中山洲恒逆变器工作原理

变频器原理

变频器的工作原理

1、基本概念

（1） VVVF

� 改变电压、改变频率（Variable Voltage and Variable Frequency）的缩写。

�（2） CVCF

�� 恒电压、恒频率（Constant Voltage and Constant Frequency）的缩写。

�� 各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均200V/60Hz（50Hz）或100V/60Hz（50Hz）。通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电（DC）。然后再把直流电（DC）变换为三相或单相交流电（AC），我们把实现这种转换的装置称为“变频器”（inverter）。

变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有电机（例如空调等），还有荧光灯等产品。用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池（直流电）产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电，在该项应用中，变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。

2. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变？ ��

（1) r/min电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，也可表示为rpm。例如：4极电机 60Hz 1,800 [r/min]，4极电机 50Hz 1,500 [r/min]，电机的旋转速度同频率成比例。

本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业领域所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机（以后简称为电机）的旋转速度近似地取决于电机的极数和频率。电机的极数是固定不变的。由于极数值不是一个连续的数值（为2的倍数，例如极数为2，4，6），所以不适合改变极对数来调节电机的速度。另外，频率是电机供电电源的电信号，所以该值能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。

n = 60f/p，n: 同步速度，f: 电源频率 ，p: 电机极数，改变频率和电压是最优的电机控制方法 。如果仅改变频率，电机将被烧坏。特别是当频率降低时，该问题就非常突出。为了防止电机烧毁事故的发生，变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压，例如：为了使电机的旋转速度减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz，这时变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。�例如：为了使电机的旋转速度减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz，这时变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。

3、关于散热的问题

如果要正确的使用变频器, 必须认真地考虑散热的问题。变频器的故障率随温度升高而成指数的上升。使用寿命随温度升高而成指数的下降。环境温度升高10度，变频器使用寿命减半。因此，我们要重视散热问题啊！在变频器工作时，流过变频器的电流是很大的, 变频器产生的热量也是非常大的，不能忽视其发热所产生的影响。

通常，变频器安装在控制柜中。我们要了解一台变频器的发热量大概是多少，可以用以下公式估算： 发热量的近似值＝ 变频器容量（KW）×55 [W]在这里, 如果变频器容量是以恒转矩负载为准的(过流能力150% * 60s) 如果变频器带有直流电抗器或交流电抗器, 并且也在柜子里面, 这时发热量会更大一些。 电抗器安装在变频器侧面或测上方比较好。这时可以用估算: 变频器容量（KW）×60 [W]因为各变频器厂家的硬件都差不多, 所以上式可以针对各品牌的产品. 注意： 如果有制动电阻的话，因为制动电阻的散热量很大， 因此最好安装位置最好和变频器隔离开， 如装在柜子上面或旁边等。那么, 怎样采能降低控制柜内的发热量呢? 当变频器安装在控制机柜中时，要考虑变频器发热值的问题。根据机柜内产生热量值的增加，要适当地增加机柜的尺寸。因此，要使控制机柜的尺寸尽量减小，就必须要使机柜中产生的热量值尽可能地减少。如果在变频器安装时，把变频器的散热器部分放到控制机柜的外面，将会使变频器有70％的发热量释放到控制机柜的外面。由于大容量变频器有很大的发热量，所以对大容量变频器更加有效。还可以用隔离板把本体和散热器隔开, 使散热器的散热不影响到变频器本体。这样效果也很好。变频器散热设计中都是以垂直安装为基础的，横着放散热会变差的! 关于冷却风扇一般功率稍微大一点的变频器， 都带有冷却风扇。同时，也建议在控制柜上出风口安装冷却风扇。进风口要加滤网以防止灰尘进入控制柜。 注意控制柜和变频器上的风扇都是要的，不能谁替代谁。

另外，散热问题还要注意以下两个问题：

（1）在海拔高于1000m的地方，因为空气密度降低，因此应加大柜子的冷却风量以改善冷却效果。理论上变频器也应考虑降容，1000m每-5%。但由于实际上因为设计上变频器的负载能力和散热能力一般比实际使用的要大， 所以也要看具体应用。 比方说在1500m的地方，但是周期性负载，如电梯，就不必要降容。 ��

（2）开关频率：变频器的发热主要来自于IGBT，IGBT的发热有集中在开和关的瞬间。 因此开关频率高时自然变频器的发热量就变大了。有的厂家宣称降低开关频率可以扩容， 就是这个道理。��

