū)域連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)使用？
一般電機(jī)利用裝在軸上的外扇或轉(zhuǎn)子端環(huán)上的葉片進(jìn)行冷卻，若速度降低則冷卻效果下降，因而不能承受與高速運(yùn)轉(zhuǎn)相同的發(fā)熱，必須降低在低速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，或采用容量大的變頻器與電機(jī)組合，或采用專用電機(jī)。
29、使用帶制動(dòng)器的電機(jī)時(shí)應(yīng)注意什么？
制動(dòng)器勵(lì)磁回路電源應(yīng)取自變頻器的輸入側(cè)。如果變頻器正在輸出功率時(shí)制動(dòng)器動(dòng)作，將造成過(guò)電流切斷。所以要在變頻器停止輸出后再使制動(dòng)器動(dòng)作。
30、想用變頻器傳動(dòng)帶有改善功率因數(shù)用電容器的電機(jī)，電機(jī)卻不動(dòng)，請(qǐng)說(shuō)明原因。
變頻器的電流流入改善功率因數(shù)用的電容器，由于其充電電流造成變頻器過(guò)電流(OCT),所以不能起動(dòng)，作為對(duì)策，請(qǐng)將電容器拆除后運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至改善功率因數(shù)，在變頻器的輸入側(cè)接入AC電抗器是有效的。
31、變頻器的壽命有多久？
變頻器雖為靜止裝置，但也有像濾波電容器、冷卻風(fēng)扇那樣的消耗器件，如果對(duì)它們進(jìn)行定期的維護(hù)，可望有10年以上的壽命。
32、變頻器內(nèi)藏有冷卻風(fēng)扇，風(fēng)的方向如何？風(fēng)扇若是壞了會(huì)怎樣？
對(duì)于小容量也有無(wú)冷卻風(fēng)扇的機(jī)種。有風(fēng)扇的機(jī)種，風(fēng)的方向是從下向上，所以裝設(shè)變頻器的地方，上、下部不要放置妨礙吸、排氣的機(jī)械器材。還有，變頻器上方不要放置怕熱的零件等。風(fēng)扇發(fā)生故障時(shí)，由電扇停止檢測(cè)或冷卻風(fēng)扇上的過(guò)熱檢測(cè)進(jìn)行保護(hù)
33、濾波電容器為消耗品，那么怎樣判斷它的壽命？
作為濾波電容器使用的電容器，其靜電容量隨著時(shí)間的推移而緩緩減少，定期地測(cè)量靜電容量，以達(dá)到產(chǎn)品額定容量的85%時(shí)為基準(zhǔn)來(lái)判斷壽命。
34、裝設(shè)變頻器時(shí)安裝方向是否有限制。
應(yīng)基本收藏在盤內(nèi)，問(wèn)題是采用全封閉結(jié)構(gòu)的盤外形尺寸大，占用空間大，成本比較高。其措施有：
�。�1）盤的設(shè)計(jì)要針對(duì)實(shí)際裝置所需要的散熱；
�。�2）利用鋁散熱片、翼片冷卻劑等增加冷卻面積；
�。�3）采用熱導(dǎo)管。
此外，已開發(fā)出變頻器背面可以外露的型式。
35、想提高原有輸送帶的速度，以80Hz運(yùn)轉(zhuǎn)，變頻器的容量該怎樣選擇？
輸送帶消耗的功率與轉(zhuǎn)速成正比，因此若想以80HZ運(yùn)行，變頻器和電機(jī)的功率都要按照比例增加為80HZ/50HZ,即提高60%容量。
維護(hù)和檢查時(shí)的注意事項(xiàng)有：
(1) 在關(guān)掉輸入電源后，至少等5分鐘才可以開始檢查（還要正式充電發(fā)光二極管已經(jīng)熄滅）否則會(huì)引起觸電。
(2) 維修、檢查和部件更換必須由勝任人員進(jìn)行。（開始工作前，取下所有金屬物品（手表、手鐲等），使用帶絕緣保護(hù)的工具）
(3) 不要擅自改裝頻頻器，否則易引起觸電和損壞產(chǎn)品。
(4) 變頻器維修之前，須確認(rèn)輸入電壓是否有誤，將380V電源接入220V級(jí)變頻器之中會(huì)出現(xiàn)炸機(jī)（炸電容、壓敏電阻、模塊等）。
變頻器主要由半導(dǎo)體元件構(gòu)成，因此，必須進(jìn)行日常的檢查，防止不利的工作環(huán)境，如溫度、濕度、粉塵和振動(dòng)的影響，并防止因部件使用壽命所引起的其它故障。
檢查項(xiàng)目：
(1) 日常檢查：檢查變頻器是否按要求工作。用電壓表在變頻器工作時(shí)，檢查其輸入和輸出電壓。
(2) 定期檢查：檢查所有只能當(dāng)變頻器停機(jī)時(shí)才能檢查的地方。
(3) 部件更換：部件的壽命很大程度上與安裝條件有關(guān)。
變頻器工作原理
概述
主電路是給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。 它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。
整流器
最近大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)。
平波回路
在整流器整流后的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動(dòng)電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動(dòng)電流也使直流電壓變動(dòng)。為了抑制電壓波動(dòng)，采用電感和電容吸收脈動(dòng)電壓（電流）。裝置容量小時(shí)，如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡(jiǎn)單的平波回路。
逆變器
同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時(shí)間使6個(gè)開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型pwm逆變器為例示出開關(guān)時(shí)間和電壓波形。
控制電路是給異步電動(dòng)機(jī)供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號(hào)的回路，它有頻率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓、電流檢測(cè)電路”，電動(dòng)機(jī)的“速度檢測(cè)電路”，將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的“驅(qū)動(dòng)電路”，以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的“保護(hù)電路”組成。
（1）運(yùn)算電路：將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測(cè)電路的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。
�。�2）電壓、電流檢測(cè)電路：與主回路電位隔離檢測(cè)電壓、電流等。
�。�3）驅(qū)動(dòng)電路：驅(qū)動(dòng)主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。
�。�4）速度檢測(cè)電路:以裝在異步電動(dòng)機(jī)軸機(jī)上的速度檢測(cè)器(tg、plg等)的信號(hào)為速度信號(hào)，送入運(yùn)算回路，根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動(dòng)機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。
�。�5）保護(hù)電路:檢測(cè)主電路的電壓、電流等，當(dāng)發(fā)生過(guò)載或過(guò)電壓等異常時(shí)，為了防止逆變器和異步電動(dòng)機(jī)損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。
變頻器的作用
變頻器集成了高壓大功率晶體管技術(shù)和電子控制技術(shù)，得到廣泛應(yīng)用。變頻器的作用是改變交流電機(jī)供電的頻率和幅值，因而改變其運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)的周期，達(dá)到平滑控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。變頻器的出現(xiàn)，使得復(fù)雜的調(diào)速控制簡(jiǎn)單化，用變頻器+交流鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)組合替代了大部分原先只能用直流電機(jī)完成的工作，縮小了體積，降低了維修率，使傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展到新階段。
