中国高压变频器技术应用现状

高压变频器的工作原理和常见故障分析 贾瑟

高压变频器的工作原理和常见故障分析贾瑟 摘要：随着现代科学技术的迅速发展，大量的发电企业正在使用着高压变频器。高压变频器在使用过程中具有显著的节能效果，但也存在一定的潜在安全隐患， 可能会对发电企业的生产活动造成严重影响。基于此，本文先对高压变频器工作 原理进行具体的分析，然后对高压变频器在运行中常见的故障及原因进深入的探讨，以供相关的工作人员参考，希望能给我国发电企业的发展带来一定的贡献。 关键词：高压变频器；工作原理；常见故障；分析 采用交流变频器调速技术对交流电机进行调速，具有节电效果好、调速方便、保护功能完善、组态灵活、可靠性强等很多优点。由于交流变频调速技术的众多 优越性，在发电领域也得到了非常广泛的应用，对电厂内的风机、水泵等大功率 耗能设备实现高压变频器调速改造，已成为公认的节能方案。随着变频器应用范 围的扩大，检修维护工作中遇到的问题也越来越多。因此，本文对此进行分析。 1高压变频器工作原理 高压变频器一般采用目前国际流行的功率单元串联多电平技术，系统为高-高 结构。高压电直接输入变频器，经过变频器内部功率系统整流、逆变后，变频器 直接高压输出至电机，不需要升压变压器等部件。每个功率单元都是一台三相输入、单相输出的脉宽调制型低压变频器，技术可靠，结构和性能完全一致，极大 的提高了高压变频器的可靠性与维护性；采用叠波技术，最大限度的消除了高压 变频器输出电压中的谐波含量，电压波形接近于标准的正弦波，大大改善了变频 器的输出性能，是真正的“无谐波”高压变频器。 变频器一般由以下几个部分组成：制动单元、微处理单元、滤波、整流、逆变、检测单元以及驱动单元等等。它能够按照电动机的具体需求为其提供所需的 电源电压，从而实现调速和节能。此外，大部分变频器都具备多种保护功能，如 过载保护、过电压保护以及过电流保护等。 对于不同电压等级的高压变频系统，一般采用每相5～8个功率单元串联方案。通过主电路图，可以更加直观的了解变压器的副边绕组与功率单元以及各功率单 元之间的电路连接方式：具有相同标号的3组副边绕组，分别向同一功率柜（同 一级）内的三个功率单元供电。第一级内每个功率单元的一个输出端连接在一起 形成星型连接点，另一个输出端则与下一级功率单元的输出端相连，依此方式， 将同一相的所有功率单元串联在一起，便形成了一个星型连接的三相高压电源， 驱动电动机运行。当电网电压为6kV时，变压器的副边输出电压即功率单元的输 入电压为690V，每个功率单元的最高输出电压也为690V，同一相的五个单元串 联后，相电压为690V×5=3450V，由于三相连接成星型，那么线电压便等于 1.732×3450V≈6000V，达到电网电压的水平。功率单元串联后得到的是阶梯正弦 的PWM波形，PWM控制，脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要形状和幅值的波形，这种波形正弦度好，du/dt小，可 减少对电机和电缆的绝缘损坏，无需输出滤波器就可以使输出电缆长度很长，电 动机也不需要降额使用，可直接用于旧设备的改造；同时，电机的谐波损耗也大 大减少，消除了由此引起的机械振动，减小了轴承和传动部分的机械应力。 通过本相上的5（8）个功率单元输出的SPWM波相叠加后，可得到正弦波形。这种波形正弦度好，dv/dt小，即使在低速下也能保持很好的波形。电机的谐波

变频器技术应用试题库

《变频器技术应用》试题库 (1.c 2.a 3.c. 4.d 5. 6. 7.a. 8.D. 9. B. 10.B 11.A. 12.B 13. A. 14. A .15. 16. 17.C. 18. B. 19.B.20. A 21.A. 22.A) 一、选择题 1、正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（ C ）。 A：PWM B：PAM C：SPWM D：SPAM 2、对电动机从基本频率向上的变频调速属于（ A ）调速。 A：恒功率B：恒转矩 C：恒磁通D：恒转差率 3、下列哪种制动方式不适用于变频调速系统（ C ）。 A：直流制动B：回馈制动 C：反接制动D：能耗制动 4、对于风机类的负载宜采用（ D ）的转速上升方式。 A：直线型B：S型C：正半S型D：反半S型 5、N2系列台安变频器频率控制方式由功能码（）设定。 A：F009 B：F010 C：F011 D：F012 6、型号为N2-201-M的台安变频器电源电压是（）V。 A：200 B：220 C：400 D：440 7、三相异步电动机的转速除了与电源频率、转差率有关，还与（ A ）有关系。 A：磁极数B：磁极对数C：磁感应强度D：磁场强度 8、目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（ D ）。 A：SCR B：GTO C：MOSFET D：IGBT 9、IGBT属于（ B ）控制型元件。 A：电流B：电压C：电阻D：频率 10、变频器的调压调频过程是通过控制（ B ）进行的。 A：载波B：调制波C：输入电压D：输入电流 11、为了适应多台电动机的比例运行控制要求，变频器设置了（ A ）功能。 A：频率增益B：转矩补偿C：矢量控制D：回避频率 12、为了提高电动机的转速控制精度，变频器具有（ B ）功能。 A：转矩补偿B：转差补偿C：频率增益D：段速控制 13、变频器安装场所周围振动加速度应小于（ A ）g 。 A： 1 B：0.5 C：0.6 D：0.8 14、变频器种类很多，其中按滤波方式可分为电压型和（ A ）型。 A：电流B：电阻C：电感D：电容

