【学习笔记】变频器介绍

1. 简要介绍

1）概念

将固定频率与固定电压的交流电源变成可调频率与可调电压的交流电源的一种电能转换装置。它的控制对象是电机。

2）优点

①调速方便、精度高，
②节能，可用于风机、水泵等
③启动电流小、转矩大，对电机有好处，可减少对电网的冲击
④控制系统简化，简化一部分机械传动部件，减少一些外围电气控制元件，降低系统成本与维护成本

3）控制电机的方式方法：

①电机：把电能转换为机械能的电气设备，包含电、磁、力的多变量、强耦合系统。
②通过对电机数学模型变换，将多变量强耦合的交流电机等效成简单的直流电机，对磁通和力矩分别控制

4）三种控制方式

①速度控制：通过调节输出电压频率调节电机转速

②转矩控制：通过矢量变换，可以实现对磁通（励磁电流）和力矩（力矩电流、电枢电流）分别控制

③定位控制：结合编码器反馈的速度、位置信息进行定位控制

5) 缺点及应对措施

①谐波污染，不同的电流谐波要求措施不同，主要有输入侧增加交流或直流电抗器，增加无源或无源滤波器或改用多脉冲直流
②电磁干扰，增加外置EMC滤波器，选用高EMC配置的变频器、增加磁环或选择合适的屏蔽、接地等。
③对电机绕阻的绝缘产生不利影响，加入交流电抗器或者正弦波滤波器。
④对电机温升、噪声、振动增加，提高载频。

2. 分类

1）按照输入电压相数分为：单相、三相
2）按照直流储能环节器件的种类分为电压型（直流回路电感储能、母线电流近似恒定）、电流型（直流回路电感储能，无电容，母线电流近似恒定）。
3）按照逆变器输出电平：两电平（-1，1）、三电平（-1，0，1）。
4）按照能量是否可向电网回馈：两象限、四象限
①两象限：使用二极管整流，只能正反转两个象限内，在发电状态时能量回不去，需要通过制动单元消耗，从而使母线电压得到控制。
②四象限：用IGBT可控整流，既能正反转，同时也可以在发电状态下把能量回到电网，可以在四个状态下都可以工作。
5）其他

3 外围配置

以MD500为例