變頻器可以優(yōu)化電機(jī)運(yùn)行，所以也能夠起到增效節(jié)能的作用。根據(jù)全球著名變頻器生產(chǎn)企業(yè)ABB的測(cè)算，單單該集團(tuán)全球范圍內(nèi)已經(jīng)生產(chǎn)并且安裝的變頻器每年就能夠節(jié)省1150億千瓦時(shí)電力，相應(yīng)減少9,700萬(wàn)噸二氧化碳排放，這已經(jīng)超過(guò)芬蘭一年的二氧化碳排放量。
變頻調(diào)數(shù)節(jié)能：變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機(jī)、水泵的應(yīng)用上。為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機(jī)械在設(shè)計(jì)配用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí)，都留有一定的富余量。當(dāng)電機(jī)不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，除達(dá)到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費(fèi)。風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過(guò)調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來(lái)調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過(guò)程中。當(dāng)使用變頻調(diào)速時(shí)，如果流量要求減小，通過(guò)降低泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即可滿足要求。
變頻器的行業(yè)應(yīng)用
在恒壓供水中的應(yīng)用
概述
恒壓供水是指在供水日中月水量發(fā)生變化時(shí)，出口壓力保持不變的供水方式。供水網(wǎng)系出口壓力值是根據(jù)用戶需求確定的。傳統(tǒng)的供水方式是采用水塔、高位水箱、氣壓罐等設(shè)施實(shí)現(xiàn)的。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟和廣泛應(yīng)用，利用變頻器、PID調(diào)節(jié)器、單片機(jī)、P LC等器件的有機(jī)結(jié)合構(gòu)成控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)水泵的輸出流量，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。該技術(shù)已在供水行業(yè)普及。
紫日電氣科技有限公司ZVF9-P變頻器在恒壓供水控制系統(tǒng)的基本控制策略
采用自動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置作為控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制泵組的調(diào)速運(yùn)，行并自動(dòng)調(diào)整泵蛆的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量變化時(shí)達(dá)到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約自能的目的。系統(tǒng)的控制目標(biāo)是泵站總管的出水壓力，系統(tǒng)設(shè)定的給水壓力值與反饋的總管壓力實(shí)際值進(jìn)行比較，其差值經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理后 發(fā)出控制指令，控制泵電動(dòng)機(jī)的投運(yùn)臺(tái)數(shù)和運(yùn)行變量泵自動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到給水總管壓力穩(wěn)定在設(shè)定的壓力值上。
紫日電氣科技有限公司ZVF9-P變頻器在恒壓供水系統(tǒng)的工作原理
ZVF9-P系列變頻器內(nèi)置的PID控制器通過(guò)控制對(duì)象的傳感器等檢測(cè)到的物理量(反饋量)，將其與系統(tǒng)目標(biāo)值進(jìn)行比較。如有偏差，則通過(guò)PID調(diào)節(jié)的作用使偏差為零。
改造后設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)
1.恒壓供水技術(shù)目采用變頻器改變電動(dòng)機(jī)電源頻率，而達(dá)到調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速改變水泵出口壓力，比靠調(diào)節(jié)閥門的控制水泵出口壓力的方式，具有降低管道阻力大大減少截流損失的效能。
2.由于變量泵工作在變頻工況，在其出口流量小于額定流量時(shí)，泵轉(zhuǎn)速降低，臧少了軸承的磨損和發(fā)熱，延長(zhǎng)泵和自動(dòng)機(jī)的機(jī)械使用壽命。
3.目實(shí)現(xiàn)恒壓自動(dòng)控制，不需要操作人員頻繁操作，降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了人力。
4.水泵自動(dòng)機(jī)采用軟起動(dòng)方式，按設(shè)定的加速時(shí)間加速避免自動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的自流沖擊，對(duì)自月自壓造成波動(dòng)的影響，同時(shí)也避免了電機(jī)突然加速造成水泵系統(tǒng)的喘振。
5.由于變量泵工作在變頻工作狀態(tài)，在其運(yùn)行過(guò)程中其轉(zhuǎn)速是由外供水量決定的，故系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中可節(jié)約可觀的自能，其經(jīng)濟(jì)效益是十分口顯的。由于其節(jié)電效果明顯，所以系統(tǒng)具有投資收回快特點(diǎn)，其產(chǎn)生的社會(huì)效益非常巨大。
應(yīng)用范圍
該系統(tǒng)既可用于生產(chǎn)、生活用水， 亦可用于熱水供應(yīng)， 恒壓噴淋等系統(tǒng)：
1.可廣泛用于工業(yè)企業(yè)、生活 、生產(chǎn)供水系統(tǒng)及企業(yè)自備并改造工程，自來(lái)水廠、生活小區(qū)及消防供水系統(tǒng)。
2.可用于各種場(chǎng)合的恒壓、變壓、冷卻水和循環(huán)供水系統(tǒng)；
3.可用于污水泵站、污水處理及污水提升系統(tǒng)；
4.可用于農(nóng)業(yè)排灌、 園林噴淋、水景和音樂噴泉系統(tǒng)；
5.可用于賓館、大型公共建筑供水及消防系統(tǒng)。
ZVF9在中央空調(diào)上的應(yīng)用
概述
中央空調(diào)系統(tǒng)在現(xiàn)代工礦企業(yè)及生活環(huán)境改善方面極為普遍，而且在某些生活環(huán)境或生產(chǎn)工序中是屬必須的，即所謂人造環(huán)境，不僅有溫度的要求，還有濕度、潔凈度等。之所以要中央空調(diào)系統(tǒng)，是為了要提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高人的舒適度、集中供冷供熱，效率高，便于管理，節(jié)省投資。工礦企業(yè)、高層商廈、商務(wù)大樓、會(huì)場(chǎng)、劇場(chǎng)、辦公室、圖書館、賓館、商場(chǎng)、超市、酒店、娛樂場(chǎng)所、體育館等中大型建筑都采用中央空調(diào)，是用電大戶，幾乎占了用電量的60～70%，日常開支費(fèi)用很大，因此中央空調(diào)是用電大戶，亦是節(jié)電大戶，是節(jié)能降耗、降低成本的關(guān)鍵，不可等閑視之。不少單位使用變頻器后獲得了大于20%的節(jié)電效果，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著，因此紛紛迫切要求進(jìn)行節(jié)能技術(shù)的改造。