4、矢量控制是怎样使电机具有大的转矩的？ ��

（1） 转矩提升：此功能增加变频器的输出电压，以使电机的输出转矩和电压的平方成正比的关系增加，从而改善电机的输出转矩。改善电机低速输出转矩不足的技术,使用"矢量控制"，可以使电机在低速,如(无速度传感器时)1Hz（对4极电机，其转速大约为30r/min）时的输出转矩可以达到电机在50Hz供电输出的转矩（最大约为额定转矩的150％）。对于常规的V/F控制，电机的电压降随着电机速度的降低而相对增加，这就导致由于励磁不足，而使电机不能获得足够的旋转力。为了补偿这个不足，变频器中需要通过提高电压，来补偿电机速度降低而引起的电压降。变频器的这个功能叫做"转矩提升"（*1）。转矩提升功能是提高变频器的输出电压。然而即使提高很多输出电压，电机转矩并不能和其电流相对应的提高。 因为电机电流包含电机产生的转矩分量和其它分量（如励磁分量）。"矢量控制"把电机的电流值进行分配，从而确定产生转矩的电机电流分量和其它电流分量（如励磁分量）的数值。"矢量控制"可以通过对电机端的电压降的响应，进行优化补偿，在不增加电流的情况下，允许电机产出大的转矩。此功能对改善电机低速时温升也有效。 ���

5、变频器制动的有关问题

（1） 制动的概念:指电能从电机侧流到变频器侧（或供电电源侧）,这时电机的转速高于同步转速.负载的能量分为动能和势能. 动能(由速度和重量确定其大小）随着物体的运动而累积。当动能减为零时，该事物就处在停止状态。机械抱闸装置的方法是用制动装置把物体动能转换为摩擦和能消耗掉。对于变频器，如果输出频率降低，电机转速将跟随频率同样降低。这时会产生制动过程. 由制动产生的功率将返回到变频器侧。这些功率可以用电阻发热消耗。在用于提升类负载,在下降时, 能量(势能)也要返回到变频器(或电源)侧,进行制动.这种操作方法被称作"再生制动"，而该方法可应用于变频器制动。在减速期间，产生的功率如果不通过热消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到变频器电源侧的方法叫做"功率返回再生方法"。在实际中，这种应用需要"能量回馈单元"选件。��

（2）怎样提高制动能力？ ��

为了用散热来消耗再生功率，需要在变频器侧安装制动电阻。为了改善制动能力，不能期望靠增加变频器的容量来解决问题。请选用"制动电阻"、"制动单元"或"功率再生变换器"等选件来改善变频器的制动容量

6、当电机的旋转速度改变时，其输出转矩会怎样？ �

（1）： 工频电源由电网提供的动力电源（商用电源） ��

（2）： 起动电流当电机开始运转时，变频器的输出电流变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动。 ��

我们经常听到下面的说法："电机在工频电源供电时（*1）时，电机的起动和加速冲击很大，而当使用变频器供电时，这些冲击就要弱一些"。如果用大的电压和频率起动电机，例如使用工频电网直接供电，就会产生一个大的起动冲击（大的起动电流 (*2) ）。而当使用变频器时，变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的，所以电机产生的转矩要小于工频电网供电的转矩值。所以变频器驱动的电机起动电流要小些。通常，电机产生的转矩要随频率的减小（速度降低）而减些�减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。通过使用磁通矢量控制的变频器，将改善电机低速时转矩的不足，甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。当变频器调速到大于60Hz频率时，电机的输出转矩将降低。通常的电机是按50Hz(60Hz)电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速. (T=Te,P<=Pe) 变频器输出频率大于50Hz频率时，电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。当电机以大于60Hz频率速度运行时，电机负载的大小必须要给予考虑，以防止电机输出转矩的不足。举例，电机在100Hz时产生的转矩大约要降低到50Hz时产生转矩的1/2。因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速(P=Ue*Ie)。

三晶 S350系列是新一代高性能矢量变频器，有如下特点：

■采用最新高速电机控制专用芯片DSP，确保矢量控制快速响应

■硬件电路模块化设计，确保电路稳定高效运行

■外观设计结合欧洲汽车设计理念，线条流畅，外形美观

■结构采用独立风道设计，风扇可自由拆卸，散热性好

■无PG矢量控制、有PG矢量控制、转矩控制、V/F控制均可选择

■强大的输入输出多功能可编程端子，调速脉冲输入，两路模拟量输出

■独特的“挖土机”自适应控制特性，对运行期间电机转矩上限自动限制，有效抑制过流频繁跳闸

■宽电压输入，输出电压自动稳压（AVR），瞬间掉电不停机，适应能力更强

■内置先进的 PID 算法 ，响应快、适应性强、调试简单 ； 16 段速控制，简易PLC 实现定时、定速、定向等多功能逻辑控制，多种灵活的控制方式以满足各种不同复杂工况要求

■内置国际标准的 MODBUS RTU ASCII 通讯协议，用户可通过PC/PLC控制上位机等实现变频器485通讯组网集中控制

光压风车的原理?