变频器 个典型应用领域

变频器32个典型应用领域 变频器应用的一些场合 1、空调负载类 写字楼、商场和一些超市、厂房都有中央空调，在夏季的用电高峰，空调的用电量很大。在炎热天气，北京、上海、深圳空调的用电量均占峰电40%以上。因而用变频装置，拖动空调系统的冷冻泵、冷水泵、风机是一项非常好的节电技术。目前，全国出现不少专做空调节电的公司，其中主要技 术是变频调速节电。 2、破碎机类负载 冶金矿山、建材应用不少破碎机、球磨机，该类负载采用变频后效果显著。 3、大型窑炉煅烧炉类负载 冶金、建材、烧碱等大型工业转窑(转炉)以前大部分采用直流、整流子电机、滑差电机、串级调速或中频机组调速。由于这些调速方式或有滑环或 效率低，近年来，不少单位采用变频控制，效果极好。 4、压缩机类负载 压缩机也属于应用广泛类负载。低压的压缩机在各工业部门都普遍应用，高压大容量压缩机在钢铁(如制氧机)、矿山、化肥、乙烯都有较多应用。 采用变频调速，均带来启动电流小、节电、优化设备使用寿命等优点。 5、轧机类负载 在冶金行业，过去大型轧机多用交-交变频器，近年来采用交-直-交变频器，轧机交流化已是一种趋势，尤其在轻负载轧机，如宁夏民族铝制品厂的多机架铝轧机组采用通用变频器，满足低频带载启动，机架间同步运行，恒张力控制，操作简单可靠。 6、卷扬机类负载 卷扬机类负载采用变频调速，稳定、可靠。铁厂的高炉卷扬设备是主要的炼铁原料输送设备。它要求启、制动平稳，加减速均匀，可靠性高。原多采用串级、直流或转子串电阻调速方式，效率低、可靠性差。用交流变频器替代上述调速方式，可以取得理想的效果。 7、转炉类负载

转炉类负载，用交流变频替代直流机组简单可靠，运行稳定。 8、辊道类负载 辊道类负载，多在钢铁冶金行业，采用交流电机变频控制，可提高设备可靠性和稳定性。 9、泵类负载 泵类负载，量大面广，包括水泵、油泵、化工泵、泥浆泵、砂泵等，有低压中小容量泵，也有高压大容量泵。 许多自来水公司的水泵、化工和化肥行业的化工泵、往复泵、有色金属等行业的泥浆泵等采用变频调速，均产生非常好的效果。 10、吊车、翻斗车类负载 吊车、翻斗车等负载转矩大且要求平稳，正反频繁且要求可靠。变频装置控制吊车、翻斗车可满足这些要求。 11、拉丝机类负载 生产钢丝的拉丝机，要求高速、连续化生产。钢丝强度为200Kg/mm2，调速系统要求精度高、稳定度高且要求同步。 12、运送车类负载 煤矿的原煤装运车或钢厂的钢水运送车等采用变频技术效果很好。起停快速，过载能力强，正反转灵活，达到煤面平整、重量正确(不多装或少装)， 基本上不需要人工操作，提高了原煤生产效率，节约了电能。 13、电梯高架游览车类负载 由于电梯是载人工具，要求拖动系统高度可靠，又要频繁的加减速和正反转，电梯动态特性和可靠性的提高，边增加了电梯乘坐的安全感、舒适感和效率。过去电梯调速直流居多，近几年逐渐转为交流电机变频调速，无论日本还是德国。我国不少电梯厂都争先恐后的用变频调速来装备电梯。如上海三菱、广州日立、青岛富士、天津奥的斯等均采用交流变频调速。不少原来生产的电梯也进行了变频改造。 14、给料机类负载 冶金、电力、煤炭、化工等行业，给料机众多，无论圆盘给料机还是振动给料机，采用变频调速效果均非常显著。吉化公司染料厂硫酸生产线的圆盘给料机，原为滑差调速，低频转矩小，故障多，经常卡转。采用变频调速后，由于是异步机，可靠性高、节电，更重要的是和温度变送器闭环保证了输送物料的准确，不至于使氧化剂输送过量超温而造成事故，保证了生产的有序性。