中央空調(diào)是按照最大需要冷(熱)量再加1 0～20%來(lái)設(shè)計(jì)的，一般富余度較大，負(fù)荷率β正常時(shí)最大可能有70～80%，因此節(jié)電潛力較大，而運(yùn)行時(shí)冷凍水、冷卻水的回收溫度大都過(guò)低運(yùn)行，這就造成了能量的浪費(fèi)。目前不少單位都已采用變頻調(diào)速，但仍有不少單位未做到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，我們建議應(yīng)及早采用這一新技術(shù)，為用戶增加收益。
中央空調(diào)系統(tǒng)使用變頻器對(duì)象
A、制冷壓縮機(jī)
B、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔風(fēng)扇、回風(fēng)裝置多數(shù)都尚未采用變頻調(diào)速節(jié)能控制，調(diào)節(jié)壓力、流量都是采用閥門、擋風(fēng)板的方法是不經(jīng)濟(jì)的，浪費(fèi)了不少電能，屬節(jié)電的主要對(duì)象。
中央空調(diào)系統(tǒng)使用變頻器目的及功效
從以上可知中央空調(diào)系統(tǒng)大量使用水泵及風(fēng)機(jī)，它們都是平方減轉(zhuǎn)矩負(fù)載，因此流量Q∝n(轉(zhuǎn)速)，壓力H∝n2，功率P∝n3，故系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)要在工藝允許條件下，既不要過(guò)大流量、壓力，又能保證系統(tǒng)正常，選取合理經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行參數(shù)就可較大幅度節(jié)電，按不少單位實(shí)踐結(jié)果，大部分都可能有20～50%的節(jié)電功效(與工況條件有關(guān)，要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查后而定)，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯的，應(yīng)大力推廣。
實(shí)施方法
A、按一天24小時(shí)，春、夏、秋、冬制定運(yùn)行圖，進(jìn)行不同頻率值控制方法。
B、按回水的溫度，自動(dòng)調(diào)節(jié)頻率的控制方法。
C、按進(jìn)水與出水溫差自動(dòng)調(diào)節(jié)頻率的控制方法。
D、按出水壓力控制，回水溫度控制自動(dòng)調(diào)節(jié)頻率的雙閉環(huán)方法。
紫日Z(yǔ)VF9V-G在音樂噴泉上的應(yīng)用
音樂噴泉是由電腦控制聲、光及噴孔組合而產(chǎn)生不同形狀、不同色彩、配合音樂節(jié)奏而構(gòu)成的綜合水景。音樂噴泉的聲、光、色、形俱美，常常用作風(fēng)景園林的主景。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們?cè)絹?lái)越注重環(huán)境的改善和美化、音樂噴泉在小區(qū)、公園、休閑廣場(chǎng)得到了廣泛的應(yīng)用。音樂噴泉的控制系統(tǒng)是音樂噴泉設(shè)計(jì)的核心。下面以ZVF9V系列變頻器在上海某廣場(chǎng)的應(yīng)用為例，闡述音樂噴泉的變頻控制。
噴泉控制系統(tǒng)的構(gòu)成
音樂噴泉控制系統(tǒng)主要由音頻控制信號(hào)、變頻器、水泵、多功能閥、萬(wàn)向噴頭及水管組成。噴泉水泵采用變頻調(diào)速技術(shù)、實(shí)現(xiàn)水泵的無(wú)級(jí)調(diào)速，能根據(jù)音頻信號(hào)的強(qiáng)弱隨時(shí)調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速。多功能閥和萬(wàn)向噴頭由噴泉專用控制器控制，可根據(jù)程序?qū)崿F(xiàn)各種圖案和形狀。我們利用音樂的音頻信號(hào)對(duì)變頻器進(jìn)行控制，音樂的音頻信號(hào)本身是一個(gè)功率很小的交流電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)整流濾波穩(wěn)壓 可以輸出一個(gè)相對(duì)應(yīng)的直流電壓信號(hào)，相對(duì)來(lái)講該信號(hào)很微弱，再經(jīng)過(guò)對(duì)該信號(hào)進(jìn)行功率放大，可以輸出0～5V的標(biāo)準(zhǔn)直流電壓信號(hào)，即可以實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)對(duì)變頻器的控制，即對(duì)水泵浪花的控制，從而實(shí)現(xiàn)音樂對(duì)噴泉浪花的控制。
ZVF9V-G變頻器的介紹
ZVF9V-G系列變頻器是紫日電氣科技有限公司推出的經(jīng)濟(jì)型矢量變頻器。ZVF9V-G無(wú)PG矢量型變頻器采用先進(jìn)的磁通算法具有以下特點(diǎn)：
1、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大0.5Hz/150%（SVC）
2、過(guò)載能力強(qiáng)150%額定電流60S；180%額定電流10S
3、調(diào)速范圍寬 1：100
4、穩(wěn)速精度高 ±0.5%最高速度
5、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快 <20ms
6、加減速特性優(yōu)良 0.1s（最短）
ZVF9V-G優(yōu)良的加減速特性能配合負(fù)載水泵實(shí)現(xiàn)最短時(shí)間內(nèi)平穩(wěn)的加減速；ZVF9V-G快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能及時(shí)檢測(cè)再生功率，實(shí)現(xiàn)無(wú)跳閘的自動(dòng)加減速過(guò)程，能伴隨著音頻信號(hào)的變化、瞬間改變變頻器的輸出頻率、從而改變噴泉水柱的波形，使水柱波形和音頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)了同步、不失真。
紫日變頻器在EPS應(yīng)急電源行業(yè)的應(yīng)用
EPS（Emergency Power Supply）為應(yīng)急電源，作為消防設(shè)備、市政設(shè)施、醫(yī)療、企業(yè)、工廠或其他設(shè)備在市電電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，可提供應(yīng)急電力的電源設(shè)備。與傳統(tǒng)的備用發(fā)電機(jī)組應(yīng)急電源相比，EPS在啟動(dòng)速度、噪音與振動(dòng)、可維護(hù)性、供電質(zhì)量、過(guò)載能力、自保護(hù)特性以及環(huán)境污染方面都有明顯優(yōu)勢(shì)。
EPS按照負(fù)載種類不同分為一般三種：照明型、動(dòng)力型和照明動(dòng)力混合型，對(duì)應(yīng)的負(fù)載分別為照明負(fù)載、電機(jī)負(fù)載（消防水泵等）和照明與電機(jī)混合負(fù)載。
變頻器在EPS電源行業(yè)的應(yīng)用要求
在市電不正常時(shí)，EPS是通過(guò)內(nèi)部的逆變器輸出交流電拖動(dòng)負(fù)載的，而變頻器在EPS中正是起到了逆變器的作用。所以變頻器必須滿足EPS的各種要求，保證與市電相同的電源質(zhì)量。
EPS通過(guò)蓄電池組為變頻器供電，所以變頻器的輔助電源必須為直流供電，交流輸入的輔助電源不能滿足EPS的需要。同樣的原理，變頻器的散熱風(fēng)扇不能用交流風(fēng)扇，變頻器的軟上電接觸器不能用交流接觸器。
由于EPS是代替市電的應(yīng)急電源設(shè)備，所以EPS的輸出電壓質(zhì)量也是很重要的一個(gè)指標(biāo)，包括EPS輸出電壓的諧波含量、EPS輸出電壓的負(fù)載調(diào)整率、EPS輸出電壓的穩(wěn)定度等。這樣，要求在負(fù)載變化或蓄電池組電壓在一定范圍變化時(shí)，變頻器輸出電壓變化盡量小，而且輸出電壓的諧波含量足夠小。
在非常重要的場(chǎng)合，EPS需要具有強(qiáng)啟功能，即在蓄電池組電量不足時(shí)，蓄電池組給變頻器供電電壓低于變頻器的輸入欠壓點(diǎn)，但是變頻器仍然需要正常工作，具有一定的電壓電流輸出能力，不允許報(bào)欠壓故障。
紫日EPS專用變頻器的特點(diǎn)
目前市場(chǎng)上EPS電源專用變頻器近乎空白，緊有的幾種品牌價(jià)格也非常昂貴。為此，紫日電氣科技有限公司針對(duì)EPS電源行業(yè)的特點(diǎn)，憑借著10余年的變頻器行業(yè)研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，開發(fā)出全新一代高性價(jià)比的EPS專用變頻器（ZVF9V-E系列），該變頻器可以很好的滿足EPS電源的各種需求，有效的提高EPS電源系統(tǒng)的性能。