是由于风车两面是黑白两色的，光总是照在风车不同颜色的叶片表面，由于光具有能量和动量，而且黑色面和白色面对光的吸收率不同，黑面比白面吸收的热量多，受热不均，于是玻璃罩内的空气开始流动，推动风车旋转。

用真空的玻璃瓶，是因为空气阻力太大，会阻碍风车的转动。也不是完全的真空。里面还是有空气的。

扩展资料

首先做一个假设，假设风车的转动是由于“光压”产生的，那么，白色那面光子被反射，光子动量变化为，ΔP=-mc-mc=-2mc=-2hν/c，黑色那面光子被吸收，光子动量变化量为：ΔP=0-mc=-mc=-hν/c。

又根据动量守恒定理，白色那边风扇页的动量增加的动量要比黑色那边的多，风车应该是黑色那面向前，白色面向后的转动方式。

可实际上转动方向完全相反，可见风车转动的“光压”说是错误的，风车转动并不是由于所谓的“光压差”推动的。

经过观查，给风车提供光照的光源为大功率的白炽灯泡，辐射大量的强致热的红外线成分，涂成黑色和白色的两面对红外线的吸收能力不同，黑色的吸收能强，白色的吸收能力弱。红外线成分被吸收后产生大量的热。

所谓的“真空玻璃瓶”并不是真的就是绝对真空，一点空气没有，只是有一定的真空度，空气比较稀薄，其实还是有少量空气的。黑色叶片吸收的红外线多，温度升得快，周围的空气膨胀速度快，空气膨胀对叶片产生推动力，黑色叶片向后转。

朝向光源的黑色叶片持续受到膨胀空气的推动作用，越转越快，当推动力与空气阻力相平衡时开始匀速转动。原因是空气阻力与速度有关系，速度越快阻力越大。

这一转动方向与实际观察到的方向一致。

可见这一所谓的“光压风车”并不是真正的光压风车，叫做“热风车”更贴切。

人工授精治疗步骤及人工授精注意事项

断奶后3～6天发情经产母猪，发情出现站立反应后6～12小时进行第1次输精配种；后备母猪和断奶后7天以上发情的经产母猪，发情出现站立反应，就进行配种（输精）。进行人工授精的步骤为：

（1）精液检查：从17℃保存箱取出的精液，轻轻摇匀，用已灭菌的滴管取1滴放于预热的载玻片，置于37℃的恒温板上片刻，用显微镜检查活力，精液活力不小于0.6，才进行输精。

（2）输精人员消毒、清洁双手，或戴上干净的乳胶手套。用0.1%高锰酸钾水溶液清洁母猪外阴、尾根及臀部周围，再用温水浸湿毛巾，擦干外阴部。

（3）从密封袋中取出新的一次性输精管（手不应接触输精管前2/3部分），在前端涂上精液作为润滑液。

（4）将输精管45°角向上插入母猪生殖道内，输精管进入3～4厘米后，顺时针旋转，当感觉有阻力时，继续缓慢旋转同时前后移动，直到感觉输精管前端被锁定（轻轻回拉不动），并且确认真正被子宫颈锁定。

（5）从精液贮存箱取出品质合格的精液。缓慢颠倒摇匀精液，用剪刀剪去瓶嘴，接到输精管上，开始进行输精。

（6）用针头在输精瓶底部扎一个小孔，抚摸母猪乳房或外阴，按压母猪背部，使其子宫收缩产生负压，将精液吸入。

（7）控制输精瓶高低来调节输精时间，输完后，应在防止空气进入母猪生殖道的情况下，把输精管后端一小段折起，放在输精瓶中，使其滞留在生殖道内3～5分钟，让输精管慢慢滑落。

人工授精时的注意事项：

（1）输精过程占用的时间不应少于5分钟，输精过快，精液可能已经倒流，因为母猪阴道可因精液重量而下沉，使精液倒流出体外，这部分精液不会进入到子宫内。但最好不要超过15分钟，超过15分钟，说明输精过程存在问题。

（2）母猪在输精前，至少有1小时避免接近公猪或闻到公猪的气味，以免母猪在高度兴奋紧张后，对输精和受胎造成不利影响。

（3）输精后不要用力拍打母猪臀部。在输精前后，任何应激因素都会对受精产生不利影响。输精后拍打母猪臀部，会使母猪臀部肌肉收缩，而暂时避免精液倒流，但受到惊吓后体内会释放肾上腺素，对抗催产素等生殖激素的作用，将会减弱子宫收缩波，而影响到精液向子宫深部运行，对卵子受精有不利影响。

人工授精示意图

（4）如果精液倒流量大，应重新输精。大量精液倒流，不能确保进入子宫内的精液总量。因此，应审查输精过程，让母猪休息2小时后再输精。

输精和输精后给予适当刺激

（5）输精结束后，应在10分钟内避免母猪卧下，并避免母猪饮过冷的水。母猪卧下会使其腹压增大，易造成精液倒流。如果母猪要卧下，应轻轻驱赶，但不可粗暴对待造成应激；饮冷水，可能会刺激胃肠和子宫收缩而造成精液倒流。

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