磁通太弱-电机铁芯利用不充分，输出力 矩下降。
变频器的基本原理
E=4.44 f1 K N Ø
U
f1 - 电机频率。 N - 每相绕组匝数
un
Ø - E/(4.44*K*N*f1)=KФ*(E/ f1)
VVVF- 变压变频同时进行是电 机正常运行的需要
f0
传动，机械离合器，液力偶合器等）以减低设备维护成 本。 VFD效率更高，降低用户运行成本。
交流电机
交流电机
异步电机
等效
同步电机
电机速度N与频率f 的关系
N = 50 f1 (1-s)/ p
f 1= 电机供电频率，S = (n1-n)/n1 转差率，P = 电机极对数
变频调速原理
从式中看出，电机的同步转速n0正比于 电机的运行频率(n0=50f/p)，由于滑差s 一般情况下比较小（0∽0.05），电机的 实际转速n约等于电机的同步转速n0，所 以调节了电机的供电频率f，就能改变电 机的实际转速。电机的滑差s和负载有关， 负载越大则滑差增加，所以电机的实际 转速还会随负载的增加而略有下.
第四部分 高压变频器硬件组成部分
高压变频器硬件组成
风机部分
变压器及输 入/输出柜
功率单元 及控制柜
用户控制线和控制电 源部分
控制部分及与单 元部分的接口
高压变频器使用的整流变压器的特点
干式：干式变压器可靠性高、维护简单(只需
紧固和清扫)
油浸：油浸变压器可靠性相对较低、维护复杂
(定期检测冷却油)
高压变频器原理与维护
蒲宴军
主要内容
为什么要使用变频器 变频器基础 高压变频器技术 高压变频器硬件组成部分 变频器的维护
第一部分 为什么要用 变频器?
一 节电效果明显
使用变频器在泵类，风机上节电效果明 显。因为转速与频率是成正比的平方。
使用变频器功率因数高，一般都在0.95 以上，几乎都能达到0.98左右。
f
调压调频曲线
变频器结构图
C1
IGBTQ1-Q4
Q1
Q3
+
1
A
T2 Power Output
2
+ Q2
B
Q4
of Cell T1
3
整流部分 直流环节 逆变部分
变频器各部分的作用？
整流部分 直流环节 逆变部分
第三部分 高压变频技术简介
工作原理
每一个功率单元相当于一台交直-交电压型单相低压变频器。
干式变压器的特点
• 无油、无污染、难燃阻燃、自熄防火。 • 绝缘温升等级高 • 损耗低、效率高、噪声小 • 局部放电量小 (通常在10PC以下)，可靠性高，可保证长期安全运行，寿
T
T
1) R e f A : 2 00 V o lt 5 m s
常见高压变频器的分类
按输出形式分：
1. 高-高型 2. 高-低-高型
按电路结构分：
1. 三电平（中点钳位式） 2. 两电平 3. 单元串联多电平
按缓冲电路分：
1. 电压源型 2. 电流源型
电源变化对高压变频器的影响
RIDE THROUGH VOLTAGE SAG OF30 - 45% 可承受约30- 45%的电压下降
三 延长电机及其他设备寿命，降低维护成本
电机启动电流被限制在额定电流，对电机或 机械无启动冲击。
机械转速降低，有效降低机械磨损。
四 降低启动时的电网干扰和输入谐波
大电机启动时对电网及其他设备无影响。 启动时无冲击电流，谐波也被控制在很低
程度，避免继电保护装置误动作，对附近 的计算机、通讯装置也无影响。
输入功率因数0.95以上，无需功率因数补偿器 高压直接输出，高-高结构，没有升压变压器 单元串联多电平PWM专利技术，完美正弦输出波形(无需输出滤波器)，
适用国产普通电机 内部干式变压器和功率单元模块化设计，维护方便 矢量控制技术,全数字控制，恒转矩特性 97% 系统总体效率(包含变频器和变压器部分) 可靠性极高
二 改善工艺
启动时压力或风量更平稳。 被控量调节更及时，准确。 减少风机喘震或水泵水锤效应。
风机喘震是由风机机械共振点引起的 水锤效应是一种形象的说法.它是指给水泵在起动和停车时，水流冲击 管道，产生的一种严重水击。由于在水管内部，管内壁是光滑的，水流 动自如。当打开的阀门突然关闭或给水泵停车，水流对阀门及管壁，主 要是阀门或泵会产生一个压力。由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用 下，水力迅速达到最大，并产生破坏作用，压力冲击将使管壁受力而产 生噪声，犹如锤子敲击管道一样，这就是水利学当中的“水锤效应”， 也就是正水锤。相反，关闭的阀门在突然打开或给水泵启动后，也会产 生水锤，叫负水锤，但没有前者大。
五 可以实现无极调速
变频器调速平稳 可以调至高于基本频率的转速 可以近似实现恒力矩
第二部分 变频器基础
什么是变频器
是一种控制交流电机的装置. 它将固定电压，固定频率 的电源转换为电压可变，频率可变的电源。
VFD 控制对象为通用交流电机。 使电机在不同速度运行时也能保持工频运行时的效果。 VFD 可以替代其它更贵或效率低下的调速设备(如直流
电机调速分类
改变电机的极对数，曲线太硬。 改变电机的转差率。
1. 转子串电阻调速，必须是绕 线式电机。
2. 定子调压调速，力矩小。 3. 电磁转差离合器调速，结构
复杂。 4. 转子串级调速，要求高，且
范围窄。
保持磁通恒定的必要性
电机在任何速度下都应保持磁通恒定。
磁通太强-电机励磁电流过大
内部变压器为干式，维护极其方便。
完善的故障诊断和记录，方便用户定位故障点，直接显示故障位 置和内容(而不是代码显示)。
对变频器历史状态进行记录，故障发生前后时刻内部变量自动锁 存
用户技术人员可以自己修理功率单元，对功率器件的配套性要求 不高
高压变频器总结
正弦波输入，无需滤波器，输入谐波优于IEEE519-1992标准和国家 标准GB/T14549-93
RE-START INTO A MOTOR WHICH IS STILL SPINNING 电机还在旋转的情况下可重新起动
高压波变频器安装和维修特点
变频器可靠墙(不包括G3E)安装，建议不靠墙安装，进出线方式 灵活
功率单元为抽屉式模块化设计，可以很容易地从变频器中取出， 故障功率单元可以由普通的电器技术员迅速换掉。