EPS應(yīng)急供電電源系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)組成可以分：
1、市電旁路通道
2、逆變器電源供電通道
3、互投轉(zhuǎn)換裝置
4、△/Y型隔離變壓器。
當(dāng)市電供電正常的時(shí)，市電電源經(jīng)過(guò)EPS的交流旁路和轉(zhuǎn)換開關(guān)組成的供電通道、以及隔離變壓器向用戶的各種應(yīng)急負(fù)載供電。這時(shí)用戶負(fù)載所使用的電源是來(lái)自電網(wǎng)的市電電源，因此此時(shí)的EPS能夠帶各種電阻性、電容性和電感性負(fù)載。當(dāng)市電供電中斷或者超限時(shí)，EPS在很短的時(shí)間內(nèi)，完成了從交流旁路供電到逆變器電池供電的切換操作，同時(shí)起動(dòng)了逆變單元進(jìn)入工作狀態(tài)。用戶負(fù)載使用的電源就是經(jīng)過(guò)隔離變壓器的EPS逆變電源。當(dāng)市電恢復(fù)正常工作之后，EPS對(duì)逆變器執(zhí)行自動(dòng)關(guān)機(jī)操作，并且完成從逆變器電池供電到交流旁路供電的切換。
三 晶變頻器產(chǎn)品系列
1、S350高端變頻器系列
■采用最新高速電機(jī)控制專用芯片DSP，確保矢量控制快速響應(yīng)
■硬件電路模塊化設(shè)計(jì)，確保電路穩(wěn)定高效運(yùn)行
■外觀設(shè)計(jì)結(jié)合歐洲汽車設(shè)計(jì)理念，線條流暢，外形美觀
■結(jié)構(gòu)采用獨(dú)立風(fēng)道設(shè)計(jì)，風(fēng)扇可自由拆卸，散熱性好
■無(wú)PG矢量控制、有PG矢量控制、轉(zhuǎn)矩控制、V/F控制均可選擇
■強(qiáng)大的輸入輸出多功能可編程端子，調(diào)速脈沖輸入，兩路模擬量輸出
■獨(dú)特的“挖土機(jī)”自適應(yīng)控制特性，對(duì)運(yùn)行期間電機(jī)轉(zhuǎn)矩上限自動(dòng)限制，有效抑制過(guò)流頻繁跳閘
■寬電壓輸入，輸出電壓自動(dòng)穩(wěn)壓（AVR），瞬間掉電不停機(jī)，適應(yīng)能力更強(qiáng)
■內(nèi)置先進(jìn)的 PID 算法 ，響應(yīng)快、適應(yīng)性強(qiáng)、調(diào)試簡(jiǎn)單 ； 16 段速控制，簡(jiǎn)易PLC 實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定速、定向等多功能邏輯控制，多種靈活的控制方式以滿足各種不同復(fù)雜工況要求
■內(nèi)置國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的 MODBUS RTU ASCII 通訊協(xié)議，用戶可通過(guò)PC/PLC控制上位機(jī)等實(shí)現(xiàn)變頻器485通訊組網(wǎng)集中控制
變頻器的組成
變頻器通常分為4部分：整流單元、高容量電容、逆變器和控制器。
□ 整流單元將工作頻率固定的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。
□ 高容量電容存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換后的電能。
□ 逆變器由大功率開關(guān)晶體管陣列組成電子開關(guān)，將直流電轉(zhuǎn)化成不同頻率、寬度、幅度的方波。
□ 控制器按設(shè)定的程序工作，控制輸出方波的幅度與脈寬，使疊加為近似正弦波的交流電，驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)。
變頻器控制方式
低壓通用變頻輸出電壓為380～650V，輸出功率為0.75～400kW，工作頻率為0～400Hz，它的主電路都采用交—直—交電路。其控制方式經(jīng)歷了以下四代。
1U/f=C的正弦脈寬調(diào)制(SPWM)控制方式
其特點(diǎn)是控制電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，機(jī)械特性硬度也較好，能夠滿足一般傳動(dòng)的平滑調(diào)速要求，已在產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是，這種控制方式在低頻時(shí)，由于輸出電壓較低，轉(zhuǎn)矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，使輸出最大轉(zhuǎn)矩減小。另外，其機(jī)械特性終究沒有直流電動(dòng)機(jī)硬，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意，且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會(huì)隨負(fù)載的變化而變化，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、電機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率不高，低速時(shí)因定子電阻和逆變器死區(qū)效應(yīng)的存在而性能下降，穩(wěn)定性變差等。因此人們又研究出矢量控制變頻調(diào)速。
2電壓空間矢量(SVPWM)控制方式
它是以三相波形整體生成效果為前提，以逼近電機(jī)氣隙的理想圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)軌跡為目的，一次生成三相調(diào)制波形，以內(nèi)切多邊形逼近圓的方式進(jìn)行控制的。經(jīng)實(shí)踐使用后又有所改進(jìn)，即引入頻率補(bǔ)償，能消除速度控制的誤差；通過(guò)反饋估算磁鏈幅值，消除低速時(shí)定子電阻的影響；將輸出電壓、電流閉環(huán)，以提高動(dòng)態(tài)的精度和穩(wěn)定度。但控制電路環(huán)節(jié)較多，且沒有引入轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)，所以系統(tǒng)性能沒有得到根本改善。
矢量控制(VC)方式
矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動(dòng)機(jī)在三相坐標(biāo)系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過(guò)三相－二相變換，等效成兩相靜止坐標(biāo)系下的交流電流Ia1Ib1，再通過(guò)按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向旋轉(zhuǎn)變換，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流Im1、It1(Im1相當(dāng)于直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流；It1相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流)，然后模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制方法，求得直流電動(dòng)機(jī)的控制量，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的坐標(biāo)反變換，實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的控制。其實(shí)質(zhì)是將交流電動(dòng)機(jī)等效為直流電動(dòng)機(jī)，分別對(duì)速度，磁場(chǎng)兩個(gè)分量進(jìn)行獨(dú)立控制。通過(guò)控制轉(zhuǎn)子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場(chǎng)兩個(gè)分量，經(jīng)坐標(biāo)變換，實(shí)現(xiàn)正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有劃時(shí)代的意義。然而在實(shí)際應(yīng)用中，由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準(zhǔn)確觀測(cè)，系統(tǒng)特性受電動(dòng)機(jī)參數(shù)的影響較大，且在等效直流電動(dòng)機(jī)控制過(guò)程中所用矢量旋轉(zhuǎn)變換較復(fù)雜，使得實(shí)際的控制效果難以達(dá)到理想分析的結(jié)果。
