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1.概括

变频技巧是应互换机电无级调速的需求而出生的。20世纪60岁月之后，电力电子器件履历了SCR（晶闸管）、GTO（门极可关断晶闸管）、BJT（双极型功率晶体管）、MOSFET（金属氧化物场效应管）、SIT（静电感觉晶体管）、SITH（静电感觉晶闸管）、MGT（MOS掌握晶体管）、MCT（MOS掌握晶闸管）、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、HVIGBT（耐高压绝缘栅双极型晶闸管）的进展历程，器件的革新推进了电力电子转换技巧的陆续进展。20世纪70岁月最先，脉宽调制变压变频（PWM－VVVF）调速研讨引发了人们的高度正视。20世纪80岁月，做为变频技巧重点的PWM形式优化题目吸引着人们的粘稠趣味，并得出诸多优化形式，个中以鞍形波PWM形式后果最好。20世纪80岁月后半期最先，美、日、德、英等发财国度的VVVF变频器已投入墟市并获患了普遍运用。

2.变频器掌握方法

低压通用变频输出电压为～V，输出功率为0.75～kW，做事频次为0～Hz，它的主电路都采纳交直交电路。其掌握方法履历了下列四代。

2.1U/f=C的正弦脉宽调制（SPWM）掌握方法

其特点是掌握电路构造简明、成本较低，板滞特点硬度也较好，也许满意通常传动的腻滑调速请求，已在财产的各个范畴得到普遍运用。不过，这类掌握方法在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响较量显著，使输出最大转矩减小。别的，其板滞特点终于没有直流电动机硬，动态转矩手腕和静态调速功用都还不尽善尽美，且系统功用不高、掌握弧线会随负载的改变而改变，转矩相应慢、机电转矩哄骗率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而功用下落，平静性变差等。于是人们又研讨出矢量掌握变频调速。

2.2电压空间矢量（SVPWM）掌握方法

它因此三相波形全体生成果果为前提，以迫近机电气隙的抱负圆形扭转磁场轨迹为宗旨，一次生成三相调制波形，之内切多边形迫近圆的方法举行掌握的。经理论哄骗后又有所改良，即引入频次赔偿，能消除速率掌握的过失；过程反应预算磁链幅值，消除低速时定子电阻的影响；将输出电压、电流闭环，以抬高动态的精度和平静度。但掌握电路步骤较多，且没有引入转矩的调理，以是系统功用没有得到根基改进。

2.3矢量掌握（VC）方法

矢量掌握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、过程三相－二相转换，等效成两相停止坐标系下的互换电流Ia1Ib1，再过程按转子磁场定向扭转转换，等效成同步扭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），而后效仿直流电动机的掌握法子，求得直流电动机的掌握量，过程相应的坐标反转换，实行对异步电动机的掌握。其本色是将互换电动机等效为直流电动机，别离对速率，磁场两个份量举行自力掌握。过程掌握转子磁链，而后分解定子电流而得到转矩和磁场两个份量，经坐标转换，实行正交或解耦掌握。矢量掌握法子的提议具备划期间的意义。但是在本质运用中，由于转子磁链难以的确视察，系统特点受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机掌握历程中所用矢量扭转转换较繁杂，使得本质的掌握后果难以到达抱负解析的后果。

2.4直接转矩掌握（DTC）方法

年，德国鲁尔大学的DePenbrock讲解初度提议了直接转矩掌握变频技巧。该技巧在很大水平上处理了上述矢量掌握的不够，并以新奇的掌握思维、简略通达的系统构造、精良的动静态功用获患了快捷进展。暂时，该技巧已胜利地运用在电力机车牵引的大功率交传布动上。

直接转矩掌握直接在定子坐标系下解析互换电动机的数学模子，掌握电动机的磁链和转矩。它不需求将互换电动机等效为直流电动机，于是省去了矢量扭转转换中的很多繁杂计较；它不需求效仿直流电动机的掌握，也不需求为解耦而简化互换电动机的数学模子。

2.5矩阵式交—交掌握方法

VVVF变频、矢量掌握变频、直接转矩掌握变频都是交－直－交变频中的一种。其协同缺陷是输入功率因数低，谐波电流大，直流电路需求大的储能电容，更生能量又不能反应回电网，即不能举行四象限运转。为此，矩阵式交－交变频应运而生。由于矩阵式交－交变频省去了中央直流步骤，从而省去了体积大、价钱贵的电解电容。它能实行功率因数为l，输入电流为正弦且能四象限运转，系统的功率密度大。该技巧暂时虽尚未老练，但仍吸引着浩瀚的学者深入研讨。其本色不是直接的掌握电流、磁链等量，而是把转矩直接做为被掌握量来实行的。详细法子是：