变频技术理论试题库(复习资料)

变频技术科理论试题库 一、填空题 1．(IGBT )器件是目前通用变频器中广泛使用的主流功率器件。 2．变频器按变换环节可分为（交—交）型和(交—直—交)型变频器。 3．变频器按照滤波方式分（电压）型和（电流）型变频器。 4．三相鼠笼交流异步电动机主要有（变频）、（变转差）、（变极）三种调速方式 5．智能功率模块IPM 将大功率开关器件和（驱动）电路、（保护）电路、（检测）电路等集成在同一个模块内。 6．基频以（下）调速属于恒转矩调速基频以（上）调速属于弱磁恒功率调速。 7．基频以下调速，变频装置必须在改变输出（频率）的同时改变输出（电压）的幅值。 8．基频以下调速时，为了保持磁通恒定，必须保持U/F=(常数）。 9．变频器的主电路，通常用(R、S、T)或（L1、L2、L3）表示交流电源的输入端，用(U、V、W )表示输出端。 10．通过（通讯）接口可以实现在变频器与变频器之间或变频器与计算机之间进行联网 控制。 11．变频器输入侧的额定值主要是（电压）和（相数） 12．变频器输出侧的额定值主要是输出（电压）、（电流）、（容量）、配用电动机容量和 超载能力。 13．变频器的频率指标有频率（范围）、频率（精度）、频率（分辨率） 14．变频器运行频率设定方法主要有（面板）给定、(外接)给定、(预置)给定和通信给定。 15．变频器的外接频率模拟给定分为（电压）控制、（电流）控制两种。 16．通用变频器的电气制动方法，常用的有三种（直流）制动、（制动单元/制动电阻）制动、（整流回馈）。 17．变频器的PID 功能中，P 指（比例），I 指(积分) ，D 指（微分）。 18．U/f 控制方式的变频器主要用于（风机）、（水泵）、（运输传动）等无动态指标要求 的场合。 19．低压变频器常用的电力电子器件有(GTR) 、(IGBT) 、(IPM). 20．变频器主电路由整流电路、中间直流电路、逆变器和（控制回路）部分组成 21．变压器的控制方式主要有(U / f ) 控制、(矢量)控制、(直接转矩)控制 22．电压型变频器中间直流环节采用大（电容）滤波，电流型变频器中间直流环节采用 高阻抗（电感）滤波。 23．直流电抗器的主要作用是改善变频器的输入电流的(高次谐波)干扰，防止（电源）对变频器的影响，保护变频器及抑制直流电流（波动）。 24．变频器具有（过电流）保护、（电动机过载）保护、(过电压)保护、欠电压保护和 瞬间停电的处理。 25．变频器输入控制端子分为（数字）量端子和（模拟）量端子。 26．变频调速系统中禁止使用(反接) 制动。 27．变频器接点控制端子可由以下信号控制其通断：（接点）开关控制；（晶体管）开关；（光电耦合器）开关控制。 28．目前在中小型变频器中,应用最多的逆变元件是(IGBT) ，电压调制方式为正弦波脉 冲宽度调制(SPWM). 29．变频器与外部连接的端子分为(主电路)端子和(控制电路)端子。 二、选择题