直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)方式
1985年，德國(guó)魯爾大學(xué)的DePenbrock教授首次提出了直接轉(zhuǎn)矩控制變頻技術(shù)。該技術(shù)在很大程度上解決了上述矢量控制的不足，并以新穎的控制思想、簡(jiǎn)潔明了的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的動(dòng)靜態(tài)性能得到了迅速發(fā)展。目前，該技術(shù)已成功地應(yīng)用在電力機(jī)車牽引的大功率交流傳動(dòng)上。 直接轉(zhuǎn)矩控制直接在定子坐標(biāo)系下分析交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，控制電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。它不需要將交流電動(dòng)機(jī)等效為直流電動(dòng)機(jī)，因而省去了矢量旋轉(zhuǎn)變換中的許多復(fù)雜計(jì)算；它不需要模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制，也不需要為解耦而簡(jiǎn)化交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型。
矩陣式交—交控制方式
VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點(diǎn)是輸入功率因數(shù)低，諧波電流大，直流電路需要大的儲(chǔ)能電容，再生能量又不能反饋回電網(wǎng)，即不能進(jìn)行四象限運(yùn)行。為此，矩陣式交—交變頻應(yīng)運(yùn)而生。由于矩陣式交—交變頻省去了中間直流環(huán)節(jié)，從而省去了體積大、價(jià)格貴的電解電容。它能實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)為l，輸入電流為正弦且能四象限運(yùn)行，系統(tǒng)的功率密度大。該技術(shù)目前雖尚未成熟，但仍吸引著眾多的學(xué)者深入研究。其實(shí)質(zhì)不是間接的控制電流、磁鏈等量，而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控制量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。具體方法是：
——控制定子磁鏈引入定子磁鏈觀測(cè)器，實(shí)現(xiàn)無(wú)速度傳感器方式；
——自動(dòng)識(shí)別(ID)依靠精確的電機(jī)數(shù)學(xué)模型，對(duì)電機(jī)參數(shù)自動(dòng)識(shí)別；
——算出實(shí)際值對(duì)應(yīng)定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算出實(shí)際的轉(zhuǎn)矩、定子磁鏈、轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；
——實(shí)現(xiàn)Band—Band控制按磁鏈和轉(zhuǎn)矩的Band—Band控制產(chǎn)生PWM信號(hào)，對(duì)逆變器開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制。
矩陣式交—交變頻具有快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)(<2ms)，很高的速度精度(±2%，無(wú)PG反饋)，高轉(zhuǎn)矩精度(<+3%)；同時(shí)還具有較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩及高轉(zhuǎn)矩精度，尤其在低速時(shí)(包括0速度時(shí))，可輸出150%～200%轉(zhuǎn)矩。
變頻器的歷史
變頻技術(shù)誕生背景是交流電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的廣泛需求。傳統(tǒng)的直流調(diào)速技術(shù)因體積大故障率高而應(yīng)用受限。
□ 20世紀(jì)60年代以后，電力電子器件普遍應(yīng)用了晶閘管及其升級(jí)產(chǎn)品。但其調(diào)速性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足需要。
□ 20世紀(jì)70年代開始，脈寬調(diào)制變壓變頻(PWM－VVVF)調(diào)速的研究得到突破，20世紀(jì)80年代以后微處理器技術(shù)的完善使得各種優(yōu)化算法得以容易的實(shí)現(xiàn)。
□ 20世紀(jì)80年代中后期，美、日、德、英等發(fā)達(dá)國(guó)家的 VVVF變頻器技術(shù)實(shí)用化，商品投入市場(chǎng)，得到了廣泛應(yīng)用。 最早的變頻器可能是日本人買了英國(guó)專利研制的。不過(guò)美國(guó)和德國(guó)憑借電子元件生產(chǎn)和電子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，高端產(chǎn)品迅速搶占市場(chǎng)。
□步入21世紀(jì)后，國(guó)產(chǎn)變頻器逐步崛起，現(xiàn)已逐漸搶占高端市場(chǎng)
單元串聯(lián)型變頻器
這是近幾年才發(fā)展起來(lái)的一種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它主要由輸入變壓器、功率單元和控制單元三大部分組成。采用模塊化設(shè)計(jì)，由于采用功率單元相互串聯(lián)的辦法解決了高壓的難題而得名，可直接驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)，無(wú)需輸出變壓器，更不需要任何形式的濾波器。
整套變頻器共有18個(gè)功率單元，每相由6臺(tái)功率單元相串聯(lián)，并組成Y形連接，直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)。每臺(tái)功率單元電路、結(jié)構(gòu)完全相同，可以互換，也可以互為備用。
變頻器的輸入部分是一臺(tái)移相變壓器，原邊Y形連接，副邊采用沿邊三角形連接，共18副三相繞組，分別為每臺(tái)功率單元供電。它們被平均分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三大部分，每部分具有6副三相小繞組，之間均勻相位偏移10度。
該變頻器的特點(diǎn)如下：
�、� 采用多重化PWM方式控制，輸出電壓波形接近正弦波。
�、� 整流電路的多重化，脈沖數(shù)多達(dá)36，功率因數(shù)高，輸入諧波小。
�、� 模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)方便，增強(qiáng)了產(chǎn)品的互換性。
�、� 直接高壓輸出，無(wú)需輸出變壓器。
�、� 極低的dv/dt輸出，無(wú)需任何形式的濾波器。
�、� 采用光纖通訊技術(shù)，提高了產(chǎn)品的抗干擾能力和可靠性。
⑦ 功率單元自動(dòng)旁通電路，能夠?qū)崿F(xiàn)故障不停機(jī)功能。
隨 著現(xiàn)代電力電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，促進(jìn)了電氣傳動(dòng)的技術(shù)革命。交流調(diào)速取代直流調(diào)速，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制取代模擬控制已成為發(fā)展趨勢(shì)。交流電機(jī) 變頻調(diào)速是當(dāng)今節(jié)約電能，改善生產(chǎn)工藝流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，以及改善運(yùn)行環(huán)境的一種主要手段。變頻調(diào)速以其高效率，高功率因數(shù)，以及優(yōu)異的調(diào)速和啟制動(dòng)性 能等諸多優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。