——掌握定子磁链引入定子磁链视察器，实行无速率传感器方法；——主动辨认（ID）倚赖详细的机电数学模子，对机电参数主动辨认；——算出本质值对应定子阻抗、互感、磁饱和要素、惯量等算出本质的转矩、定子磁链、转子速率举行及时掌握；——实行Band—Band掌握按磁链和转矩的Band－Band掌握形成PWM记号，对逆变器开关形态举行掌握。

矩阵式交—交变频具备迅速的转矩相应（2ms），很高的速率精度（±2％，无PG反应），高转矩精度（＋3％）；同时还具备较高的起动转矩及高转矩精度，特别在低速时（囊括0速率时），可输出％～％转矩。

3.变频器掌握方法的正当采用

掌握方法是决议变频器哄骗功用的关键地方。暂时墟市上低压通用变频器品牌很多，囊括欧、美、日及国产的共约50多种。采用变频器时不要觉得层次越高越好，而要按负载的特点，以满意哄骗请求为准，以便做到量才哄骗、经济实惠。表1中所列参数供选历时参考。

4.转矩掌握型变频器的选型及相干题目

基于调速便利、节能、运转牢靠的长处，变频调速器已慢慢取代保守的变极调速、电磁调速和调压调速方法。在推出PWM磁通矢量掌握的变频器数年后，岁终又涌现采纳DTC掌握技巧的变频器。ABB公司的ACS系列是第一代采纳DTC技巧的变频器，它也许用开环方法对转速和转矩举行的确掌握，况且动态和静态目标已优于PWM闭环掌握目标。

直接转矩掌握以衡量机电电流和直流电压做为自适应机电模子的输入。

该模子每隔25μs形成一组详细的转矩和磁通本质值，转矩较量器和磁通较量器将转矩和磁通的本质值与转矩和磁通的给定值举行较量，以断定最好开关地位。由此也许看出它是过程对转矩和磁通的衡量，立即调度逆变电路的开关形态，从而调度机电的转矩和磁通，以到达详细掌握的宗旨。4.1选型准则

首先要遵循板滞对转速(最高、最低)和转矩(起动、赓续及过载)的请求，断定板滞请求的最大输入功率(即机电的额定功率最小值)。有阅历公式：

P=nT/(kW)式中:P——板滞请求的输入功率(kW)；n——板滞转速(r/min)；T——板滞的最大转矩(N·m)。

而后，取舍机电的极数和额定功率。机电的极数决议了同步转速，请求机电的同步转速尽也许地遮蔽全部调速局限，使赓续负载容量高一些。为了充足哄骗设置潜能，防止浪掷，可准许机电短时超出同步转速，但确定小于机电准许的最大转速。转矩取设置在起动、赓续运转、过载或最高转速等形态下的最大转矩。末了，遵循变频器输出功率和额定电流稍大于机电的功率和额定电流的准则来断定变频器的参数与型号。

需求留神的是，变频器的额定容量及参数是针对确定的海拔高度和处境温度而标出的，通常指海拔m下列，温度在40℃或25℃下列。若哄骗处境超出该划定，则在断定变频器参数、型号时要琢磨到处境形成的降容要素。

4.2变频器的外部设置及应留神的题目

1）取舍适宜的外部熔断器，以防止因内部短路对整流器件的毁坏变频器的型号断定后，若变频器内部整流电路前没有维护硅器件的迅速熔断器，变频器与电源之间应设置切合请求的熔断器和阻隔开关，不能用空气断路器接替熔断器和阻隔开关。

2）取舍变频器的引入和引出电缆遵循变频器的功率取舍导线截面适宜的三芯或四芯障蔽动力电缆。特别是从变频器到机电之间的动力电缆确定要采用障蔽构造的电缆，且要尽也许短，如此可低落电磁辐射和容性泄电流。当电缆长度超出变频器所准许的输出电缆长度时，电缆的杂散电容将影响变频器的寻常做事，为此要设置输出电抗器。关于掌握电缆，特别是I/0记号电缆也要用障蔽构造的。关于变频器的外围元件与变频器之间的连贯电缆其长度不得超出10m。

3）在输入侧装互换电抗器或EMC滤波器遵循变频器装配场地的其余设置对电网品格的请求，若变频器做事时已影响到这些设置的寻常运转，可在变频器输入侧装互换电抗器或EMC滤波器，制服由功率器件通断引发的电磁侵犯。若与变频器连贯的电网的变压器中性点不接地，则不能采用EMC滤波器。当变频器用V以上电压启动机电时，需在输出侧设置du/dt滤波器，以制服逆变输出电压尖峰和电压的改变，有益于维护机电，同时也低落了容性泄电流和机电电缆的高频辐射，以及机电的高频花费和轴承电流。哄骗du/dt滤波器时要留神滤波器上的电压降将引发机电转矩的略微低落；变频器与滤波器之间电缆长度不得超出3m。

5.结语

变频器的选型是一项需求用心应付的做事，暂时墟市上低压通用变频器的种类及规格很多，取舍时应按本质的负载特点，以满意哄骗请求为准，以便做到量才哄骗，经济实惠。

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