高压变频器市场情况分析报告

高压变频器市场情况分析报告 一、高压变频器产品市场概述 高压变频器技术的发展历史较短。在中国，90年代后期高压变频器才开始在电力、冶金等少数行业得到应用，由于产品和技术都由国外厂商垄断，价格高昂，而且进口产品对我国电力运行环境的适应性较差，行业发展缓慢。2000年以后，国内企业的高压变频器技术和生产制造工艺得到了大幅提高，产品运行的稳定性和可靠性显著提升，产品生产成本也大幅下降，高压变频器行业开始进入快速发展时期，行业应用领域被大幅拓宽。 高压变频器总体竞争形势而言，目前仍然是国外品牌垄断高端市场，主要由西门子、ABB、日本三菱垄断，包括炼钢高炉等场合应用的超大功率（8000KW 以上）变频器，轧钢机、机车牵引等应用的特种变频器等，而中小容量产品的低端产品则是国产品牌占据优势。虽然国内品牌在高端市场的影响力及技术水平方面与国外品牌有一定差距，但以利德华福、合康变频为代表的领先品牌已不再满足于产品应用局限于中低端市场的情况，开始向大功率、超大功率等高端应用市场的进军。例如在2008 年11 月份，广州智光电气公司推出的7 000kV A级超大功率高压变频调速系统，将打破高压大功率变频调速系统长期被国外品牌“一统天下”的格局。该设备已通过国家电控配电设备质量监督检验中心检验，这意味着我国高压变频器市场将告别被外国品牌垄断的时代。且随着国内厂家的技术进步和质量稳定性的提升，加上服务和价格方面的优势，预计未来几年高端产品被国外厂家垄断的市场局面将有所改观。 国外高压变频器的技术开发起步早，目前各大品牌的变频器生产商，均形成了系列化的产品，其控制系统也已实现全数字化。几乎所有的产品均具有矢量控制功能，完善的工艺水平也是国外品牌的一大特点。目前，在发达国家，只要有电机的场合，就会同时有变频器的存在。 二、中国高压变频器预计市场规模 根据中国电机系统节能项目组在所著的“中国电机系统能源效率与市场潜力分析”中对于1999年中国分行业用电量与电动机装机容量和耗电量的详细调查分析，中国用电设备的总容量为3.73亿kW，其耗电量为9800亿kW时，占当年全国总用电量的81%；其中由电动机拖动的设备总容量为1.83亿kW，其耗电

高压变频器的工作原理与性能特点

高压变频器的工作原理与性能特点 一、高压变频器的基本构成： 1、高压变频器的构成：内部是由十八个相同的单元模块构成，每六个模块为一组，分别对应高压回路的三相，单元供电由移相切分变压器进行供电。（原理图） 2、功率单元构成：功率单元是一种单相桥式变换器，由输入切分变压器的副边绕组供电。经整流、滤波后由4个IGBT 以PWM方法进行控制，产生设定的频率波形。变频器中所有的功率单元，电路的拓扑结构相同，实行模块化的设计。其控制通过光纤发送。来自主控制器的控制光信号，经光/电转换，送到控制信号处理器，由控制电路处理器接收到相应的指令后，发出相应设的IGBT的驱动信号，驱动电路接到相应的驱动信号后，发出相应的驱动电压送到IGBT控制极，操作IGBT关断和开通，输出相应波形。功率单元中的状态信息将被收集到应答信号电路中进行处理，集中后经电/光转换器变换，以光信号向主控制器发送。 二、高压变频器运行原理：高压变频器的每个功率单元相当于一个三电平的二相输出的低压变频器，通过叠加成为高压三相交流电，变频器中点与电动机中性点不连接，变频器输出实际上为线电压，由A相和B相输出电压产生的UAB输出线电压可达6000V，为25阶梯波。如下图所示，为输出的线电压和相电压的阶梯波形，UAB不仅具有正弦波形而且台阶数也成倍增加，因而谐波成分及dV/dt均较小。 三、多电平单元串联叠加高压变频器在运行后，将输入的工频的三相高压交流电转化为可以进行频率可调节的三相交流电，其电压和频率按照V/F的设定进行相应的调节，保持电机在不同的频率下运行，而定子磁心中的主磁通保持在额定水准，提高电机的转换效率。在变频器输入侧，由于变频器多个副边绕组的均匀位移，如6KV输出时共有+250、+150、+50、-50、-150、-250共6种绕组，变频器原边电流中对应的电流成分也相互均匀位移，构成等效36脉动整流线路，变流转换产生的谐波都相互抵消，湮灭。工作时的功率因数达0.95以上，不需要附加电源滤波器或功率因数补偿装置，也不会与现有的补偿电容装置发生谐振，对同一电网上运行的电气设备没有任何干扰。 四、高压变频器的性能特点： 1、应用范围：调速范转宽，可以从零转速到工频转速的范围内进行平滑调节。在大电机上能实现小电流的软启动，启动时间和启动的方式可以根据现场工况进行调整。频率的调整是根据电机在低频下的压频比系数进行电压和频率的输出，在低转速下，电机不仅是发热量低，而且输入电压低，将使电机绝缘老化速度降低。 2、技术新颖串联多重化叠加技术的应用实现了真正意义的高-高电力变换，无需降压升压变换，降低了装置的损耗，提高了可靠性，解决了高压电力变换的困难。串联多重化叠加技术的应用还为实现纯正弦波、消除电网谐波污染开辟了崭新的途径。 移相变压器 移相变压器是单元串联型多电平高压大功率变频器中的关键部件之一。 用低压电力电子元件做高压变频器通常有两种方法：一是用低压元件直接串联，另一种方法是用独立的 率变频器的主流。 以6kV变频器为例： 它的每相由6个独立的、额定电压为Ve=577V（峰值为816V）的低压功率单元串联而成，输出相电压为3464V线电压可达6000V左右。每个功率单元承受全部输出电流但只提供1/6相电压和1/18的输出功率。每个功率单元分别由变压器的一组二次绕组供电，功率单元之间以及变压器二次绕组之间相互绝缘。 很明显移相变压器在该变频器中起了两个关键的作用：一是电气隔离作用才能使各个变频功率单元相互独立从而实现电压迭加串联，二是移相接法可以有效地消除35次以下的谐波。（理论上可以消除6n-1次以下的谐波, n为单元级数）

