变频器对输出波形的调制既要变频，又要变压，变频是由逆 变器完成的。而变压按输出电压调节方式不同，变频器有PAM、 PWM 和SPWM等多种方式
PAM 方式--------脉冲幅值调节方式
是通过改变直流侧的电压幅值进行调压的。在变频器中，逆 变器只负责调节输出频率，而输出电压则由相控整流器或直流斩 波器通过调节直流电压去实现 PWM 方式--------脉冲宽度调节方式
IGBT不会立即进入放大状态。
UR VT1 VT3
VT4 VT6
（a）
ura
VC1 +
-
urb
VC4 VC3
+ -
GM
VC6
VC5
urc
VC2
+ -
+ -
+ -
+ -
UI VT5
M
VT2 3
生产机械
AP1 ug1 AP4 ug4 AP3 ug3 AP6 ug6 AP5 ug5 AP2 ug2
UR
+
交—交变频器 是将恒压频的交流电一次 变换成调压调频的交流电， 它由三组可逆整流器组成
通常用于大功率（500kw或1000kw 以上）、低速（600r/min以下）的 场合，如扎钢机、球磨机、水泥回 转窑等
交-直-交变频器的结构
是将恒压恒频的交流电通过整流电路变换成直流，然后 再经过逆变电路将直流变换成调压调频的交流电
矢量控制从原理上说可以得到与直流电动机相同的控制性
能，但是矢量控制的运算中要使用电动机的参数。
变频器的基本类型
3、 按变频器的用途分类
通用变频器
基本上采用电路结构简单的U/f控制方式
专用变频器
分为高性能变频器（采用VC控制方式）、 高频变频器和高压变频器
交-直-交变频器的内部结构简介
~
整流
Udc
1、载波频率高 大多数变频器的载波频率可在3～15kHz的范围内任意可调。
2、电流波形大为改善 载波频率高的结果是电流的谐波成分减小，电流波形十分接近正弦波，
故电磁噪声减小，而电动机的转矩增大。
3、控制功耗减小 IGBT的驱动电路取用电流极小，几乎不损耗功率。
4、瞬间停电可以不停机 这是因为IGBT的栅极电流极小，停电后，栅极控制电压衰减较慢，
基本构成框图
中间环节是大电容器滤波，使 直流侧电压 恒定，变频器 的输出电压随之恒定，相当于 理想的电压源，称为交－直－ 交电压型变频器
中间环节是电感很大的电抗器 滤波，电源阻抗很大，直流环 节中的电流 可近似于恒定， 逆变器输出电流随之恒定，相 当于理想的电流源，称为交－ 直－交电流型变频器
变频器电压调节方式
用PWM逆变器，输出电压是 一系列脉冲，调节脉冲宽 度就可以调节输出电压值
用可控整流器调压、逆变器调频 用斩波器调压的交—直—交变频器
用PWM逆变器同时调压调频
2、 按变频器的控制方式分类
（1）U/f控制变频器（压频比控制）
对变频器的输出的电压和频率同时进行控制，保持U/f恒定 使电动机获得所需的转矩特性
（2）SF控制变频器（转差频率控制）
变频器通过电动机、速度传感器构成速度反馈闭环调速系统。 在S很小的范围内，电动机的转矩近似地与转差角频率成正比。 控制转差频率就代表了控制转矩，这就是转差频率控制的基本概念。
（3）VC变频器（矢量控制）
将异步电动机的定子电流分解为产生磁场的电流分量和与其 垂直的产生转矩的电流分量，并分别加以控制。
2、门极可关断晶闸管（GTO）
属于全控型器件，开通和关闭都可以由脉冲实现。无须强迫换相装置，损耗小， 装置效率高，易于实现PWM控制。
3、电力晶体管（GTR） 又称双极型晶体管，目前常用的GTR有单管、达林顿管和GTR模块3大
系列。缺点是耐冲击能力较差，易受二次击穿而损坏。
4、绝缘栅双极型晶体管IGBT
是场效应管（MOSFET）和电力晶体管（GTR）的产物。当栅极加正向电压时， IGBT导通；当栅极加负电压时，IGBT关断。
K G
A 图2-3 GTO的电气符号
D
D
G
G
S
S
N沟道
P沟道
图2-4 功率MOSFET电气符号沟道
A)小电流封装式 B)小电流螺旋式 D)大电流平板式
K G
A
C)大电流螺旋式
变频器的基本类型
1、 按变频的原理分类 交-交 变频器
变频器
交-直-交 变频器
按相数分 按环流情况分 按输出波形分 按储能方式分 按调压方式分
单相 三相 有环流 无环流 正弦波 方波 电压型 电流型 脉幅调制 脉宽调制
变频器的工作原理
变频器简单工作原理图
A 交-交变频器
B 交-直-交变频器
交-交变频器的主电路结构
交流调速系统及应用
无锡职业技术学院
黄麟
模块二 通用变频器使用及变频器 典型调速系统
项目二 通用变频器使用 项目三 学会通用变频器典型调速系统
模块二:通用变频器使用及变频器典型调速系统
项目二 通用变频器使用
变频器简介
变频器是将固定频率的交流电变换为 频率连续可调的交流电的装置。 变频器的问世，使得交流调速在很大 程度上取代了直流调速。
E)电气符号图
图2-1 晶闸管的外形和电气图形符号
C
ID RB
IC
C
G G
E
E
（a）内部结构
（b）简化等效电路 （c）电气图形符号
图2-6 IGBT的结构、简化等效电路及电气图形符号
ID
G
R1
C
VT2
VT1
R2
E 图2-7 IGBT的实际等效电路
二、逆变电路
以IGBT为逆变器件的逆变电路。其主要特点如下：
VT1
Us
VT4 -
（a） ura
+ -
GM urb
+ -
+
-
urc
+ -
UI VT3 VT6
VT5
M
VT2 3
生产机械
AP1 ug1 -1 AP4 ug4
AP3 ug3 -1 AP6 ug6
2
V1Βιβλιοθήκη V3V5MUdc
2
V4
V6
V2
Udc
逆变
Uabc, f 可调
一、变压器中的半导体开关器件
1、晶闸管（SCR）
属于半控型电力电子器件，在晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，同时在它的门 极和阴极间也加正向电压形成触发电流，使晶闸管导通，一旦导通，门极即失去控制作用。
特点是耐压高，电流大，抗冲击能力强
变频器中的整流器采用不可控的整流二极管整流电路。变频 器的输出电压和输出频率均由逆变器PWM方式调节。PWM信号 作为各晶体管的基极驱动信号控制各晶体管的通断。 SPWM 方式-------正弦脉冲宽度调节方式
变频器电压调节方式
调压和调频分别在两个环节 上，由控制电路进行协调
整流环节采用二极管不可 控整流，增设斩波器进行 调压，再用逆变器调频