以前的高壓變頻器，由可控硅整流，可控硅逆變等器件構(gòu)成，缺點(diǎn)很多，諧波大， 對(duì)電網(wǎng)和電機(jī)都有影響。近年來(lái)，發(fā)展起來(lái)的一些新型器件將改變這一現(xiàn)狀，如IGBT、IGCT、SGCT等等。由它們構(gòu)成的高壓變頻器，性能優(yōu)異，可以實(shí) 現(xiàn)PWM逆變，甚至是PWM整流。不僅具有諧波小，功率因數(shù)也有很大程度的提高。
變頻器的分類
單元串聯(lián)型變頻器
這是近幾年才發(fā)展起來(lái)的一種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它主要由輸入變壓器、功率單元和控制單元三大部分組成。采用模塊化設(shè)計(jì)，由于采用功率單元相互串聯(lián)的辦法解決了高壓的難題而得名，可直接驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)，無(wú)需輸出變壓器，更不需要任何形式的濾波器。
整套變頻器共有18個(gè)功率單元，每相由6臺(tái)功率單元相串聯(lián)，并組成Y形連接，直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)。每臺(tái)功率單元電路、結(jié)構(gòu)完全相同，可以互換，也可以互為備用。
變頻器的輸入部分是一臺(tái)移相變壓器，原邊Y形連接，副邊采用沿邊三角形連接，共18副三相繞組，分別為每臺(tái)功率單元供電。它們被平均分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三大部分，每部分具有6副三相小繞組，之間均勻相位偏移10度。
該變頻器的特點(diǎn)如下：
① 采用多重化PWM方式控制，輸出電壓波形接近正弦波。
② 整流電路的多重化，脈沖數(shù)多達(dá)36，功率因數(shù)高，輸入諧波小。
�、� 模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)方便，增強(qiáng)了產(chǎn)品的互換性。
�、� 直接高壓輸出，無(wú)需輸出變壓器。
⑤ 極低的dv/dt輸出，無(wú)需任何形式的濾波器。
�、� 采用光纖通訊技術(shù)，提高了產(chǎn)品的抗干擾能力和可靠性。
�、� 功率單元自動(dòng)旁通電路，能夠?qū)崿F(xiàn)故障不停機(jī)功能。
隨 著現(xiàn)代電力電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，促進(jìn)了電氣傳動(dòng)的技術(shù)革命。交流調(diào)速取代直流調(diào)速，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制取代模擬控制已成為發(fā)展趨勢(shì)。交流電機(jī) 變頻調(diào)速是當(dāng)今節(jié)約電能，改善生產(chǎn)工藝流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，以及改善運(yùn)行環(huán)境的一種主要手段。變頻調(diào)速以其高效率，高功率因數(shù)，以及優(yōu)異的調(diào)速和啟制動(dòng)性 能等諸多優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。
以前的高壓變頻器，由可控硅整流，可控硅逆變等器件構(gòu)成，缺點(diǎn)很多，諧波大， 對(duì)電網(wǎng)和電機(jī)都有影響。近年來(lái)，發(fā)展起來(lái)的一些新型器件將改變這一現(xiàn)狀，如IGBT、IGCT、SGCT等等。由它們構(gòu)成的高壓變頻器，性能優(yōu)異，可以實(shí) 現(xiàn)PWM逆變，甚至是PWM整流。不僅具有諧波小，功率因數(shù)也有很大程度的提高。
按變換的環(huán)節(jié)分類
（1）交-直-交變頻器，則是先把工頻交流通過(guò)整流器變成直流，然后再把直流變換成頻率電壓可調(diào)的交流，又稱間接式變頻器，是目前廣泛應(yīng)用的通用型變頻器。
�。�2）可分為交-交變頻器，即將工頻交流直接變換成頻率電壓可調(diào)的交流，又稱直接式變頻器；
按直流電源性質(zhì)分類
（1）電壓型變頻器
電壓型變頻器特點(diǎn)是中間直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件采用大電容，負(fù)載的無(wú)功功率將由它來(lái)緩沖，直流電壓比較平穩(wěn)，直流電源內(nèi)阻較小，相當(dāng)于電壓源，故稱電壓型變頻器，常選用于負(fù)載電壓變化較大的場(chǎng)合。
�。�2）電流型變頻器
電流型變頻器特點(diǎn)是中間直流環(huán)節(jié)采用大電感作為儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，緩沖無(wú)功功率，即扼制電流的變化，使電壓接近正弦波，由于該直流內(nèi)阻較大，故稱電流源型變頻器（電流型）。電流型變頻器的特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）是能扼制負(fù)載電流頻繁而急劇的變化。常選用于負(fù)載電流變化較大的場(chǎng)合。
按主電路工作方法
電壓型變頻器、電流型變頻器
按照工作原理分類
可以分為V/f控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等；
按照開關(guān)方式分類
可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器；
按照用途分類
可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。此外，變頻器還可以按輸出電壓調(diào)節(jié)方式分類，按控制方式分類，按主開關(guān)元器件分類，按輸入電壓高低分類。
按變頻器調(diào)壓方法
PAM變頻器是一種通過(guò)改變電壓源Ud 或電流源Id的幅值進(jìn)行輸出控制的。
PWM變頻器方式是在變頻器輸出波形的一個(gè)周期產(chǎn)生個(gè) 脈沖波個(gè)脈沖，其等值電壓為正弦波，波形較平滑。
按工作原理分
U/f控制變頻器（VVVF控制）、SF控制變頻器（轉(zhuǎn)差頻率控制）、VC控制變頻器（Vectory Control 矢量控制)
按國(guó)際區(qū)域分類
國(guó)產(chǎn)變頻器森蘭英威騰；歐美變頻器ABB西門子、日本變頻器富士三菱、韓國(guó)變頻器、臺(tái)灣變頻器臺(tái)達(dá)、香港變頻器
按電壓等級(jí)分類
高壓變頻器、中壓變頻器、低壓變頻器[1]
按電壓性質(zhì)分類
交流變頻器、直流變頻器、
變頻器節(jié)能效果
變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機(jī)、水泵的應(yīng)用上。為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機(jī)械在設(shè)計(jì)配用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí)，都留有一定的富余量。當(dāng)電機(jī)不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，除達(dá)到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費(fèi)。風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過(guò)調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來(lái)調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過(guò)程中。當(dāng)使用變頻調(diào)速時(shí)，如果流量要求減小，通過(guò)降低泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即可滿足要求。
