運動控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試（第2版）課件 3.2.7變頻器的分類與現(xiàn)狀 b2

運動控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試主講：南工機電教學團隊高等教育出版社3.2.7變頻器的分類與現(xiàn)狀

變頻器是一種控制交流電機運轉的控制器。它把固定頻率（我國為50HZ）的交流電源變成頻率電壓可調(diào)的交流電源，從而控制電機的轉速。利用變頻器，可以實現(xiàn)被控制的交流電機變頻調(diào)速、功率因素、過電流過電壓保護、過載保護等，從而更好的控制整個電機的運行，提高電能的利用率和整個系統(tǒng)的工作效率。變頻器的問世，使得交流調(diào)速在很大程度上取代了直流調(diào)速。變頻器外形如圖3-46所示。3.2.7變頻器的分類與現(xiàn)狀變頻器的分類1（1）根據(jù)供電電源根據(jù)供電電源變頻器可分為高壓變頻器和低壓變頻器。按國際標準（IEC60038:1983）和中國國家標準（GB156-2003）的規(guī)定，把電壓分為<1kV、1～35kV、35～220kV、>245kV四個等級。低壓變頻器，通常指額定電壓在1000V以下的設備，適用于較小功率的電機控制。我國使用220V、380V、480V、660V四個標準電壓。3.2.7變頻器的分類與現(xiàn)狀變頻器的分類1這類變頻器具有以下幾個優(yōu)勢：①價格相對較低：低壓變頻器的生產(chǎn)工藝相對成熟，市場競爭激烈，價格相對較低，適用于預算有限的項目。②安裝方便：低壓變頻器體積相對較小，重量較輕，易于安裝和維護。③調(diào)速精度高：低壓變頻器采用先進的調(diào)速算法和控制策略，具有較高的調(diào)速精度和穩(wěn)定性。④適用范圍廣：低壓變頻器適用于多種場景，如風機、水泵、輸送機等。低壓變頻器，通常指額定電壓在1000V以下的設備，適用于較小功率的電機控制。3.2.7變頻器的分類與現(xiàn)狀變頻器的分類1高壓變頻器，通常指額定電壓在1000V以上的設備，適用于大功率電機控制。在1～35kV電壓段，我國使用3kV、6kV、10kV和35kV四個標準電壓。這類變頻器具有以下幾個優(yōu)勢：①適用于大功率電機：高壓變頻器可以滿足大功率電機的調(diào)速需求，廣泛應用于冶金、石化、水泥等行業(yè)。②抗干擾能力強：高壓變頻器采用抗干擾設計，能在高電磁環(huán)境下穩(wěn)定運行。③故障自檢功能：高壓變頻器具備自動故障檢測和排除功能，能夠降低故障率和維修成本。④操作界面友好：高壓變頻器通常配備大屏幕觸摸操作界面，操作簡便，便于工程師進行參數(shù)設置和監(jiān)控。盡管如此，中高壓變頻器也存在一些不足，如價格較高、安裝要求較高等。3.2.7變頻器的分類與現(xiàn)狀變頻器的分類1（2）按照工作原理可分為V/f控制、轉差頻率控制和矢量控制變頻器。1）V/f控制變頻器。V/f控制變頻器就是保證輸出電壓跟頻率成正比的控制。這樣可以使電動機的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生，多用于風機、泵類節(jié)能。2）轉差頻率控制變頻器。轉差調(diào)速即改變異步電動機的滑差來調(diào)速，滑差越大速度越慢。轉差頻率控制技術的采用，使變頻調(diào)速系統(tǒng)在一定程度上改善了系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)性能同時它又比矢量控制方法簡便，具有結構簡單、容易實現(xiàn)、控制精度高等特點，廣泛應用于異步電機的矢量控制調(diào)速系統(tǒng)中。3.2.7變頻器的分類與現(xiàn)狀3）矢量控制變頻器。根據(jù)直流電動機調(diào)速控制的特點，將異步電動機定子繞組電流按矢量變換的方法分解并形成類似于直流電動機的磁場電流分量和轉矩電流分量，只要控制異步電動機定子繞組電流的大小和相位，就可以控制勵磁電流和轉矩電流，得到良好的調(diào)速控制效果。它的主要特點是低頻轉矩大、動態(tài)響應快、控制靈活，一般是應用在惡略的工作環(huán)境、要求高速響應和高精度的電力拖動的系統(tǒng)等。3.2.7變頻器的分類與現(xiàn)狀（3）按變換方法可分為交-直-交變頻器和交-交變頻器。1）交-直-交變頻器。這種變頻器也稱通用變頻器，由整流器、濾波系統(tǒng)和逆變器三部分組成，工作原理是先把工頻交流通過整流器變成直流，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，它在工業(yè)自動化領域和不間斷電源領域應用廣泛。2）交-交變頻器。這種變頻器把工頻交流直接變換成頻率、電壓可調(diào)的交流，采用晶閘管自然換流方式，工作穩(wěn)定，可靠，又稱直接式變頻器。最高輸出頻率是電網(wǎng)頻率的1/3-1/2，在大功率低頻范圍有很大的優(yōu)勢，由于沒有直流環(huán)節(jié)，變頻效率高，主回路簡單，不含直流電路及濾波部分，與電源之間無功功率處理以及有功功率回饋容易，在傳統(tǒng)大功率電機調(diào)速系統(tǒng)中應用較多。3.2.7變頻器的分類與現(xiàn)狀應用現(xiàn)狀2自90年代以來，隨著工業(yè)生產(chǎn)對自動化需求程度的提高和社會節(jié)能環(huán)保意識的加強，變頻調(diào)速器的應用越來越普及。其廣泛的應用于：（1）石油化工冶金等大型生產(chǎn)線；（2）裝備制造業(yè)，如電力機車、塔吊、機床、紡織機械、印刷等；（3）民用行業(yè)，如商用空調(diào)、電梯、供水、家電、健身器材等。市面上出售的變頻器大多數(shù)為交-直-交電壓源型第三代變頻器。產(chǎn)品主要來自日本的一些廠家。其他的如西門子、ABB等銷售也比較多。（1）日本品牌變頻器市場占有率仍比較高日本變頻器公司進入中國市場最早，并且一直有針對性的推出產(chǎn)品。目前，市場占有率高達60%以上。富士、三菱及安川三家公司的變頻器市場占有率最大。3.2.7變頻器的分類與現(xiàn)狀（2）增長迅速的歐美品牌變頻器歐美公司進入中國市場比較晚，但產(chǎn)品檔次高、容量大，價格也比較高。目前市場份額達到30%左右。比如西門子、ABB等。3.2.7變頻器的分類與現(xiàn)狀（3）大陸及臺灣企