变频器技术及应用期末考试试题及答案三

期末测试题三 一、单项选择题（每题1分，共15分） 1、变频调速过程中，为了保持磁通恒定，必须保持( )。 A: 输出电压U 不变 B: 频率f不变 C: U/F 不变 D: U.f 不变 2、变频器的PID功能中，I 是指( )运算。 A: 积分 B: 微分 C: 比例 D: 求和 3、变频器主电路由整流及滤波电路、( )和制动单元组成。 A: 稳压电路 B: 逆变电路 C: 控制电路 D: 放大电路 4、设置矢量控制时，为了防止漏电流的影响，变频器与电动机之间的电缆长度应不大于( )米。 A: 50 B: 100 C: 200 D: 300 5、实践表明，风机或泵类负载恒速运转改为变频调速后，节能可达( )。 A: 5%~10% B :10%~20% C :20%~30% D :30%~40%

6、为了适应多台电动机的比例运行控制要求，变频器都具有( )功能。A:回避频率 B: 瞬时停电再起动 C: 频率增益 D: 转矩补偿 7、风机、泵类负载运行时，叶轮受的阻力大致与( )的平方成比例。A: 叶轮转矩 B: 叶轮转速 C; 频率 D: 电压 8、下面哪个答案不是变频器输出的高次谐波对电动机产生的影响：( ) A: 使电动机温度升高 B: 噪声增大 C: 产生振动力矩 D: 产生谐振 9、若保持电源电压不变，降低频率，电动机的工作电流会( )。 A: 不变 B: 增大 C; 减小 D: 不能判断 10、变频器的基本频率是指输出电压达到( )值时输出的频率值。 A: UN B: UW/2 C: UW/3 D: UN/4 11、为了避免机械系统发生谐振，变频器采用设置( )的方法。 A: 基本频率 B: 上限频率 C: 下限频率

中低压变频器行业分析

中低压变频器品牌比较 文章来源：慧聪电气网作者：未知点击：668 更新时间：2009-8-20 16:22:52 3.4品牌比较 随着我国国民经济的高速发展，国际知名品牌纷纷进入中国，实行“本土化”战略，降低成本，扩大其在中国市场的销售。从品牌数量看，外资品牌已有40个左右，绝大部分是中、低压变频器，少数兼有高压产品。西门子在天津、ABB在北京、富士在无锡、三肯在江阴、东芝在辽阳、安川在上海、艾默生在深圳、施耐德在苏州、三菱在大连、丹佛斯在天津等地或独资，或合资，纷纷建立生产基地，生产不同系列品牌的变频器。关于外资品牌进入中国较为详细的情况，见该报告的附录部分。有业内人士称，中国是全球范围内变频器品牌最丰富的国家。 综观我国中低压变频器行业20多年的高速发展，目前该行业的竞争格局已初步形成。虽然外资品牌所占份额较大，但由于竞争者较多，即使西门子和ABB其所占份额也低于20%，因此中国的变频器市场是一个充分竞争的市场。从变频器的各下游细分市场来讲，几家较大的外资知名品牌仍然占据了起重机械、冶金、煤炭、电梯等高端应用市场的大部分甚至绝大部分份额，国产品牌需要在技术上继续进步，在产品性能上达到至少与外资知名品牌相当的水平，再加上价格和服务方面的优势，才能在这些盈利丰厚的高端市场取得更多成功。 日本品牌进入中国较早，对中国变频器市场较为熟悉，曾经有针对性地推出了适合我国国情的变频器产品，将变频器定位于节能、小功率、专业化，目前在节能领域或OEM配套方面表现仍比较突出。我国中、低压变频器市场在发展初期曾出现日本品牌一统天下的局面，但近几年日本品牌的市场份额逐步被欧美和内资品牌蚕食，2006年市场占有率已降至30%以下，2007年进一步下降到25%以下（约23%左右），2008年由于欧美品牌取得了较快增长，日本品牌进一步下降到18%左右。富士（Fuji）、三菱(Mitsubishi)、安川(Yaskawa)等是较有代表性的日本品牌。 欧美品牌虽然进入中国相对较晚，但很快就凭借其先进的控制技术和优良的质量在中国变频器市场占据了举足轻重的地位。目前几乎所有欧美知名变频器品牌都已进入中国，在国内中、低压变频器市场的份额达到50％左右。其中有代表性的品牌包括瑞士ABB(阿西亚·布郎·勃法瑞)、德国SIEMENS(西门子)、丹麦Danfoss(丹佛斯)、法国Schneider(施耐德)。特别是ABB和西门子作为两大外资顶级品牌，市场份额大大超过其他品牌，具有其他外资品牌难以企及的强大综合实力。 台湾品牌进入中国大陆市场也相对较早，多数产品带有日本品牌的痕迹。目前较有代表性的台湾品牌是台达。台湾品牌和韩国品牌在我国中低压变频器市场的市场约占6％左右的市场份额。 面对外资品牌先入为主的中低压变频器市场，中国内资品牌在学习和探索中起步，逐步发展壮大。目前内资品牌以从零起步发展到现在约24%的市场份额，原来由欧美品牌、日本品牌占绝对优势的竞争格局已经发生改变；从2008年中国中低压变频器的市场份额看，内资品牌的总体份额已经远远超过台湾品牌和韩国品牌，略高于日本品牌，形成欧美品牌、日本品牌、内资品牌三足鼎立之势。本节以下部分通过内资品牌和外资品牌的对比，简要总结内资品牌的优势和劣势。 3.4.1优势 ?营销网络和服务优势 营销网络是内资品牌与国际品牌的竞争中最得力的武器之一。优秀的本土企业往往拥有由销售片区、办事处、代理商组成的销售网络，在全国重要城市还建有用户服务中心，零配件充足，服务及时。内资品牌在客户跟踪回访、售后响应、对特殊客户的个性化定制服务等方面明显优于国际品牌。 ?价格优势 与外资品牌相比，内资品牌产品价格一般低30％至40％。随着生产规模扩大，在零、配件采购中侃价实力会进一步提