由流體力學(xué)可知，P（功率）=Q（流量）×H（壓力），流量Q與轉(zhuǎn)速N的一次方成正比，壓力H與轉(zhuǎn)速N的平方成正比，功率P與轉(zhuǎn)速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，當(dāng)要求調(diào)節(jié)流量下降時(shí)，轉(zhuǎn)速N可成比例的下降，而此時(shí)軸輸出功率P成立方關(guān)系下降。即水泵電機(jī)的耗電功率與轉(zhuǎn)速近似成立方比的關(guān)系。所隊(duì)當(dāng)所要求的流量Q減少時(shí)，可調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n按比例降低。這時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率P將按三次方關(guān)系大幅度地降低，比調(diào)節(jié)擋板、閥門節(jié)能40%一50%，從而達(dá)到節(jié)電的目的。
以上海正藝信息科技有限公司生產(chǎn)的變頻器應(yīng)用到風(fēng)機(jī)水泵型負(fù)載的節(jié)能的例子來(lái)說(shuō)：一臺(tái)離心泵電機(jī)功率為55千瓦，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到原轉(zhuǎn)速的4/5時(shí)，其耗電量為28.16千瓦，省電48.8%，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到原轉(zhuǎn)速的l/2時(shí)，其耗電量為6.875千瓦，省電87.5%。
2、功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能
無(wú)功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低，大量的無(wú)功電能消耗在線路當(dāng)中，設(shè)備使用效率低下，浪費(fèi)嚴(yán)重，使用變頻調(diào)速裝置后，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，從而減少了無(wú)功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。
3、軟啟動(dòng)節(jié)能
電機(jī)硬啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，而且還會(huì)對(duì)電網(wǎng)容量要求過(guò)高，啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的大電流和震動(dòng)時(shí)對(duì)擋板和閥門的損害極大，對(duì)設(shè)備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動(dòng)功能將使啟動(dòng)電流從零開始，最大值也不超過(guò)額定電流，減輕了對(duì)電網(wǎng)的沖擊和對(duì)供電容量的要求，延長(zhǎng)了設(shè)備和閥門的使用壽命。節(jié)省了設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。
編輯本段使用與保養(yǎng)變頻器的注意事項(xiàng)
物理環(huán)境
1)工作溫度。變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件，極易受到工作溫度的影響，產(chǎn)品一般要求為0～55℃，但為了保證工作安全、可靠，使用時(shí)應(yīng)考慮留有余地，最好控制在40℃以下。在控制箱中，變頻器一般應(yīng)安裝在箱體上部，并嚴(yán)格遵守產(chǎn)品說(shuō)明書中的安裝要求，絕對(duì)不允許把發(fā)熱元件或易發(fā)熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。
2)環(huán)境溫度。溫度太高且溫度變化較大時(shí)，變頻器內(nèi)部易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，其絕緣性能就會(huì)大大降低，甚至可能引發(fā)短路事故。必要時(shí)，必須在箱中增加干燥劑和加熱器。
3)腐蝕性氣體。使用環(huán)境如果腐蝕性氣體濃度大，不僅會(huì)腐蝕元器件的引線、印刷電路板等，而且還會(huì)加速塑料器件的老化，降低絕緣性能，在這種情況下，應(yīng)把控制箱制成封閉式結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行換氣。
4)振動(dòng)和沖擊。裝有變頻器的控制柜受到機(jī)械振動(dòng)和沖擊時(shí)，會(huì)引起電氣接觸不良。這時(shí)除了提高控制柜的機(jī)械強(qiáng)度、遠(yuǎn)離振動(dòng)源和沖擊源外，還應(yīng)使用抗震橡皮墊固定控制柜外和內(nèi)電磁開關(guān)之類產(chǎn)生振動(dòng)的元器件。設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行檢查和維護(hù)。
電氣環(huán)境
1)防止電磁波干擾。變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對(duì)附近的儀表、儀器有一定的干擾。因此，柜內(nèi)儀表和電子系統(tǒng)，應(yīng)該選用金屬外殼，屏蔽變頻器對(duì)儀表的干擾。所有的元器件均應(yīng)可靠接地，除此之外，各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應(yīng)選用屏蔽控制電纜，且屏蔽層應(yīng)接地。如果處理不好電磁干擾，往往會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法工作，導(dǎo)致控制單元失靈或損壞。 請(qǐng)登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng) 瀏覽更多信息
2)防止輸入端過(guò)電壓。變頻器電源輸入端往往有過(guò)電壓保護(hù)，但是，如果輸入端高電壓作用時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)使變頻器輸入端損壞。因此，在實(shí)際運(yùn)用中，要核實(shí)變頻器的輸入電壓、單相還是三相和變頻器使用額定電壓。特別是電源電壓極不穩(wěn)定時(shí)要有穩(wěn)壓設(shè)備，否則會(huì)造成嚴(yán)重后果。
接地 變頻器正確接地是提高控制系統(tǒng)靈敏度、抑制噪聲能力的重要手段，變頻器接地端子E(G)接地電阻越小越好，接地導(dǎo)線截面積應(yīng)不小于2mm2，長(zhǎng)度應(yīng)控制在20m以內(nèi)。變頻器的接地必須與動(dòng)力設(shè)備接地點(diǎn)分開，不能共地。信號(hào)輸入線的屏蔽層，應(yīng)接至E(G)上，其另一端絕不能接于地端，否則會(huì)引起信號(hào)變化波動(dòng)，使系統(tǒng)振蕩不止。變頻器與控制柜之間應(yīng)電氣連通，如果實(shí)際安裝有困難，可利用銅芯導(dǎo)線跨接。
防雷 在變頻器中，一般都設(shè)有雷電吸收網(wǎng)絡(luò)，主要防止瞬間的雷電侵入，使變頻器損壞 。但在實(shí)際工作中，特別是電源線架空引入的情況下，單靠變頻器的吸收網(wǎng)絡(luò)是不能滿足要求的。在雷電活躍地區(qū)，這一問(wèn)題尤為重要，如果電源是架空進(jìn)線，在進(jìn)線處裝設(shè)變頻專用避雷器(選件)，或有按規(guī)范要求在離變頻器20m的遠(yuǎn)處預(yù)埋鋼管做專用接地保護(hù)。如果電源是電纜引入，則應(yīng)做好控制室的防雷系統(tǒng)，以防雷電竄入破壞設(shè)備。實(shí)踐表明，這一方法基本上能夠有效解決雷擊問(wèn)題。
編輯本段變頻器供電系統(tǒng)的諧波治理與無(wú)功功率補(bǔ)償
隨著變頻器的廣泛應(yīng)用，變頻器供電系統(tǒng)的諧波治理與元功功率補(bǔ)償?shù)囊饬x逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。變頻器供電電源按傅立葉級(jí)數(shù)可以分解為基波有功電游泳流，基波無(wú)功電流，諧波和間諧波電流。
基波無(wú)功電流占用電網(wǎng)容量；導(dǎo)致網(wǎng)壓波動(dòng)；在供配電設(shè)施產(chǎn)生熱損耗；降低了供配電設(shè)施運(yùn)行可靠性。
諧波和間諧波的集膚效應(yīng)使輸電線等效截面積變小，線路損耗增加；鐵芯中附加高頻渦流損耗；諧波和間諧波電流導(dǎo)致網(wǎng)壓波形畸變和輻射干擾，引起同一電網(wǎng)下其它負(fù)載出力減小，損耗增加，甚至誤動(dòng)作。
