变频器基本工作原理与构成

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变频器基本原理与构成2006年3月

基本原理一、基本原理1、变频器是一种控制交流电机运转的控制器。它把

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固定频率(我国为50HZ)的交流电源变成频率电压 可调的交流电源，从而控制电机的转速。异步电机 转速公式如式(1)所示： n=[60*f/p]*(1-s) ----------------(1) n:电机转速(r/min)

f:电源频率(HZ)p:电机磁极对数 s:转差率

基本原理变频器综合了电子技术、电机控制、计算机技术、控 制技术等多种技术为一体。是一种广泛应用于各行 各业的电力电子设备，它通过控制电机的旋转速度 来满足各行业的需求，因此它的英文缩写为 MDI: MOTOR DRIVE INVERTER 控制模式：变频器一般有三种基本方式可选择： 1)有速度传感器矢量控制，闭环矢量 2)无速度传感器矢量控制，开环矢量 3)V/F控制

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变频器优缺点2、使用变频器的好处。 a、调速方便(相对与调压调速、转子电子调速等)。 b、节能(与具体负载、使用情况有关)。 c、启动电流小、对电网冲击小(与直接启动比)。 d、功能多样，有利于自动化生产、提高生产效率及自动化水 平。 3、使用变频器的坏处： a、对其他设备干扰大。 b、输出电压是PWM波形，对电机温升及绝缘有不利影响。 c、是一个故障源，容易损坏(相对而言)。 d、调试、维护等需要一定的技术水平。

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主回路原理图4、变频器主回路原理如图1所示：上电缓冲 整流部分L1

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储能滤波

逆变部分

K1

C4

D1

D3

D5 U

电流检测

电源 制动单元D2 D4 D6

V

电机

W

C5

图 1: 主 回 路 原 理 图

汇川变频器现在应用的主要行业5、汇川变频器现在应用的主要行业： 1)、电梯：无锡新纺、江南佳捷、广州永日 2)、拉丝：50% 3)、钢帘线：10% 4)、机床：浙江、无锡、大连机床厂 5)、塑机：联塑、安富、台联 6)、印包：20% 7)、纺织：宏源集团 8)、陶瓷：新中源、蒙娜丽沙 9)、线缆：5% 10)、改造：冶金、供热

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基本构成二、基本构成变频器

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硬件

结构

软件

主回路 元器件

单板

钣金件 塑胶件

性能

功能

功率范围三、功率范围 汇川变频器的功率大小从单相0.2KW一直到315KW,涵盖在 SIZE-A、B、C、D、E、F、G、H、I共9种大小的箱体结构中。 如下表所示：SIZE 输入电源 涵盖功率(KW)

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AB

单相220VAC单相220VAC 三相380VAC

0.2、0.4、0.750.4、0.75、1.5、2.2 0.75、1.5、2.2 3.7、5.5 7.5、11、15 18.5、22、30 37、45、55 75、90 110、132、160 200、220、250、280、315

C D E F G H I

三相380VAC 三相380VAC 三相380VAC 三相380VAC 三相380VAC 三相380VAC 三相380VAC

系列四、系列

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1、 汇川变频器

有两大基本系列：MD300和MD320, 其本质区别在于控制板不一样，对应功率的MD300 和MD320变频器，除了控制板不一样，其他器件都 一样。具体的对外型号可以参考说明书2、在两大基本系列的基础上又拓展出了MD330、 ME320、ME310、同步机、一体化控制器、阀门变 频器、单锭等。 3、众多的非标产品。 4、模块化结构及众多的选配件(通讯卡、I/O卡、 供水卡、注塑机卡、参数拷贝卡、PG卡等)

汇川变频器结构五、汇川变频器结构(整体效果呈汇川蓝) 1、SIAE-A通体是蓝色塑胶壳。 2、SIZE-B、C上半部分是蓝色塑胶壳，下 半部分是散热器。 3、SIZE-D上半部分是蓝色塑胶壳，下半 部分是灰色钣金件。 4、SIZE-E(即18.5KW)以上通体采用的 是钣金件结构，以前是灰色外观，06年4月 份以后改为蓝色外壳。

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汇川变频器软件六、汇川变频器软件 1、性能软件：烧制在DSP板上的DSP中，其核心 是根据电压及负载电流，来控制6个逆变IGBT的导 通与关断，从而控制电机的运转。指标比如：电机 出力的大小，加减速的性能等等。 2、功能软件：满足客户的诸如：何时运行、何时 停止、正传、反转、端子控制、键盘控制、输出故 障信号等要求。对于MD320系列而言，功能软件主 要在控制板上的单片机中，MD300的控制板上没有 可烧录软件的芯片，因此功能软件也在DSP板上。

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主回路器件七、汇川变频器主回路器件 1、整流桥(SIZE-D以下，整流桥与IGBT等封装在一起，称 为PIM,厂家：TYCO,SEMIKRON、EUPEC、FUJI等) 2、逆变IGBT (SIZE-D以下，整流桥与IGBT等封装在一起， 称为PIM,SIZE-E/I是六管封装、SIZE-F/G/H是双管封装。) 3、大电解电容，作用：储能和滤波，供应商：海立。 4、SIZE-E及以下使用继电器，SIZE-F及以上使用直流接触 器。 5、电流检测部分： SIZE-E及以下使用分流器及光耦， SIZE-F及以上使用霍尔。 6、直流电抗器能提高功率因数，抑制谐波等，对整流桥和电 解电容都有好处，SIZE-D以下由于体积限制，没有装，SIZED/E/F内置，SIZE-G以上是标配外置。

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其他器件及板子八、其他器件及板子 1、散热是变频器最重要的方面。汇川全部变频器都采用直流 风扇。(个别小机器没有风扇) 2、MD320系列变频器使用的是同一块控制板MT152KZ, MD300系列变频器使用的是同一块控制板ET152KZ。除SIZEA特殊外，所有变频器都有一块DSP板，焊接在驱动板上。 3、所有变频器都有一块驱动板，产生变频器需要的各种电源 电压及驱动、检测电路。 4、SIZE-E有一块继电器板，SIZE-F有防雷板、电阻板。 SIZE-G/H/I有防雷板、电阻板、风扇电源板。 5、单板常用器件：电阻、电容、变压器

、光耦、IC、二极管、 三极管、稳压管、电缆等等。

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客户为什么选择汇川九、汇川产品现在在客户中的印象： 1)产品质量较好，在个别行业形成了一定的品牌效应 2)客户首先欣赏的是汇川的方案(拉丝、印包、验布机、波 峰焊、钢帘线) 3)有性能要求的客户，认为汇川的产品性价比比较高(数控 车床、闭环矢量) 4)售前方案沟通和售后调试及换机及时性 5)一线人员素质高、水平高、辛勤吃苦。 6)非标的快速性(总部反应、生产非标的快速性、一线人员 现场写非标)

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