高压变频器原理与应用

高压变频器原理及应用 1、引言电机是工业生产中主要的耗电设备，高压大功率电动机的应用更为突出，而这些设备大部分都存在很大的节能潜力。所以大力发展高压大功率变频调速技术具有时代的必要性和迫切性。 目前，随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，高压大功率变频调速装置不断地成熟起来，原来一直难于解决的高压问题，近年来通过器件串联或单元串联得到了很好的解决。其应用领域和围也越来越为广，这为工矿企业高效、合理地利用能源（尤其是电能）提供了技术先决条件。 2、几种常用高压变频器的主电路分析 (1)单元串联多重化电压源型高压变频器。单元串联多重化电压源型高压变频器利用低压单相变频器串联，弥补功率器件IGBT的耐压能力的不足。所谓多重化，就是每相由几个低压功率单元串联组成，各功率单元由一个多绕组的移相隔离变压器供电，用高速微处理器实现控制和以光导纤维隔离驱动。但其存在以下缺点： a)使用的功率单元及功率器件数量太多，6kV系统要使用150只功率器件(90只二极管，60只IGBT)，装置的体积太大，重量大，安装位置和基建投资成问题； b)所需高压电缆太多，系统的阻无形中增大，接线太多，故障点相应的增多； c)一个单元损坏时，单元可旁路，但此时输出电压不平衡中心点的电压是浮动的，造成电压、电流不平衡，从而谐波也相应的增大，勉强运行时终究会导致电动机的损坏； d)输出电压波形在额定负载时尚好，低于25Hz以下畸变突出； e)输出电压波形在额定负载时尚好，低于25Hz以下畸变突出； f)由于系统中存在着变压器，系统效率再提高不容易实现;移相变压器中，6kV三相6绕组×3(10kV时需12绕组×3)延边三角形接法，在三相电压不平衡(实际上三相电压是不可能绝对平衡的)时，产生的部环流，必将引起阻的增加和电流的损耗，也相应的就造成了变压器的铜损增大。此时，再加上变压器的铁芯的固有损耗，变压器的效率就会降低，也就影响了整个高压变频器的效率。这种情况在越低于额定负荷运行时，越是显著。10kV时，变压器有近400个接头、近百根电缆。在额定负荷时效率可达96%，但在轻负荷时，效率低于90%。 (2)中性点钳位三电平PWM变频器。该系列变频器采用传统的电压型变频器结构。中性点钳位三电平PWM变频器的逆变部分采用传统的三电平方式，所以输出波形中会不可避免地