變頻器用量較大的車間，用電容器直接進(jìn)行無(wú)功力率補(bǔ)償雖然可以大副度降低基波無(wú)功電流，但是必然出現(xiàn)諧波放大現(xiàn)象。這時(shí)，供電電流和電容器電流中諧波和間諧波電流大副度增加，電容器由于超溫和過(guò)壓而損壞，供電變壓器溫升加大。為避免諧波電流大副度增加，電容器由于超溫和過(guò)壓而損壞，供電變壓器溫升加大。為避免諧波放大，諧波治理與無(wú)功功率補(bǔ)償必須同時(shí)進(jìn)行。
從基波無(wú)功電流，諧波和間諧波電流的危害上可看出：采用就地諧波治理與無(wú)功功率補(bǔ)償可以獲得最大的效益。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，采用就地諧波治理與無(wú)功功率補(bǔ)嘗，一年或一年半時(shí)間即可從節(jié)能中回收全部投資。
2變頻器供電系統(tǒng)的諧波治于是與無(wú)功功率補(bǔ)償方法
根據(jù)變頻器分類，變頻器供電系統(tǒng)的就地諧波治理與無(wú)功功率補(bǔ)償裝置分為：
含各次濾波器的TSC動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置；6%電抗的TSC動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置固定投入各次濾波器的裝置，由于有源濾波器技術(shù)和價(jià)格的原因，目前還難在國(guó)內(nèi)推廣。
2.1 交-直-交電流型變頻器
電網(wǎng)通過(guò)可控硅三相全控橋給變頻器供電，功率因數(shù)角約等于控制角a。供電電流包含6±1次諧波(K=1、2、3…)，并且在直流電流無(wú)脈動(dòng)的理想情況下，n次諧波電流含量是基波電流的1/n。實(shí)際上，直流電流脈動(dòng)導(dǎo)致五次諧波和七次諧波含量增加，大于七次諧波的高次諧波含量減少。就地實(shí)現(xiàn)諧波治理和無(wú)功功率補(bǔ)嘗是安裝含各次濾波器的TSC動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。裝置中計(jì)算機(jī)根據(jù)基波無(wú)功功率投入一定數(shù)量的五次、七次、十一次和十三次濾波器。濾波器對(duì)基波呈容性，補(bǔ)償基波無(wú)功功率；濾波器對(duì)諧波呈現(xiàn)很小的電感，濾除各次諧波無(wú)功功率。
2.2 交-交變頻器
電網(wǎng)通過(guò)可控硅三相可逆整流橋給變頻器供電，功率因數(shù)很低。從電電流不僅包含6K±1次諧波(K=1、2、3…)，還在諧波附近出現(xiàn)間隔為變頻器輸出頻率的間諧波。用五次、七次、十一次和十三次濾波器可以濾除諧波，但是濾波器器對(duì)一些間諧波呈容性，必然產(chǎn)生間諧波放大現(xiàn)象。
來(lái)源:輸配電設(shè)備網(wǎng)
就地實(shí)現(xiàn)諧波、間諧波治理和無(wú)功功率補(bǔ)償是安裝6%電抗的TSC動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。特點(diǎn)是對(duì)五次和五次以上諧波和間諧波都呈感性，沒有諧波放大現(xiàn)象。對(duì)五次、七次諧波和五次、七次諧波附近的間諧也有一定的濾波效果。
2.3交-直-交電壓型變頻器
電網(wǎng)通過(guò)三相二極管整流橋給變頻器供電，功率因數(shù)大于0.97。由于二極管整流橋僅在網(wǎng)壓峰頂開通，對(duì)電容器充電，電流波形是導(dǎo)通角較窄的尖鋒。供電電流包含6K±1次諧波(K=1、2、3…),諧波含量隨進(jìn)線電抗和直流濾波電抗的電感量增加而減少。一般來(lái)說(shuō)，加電抗器后五次諧波、七次諧波十一次諧波和十三次諧波仍然占40%、35%、25%和20%。
對(duì)供電變壓器還有其它感性負(fù)載的場(chǎng)合，可以安裝含各次濾波器的TSC動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置；對(duì)幾乎全是交-直-交電壓型變頻器的車間由于不需要補(bǔ)償基波無(wú)功功率需要濾除諧波無(wú)功功率，應(yīng)安裝固定投入各次濾波器的裝置。為了防止輕載過(guò)補(bǔ)償對(duì)電網(wǎng)電壓的提升，該濾波器應(yīng)該具有提供的基波容性抗器應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)考慮諧波發(fā)熱和過(guò)壓?jiǎn)栴}。
3 變頻器供電系統(tǒng)的諧波治理與無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)脑砗蛻?yīng)用
下面就北京三義電力電子公司MV系列就地TSC動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置和固定投入的濾波裝置的結(jié)構(gòu)作原理作簡(jiǎn)要介紹。
TSC動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置主回路如圖一所示。其特點(diǎn)是晶閘管電子開關(guān)將濾波器投入、退出電網(wǎng)速率為10mS，無(wú)功補(bǔ)償動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間15mS，各次諧波濾除率80%以上。濾波器為L(zhǎng)-C串聯(lián)濾波器，可以設(shè)計(jì)成五次、七次、十一次、十三次濾波器或6%電抗濾波器。
如果負(fù)載相電流分別為ia、ib和ic，其對(duì)應(yīng)無(wú)功電流分量的有效值是Iaq(t)、Ibq(t)和Icq(t),采用形電容器接法，線間補(bǔ)償電流的有效值分別為Iab(t)、Ibc(t)和Ica(t)。線間應(yīng)投入多少單位電容量nab(t)、nb(t)和nca(t)的計(jì)算方法如下：3.1從包含諧波的負(fù)載相電流ib和ic中計(jì)算負(fù)載三相無(wú)功電流Iaq(t)、Ibq(t)和Icq(t)：
式(1)中Kd為動(dòng)態(tài)微分系數(shù)，無(wú)功電流變化小時(shí)Kd=o,以保證檢測(cè)精確性；無(wú)功電流變化大時(shí)，Kd=1,以保證檢測(cè)的快速性。
式(2)中A為檢測(cè)系數(shù)矩陣，其中sin與電網(wǎng)相電壓Ua同步。
3.2根據(jù)負(fù)載三相無(wú)功電流計(jì)算三相補(bǔ)償電流Iab(t)、Ibc(t)和Ica(t): 式(3)中為某路電容器全部投入的補(bǔ)償電流Imax與實(shí)際補(bǔ)償電流的差值。
3.3根據(jù)三相補(bǔ)償電流和網(wǎng)壓計(jì)算各路應(yīng)投入多少單位電容naq(t)、nbq(t)和ncq(t): 式(4)中UabUbcUca為電網(wǎng)線電壓有效值，Xc為單位電容器50Hz的容抗。
為降低輻身干擾，選用鐵芯電抗器。裝置的核心技術(shù)是晶閘管電子開關(guān)高速率將濾波器投入、退出電網(wǎng)平滑無(wú)沖擊。裝置內(nèi)計(jì)算機(jī)還對(duì)散熱器溫度、補(bǔ)償電流、電網(wǎng)電壓和接觸器接點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)視，在無(wú)人值守情況下，實(shí)現(xiàn)散熱器超溫、補(bǔ)償電流過(guò)流和過(guò)載、電網(wǎng)電壓氛相和相序錯(cuò)、接觸器等故障的保護(hù)和容錯(cuò)運(yùn)行。裝置運(yùn)行后，不僅使功率因數(shù)大于0.95，而且使諧波電流和網(wǎng)壓畸變率均達(dá)到GB/T14549-93國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 固定投入的濾波裝置主回咱與圖一類似，只不過(guò)晶閘管電子開關(guān)換成了接觸器。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)按一定次序和時(shí)間間隔投入各次濾波器。為避免諧波放大，為減少投切沖擊和防止補(bǔ)償網(wǎng)壓提升，電容量應(yīng)做得較小，使網(wǎng)壓提升不超過(guò)1。5%。實(shí)際運(yùn)行時(shí)，諧波電流是基波電流的四、五倍。這對(duì)鐵芯電抗器和諧波濾波器都有較高的設(shè)計(jì)要求。裝置內(nèi)計(jì)算機(jī)對(duì)補(bǔ)償電流過(guò)流和過(guò)載、電網(wǎng)電壓缺相和相序錯(cuò)、接觸器等故障的保護(hù)。濾波裝置投入運(yùn)行后，變壓器輸出電流接近正弦。