《变频器技术应用》试题库

《变频器技术应用》试题库 一、选择题 1、正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（）。 A：PWM B：PAM C：SPWM D：SPAM 2、对电动机从基本频率向上的变频调速属于（）调速。 A：恒功率B：恒转矩 C：恒磁通D：恒转差率 3、下列哪种制动方式不适用于变频调速系统（）。 A：直流制动B：回馈制动 C：反接制动D：能耗制动 4、对于风机类的负载宜采用（）的转速上升方式。 A：直线型B：S型C：正半S型D：反半S型 5、N2系列台安变频器频率控制方式由功能码（）设定。 A：F009 B：F010 C：F011 D：F012 6、型号为N2-201-M的台安变频器电源电压是（）V。 A：200 B：220 C：400 D：440 7、三相异步电动机的转速除了与电源频率、转差率有关，还与（）有关系。 A：磁极数B：磁极对数C：磁感应强度D：磁场强度 8、目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（）。 A：SCR B：GTO C：MOSFET D：IGBT 9、IGBT属于（）控制型元件。 A：电流B：电压C：电阻D：频率 10、变频器的调压调频过程是通过控制（）进行的。 A：载波B：调制波C：输入电压D：输入电流 11、为了适应多台电动机的比例运行控制要求，变频器设置了（）功能。 A：频率增益 B：转矩补偿 C：矢量控制 D：回避频率 12、为了提高电动机的转速控制精度，变频器具有（）功能。 A：转矩补偿 B：转差补偿 C：频率增益 D：段速控制 13、变频器安装场所周围振动加速度应小于（）g 。 A： 1 B：0.5 C：0.6 D：0.8 14、变频器种类很多，其中按滤波方式可分为电压型和（）型。 A：电流B：电阻C：电感D：电容 15、N2系列台安变频器操作面板上的SEQ指示灯在（）发光。 A：F10=0 B：F10=1 C：F11=0 D：F11=1

变频节能技术应用分析

变频节能技术应用分析 发表时间：2009-12-04T11:31:02.450Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年10月下旬刊供稿作者：王栋 [导读] 变频技术，就是通过技术手段，来改变用电设备的供电频率，进而达到控制设备输出功率的目的 王栋（广东电网公司惠州供电局） 摘要：变频技术，就是通过技术手段，来改变用电设备的供电频率，进而达到控制设备输出功率的目的。变频技术随着微电子学、电力电子、计算机和自动控制理论等的发展，已经进入了一个崭新的时代,完全成熟的技术，也使其应用进入了一个新的高潮。它是通过变频调速改变轴输出功率，达到减少输入功率节省电能的目的。是感应式异步电动机节能的重要技术手段之一。 关键词：变频器节能技术 0 引言 对于异步电动机通过调速达到节能目的方法很多，如：调压调速,又称为滑差调速；变极对数调速和品闸管串极调速等等，根据不同的负载性质，有针对性的选择。在各种调速节能中，利用变频调速，是异步电动机调速效果最好、最成熟、最有发展前途的节能技术。 1 变频器控制对像： 变频器应用，可分为两大类：一种是用于传动调速，另一种是各种静止电源（静止电源暂且不讲）。变频传动调速，其应用目的就是通过对电机调速来达到节约能源。控制对象就是在动力设备上实现电—机转换的电动机。这是由感应式异步电动机的性能和特征决定，其次是由于所带的负载对电机调速的负荷适应性所决定。由电机转速的数学公式我们知道，电机的实际转速，主要取决于电机定子的旋转磁场（n1=t*f/p）。对一个绕制好的电机，其旋转磁场转速完全取决供电频率，t 为时间常数，P为电机的极对数，n1正比电源频率f，从电机的结构上我们看到定、转子之间没有任何电的连接，基于磁场感应和机械惯性，转子的转速和定子旋转磁场的转速总是不同步，差一个转差数（一般为n1的1%-1.8%,）称为转差率S，由此可见电机的转速也正比于电源的频率。n2=t*f(1-s)/p从异步电动机变频时机械特性曲线中，我们不难看出转速的变化对电机的转矩影响较小，对于传动机械功率要求完全可以满足。变频调速控制是在降低输出频率的同时输出电压也相应降低，转矩正比输出电压。转矩也会有些减少。这种纯电气调速系统是人为地改变电动机的机械特性来获得不同的转速，直接与拖动机械相连接不需原机械设备做任何调整，这对于节能改造成本，保持原有机械性能都大有好处。变频传动调速的特点是：①不用改动原有设备包括电机本身；②可实现无级调速，满足传动机械要求；③变频器软启、软停功能，可以避免启动电流冲击对电网的不良影响，减少电源容量的同时还可以减少机械惯动量，减少机械损耗；④不受电源频率的影响，可以开环、闭环手动/自动控制；⑤低速时，定转矩输出、低速过载能力较好；⑥电机的功率因数随转速增高功率增大而提高，使用效果较好。 2 节能变频控制 机电设备配合设计原则：电机的最大功率必须满足负载下的机械功率和转矩，对于不同的负载，最大值并非时时刻刻都发生、负载的变化是非线性的，而电机的输出功率却是恒定的，这就意味着在非最大负载时电机输出了相当一部分多余功率，电能也就白白浪费掉了。风机、水泵类就是较典型例子。 风机、水泵类风量和流量的控制在过去很少采用转速控制方式，基本上都是由鼠笼型异步电动机拖动，进行恒速运转，当需要改变风量或流量时，事实上都采用调节挡风板或节流阀。这种控制虽然简单易行，能满足流量要求，但对电机来讲，从节省能源的角度来看是非常不经济的。生产中很容易检测出来。 这类设备一般都是长时间运行，甚至很久不停机。在实际检测中发现，除在极短时间流量最大值外，近90％时间运行在中等或较低负荷状态，总用电量至少有40％以上被浪费掉。采用变频调速控制，对风机、水泵类机械进行转速控制来调节流量的方法，对节约能源，提高经济效益具有非常重要意义。 3 风机、水泵的节能方法 从流量控制原理上讲，风机、水泵的结构和工作原理基本相同. 3.1 具体测试某工厂炉底风机散热控制系统，冶炼炉根据不同材料、需要不同的炉底冷却温度，设计满足最大冷却风量设计为四台18.5KW4极叶轮式风机，全功率运转，但用最大冷却风量的概率极低。冶炼常用几种材料，四台风机对开风量过大；对开两台时，达不到冷却要求；对开一对再侧开一台，冷却不均、无法满足工艺要求；原设计4台对开风机靠调节挡风板可满足冷却要求，但对电机来讲，浪费电能。风板全开时，运行电流24A，全关闭时22A，输入功率从17.0KW—18.5KW变化，节电率不足8％。针对这一特殊要求制定方案，对其中两台对开电机进行开环变频调速控制，配合两台全速风机，即满足不同材料的温控要求，又能节约电能。按照这一方案进行改造后，节电效果非常明显。针对其中一种材料需固定频率控制进行冷却,几个月才换一次，设定频率在25—35之间，完全满足冷却要求。工频下运行时一台18.5KW风机（经变频器输出），每小时耗电为11.9度/小时，日耗电量为：285.6度/24小时。在正常运行时根据不同材料的温度要求，设定频率分别为：25Hz、30Hz、35Hz、40Hz和45Hz。 需要指出的是：变频器当输出频率降低时，输出电压也相应降低，输入功率明显减少，对应频率降低时电压降低电机不会有温升，若频率不变时电压降低至浮动电压下限值时，电机就会有温升。 3.2 水泵节电：同风机原理很相近。以某酒店750TRT中央空调冷水机组水系统90KW冷冻泵和55KW冷却泵为例：主机制冷是根据温度的变化而工作，是非线性负荷，而水泵电机基本上是线性恒功率输出。1台55KW冷却水泵靠调整阀门来改变流量，虽然能满足主机运行要求，但对于电机来讲节电意义不大，阀门的全开和全闭，电流从107A—97A之间变化，平均节电不足7％。通过改造采用温度控制为主，压力控制为铺进行闭环变频控制水泵电机，水泵电机平均节电率都在30％以上；90KW冷冻水泵电机靠调节阀门电流在163—148A之间变化，平均节电不足6％，经闭环控制变频调速改造后，节电率平均也在30％以上。为什么会有这么大节电空间呢，因为中央空调系统设计时的最大容量是以人流、气温、空间散热三项极限指标为依据计算的（即人流最大、气温最高、空间散热最差），平时出现这种情况的概率极低，从经验上讲不到10%，空调系统大部分运行时间都在中、低负荷状态，空调主机的负荷曲线是非线性的，而水系统的水泵负荷是线性恒功率的，以满足主机的最大负荷为标准。这样在主机非最大负荷时水泵就必然存在着电能浪费空间。通过变频调速控制使水泵电机的负载曲线符合或接近空调主机的负载曲线。 3.3 高压变频控制传动调速控制设备都是在3KV以上大容量电机，一般都在几百KW到几千KW，负载率大于0.5,节电效率较低压变频控制略低，在18—25%左右，电机容量大耗电也多，虽然节电率较低，但用电基数大，也是非常可观，高压变频设备技术复杂设备体积大，

变频器理论试题库

变频器理论试题库 一、填空题 1.( )器件就是目前通用变频器中广泛使用得主流功率器件。 2.变频器按变换环节可分为( )型与( )频器。 3.变频器按照滤波方式分( )型与( )型变频器。 5.智能功率模块IPM将大功率开关器件与( )电路、( )电路、( )电路等集成在同一个模块内。 7、基频以下调速时,变频装置必须在改变输出( )得同时改变输出( )得幅值。 8、基频以下调速时,为了保持磁通恒定,必须保持U/F=( )。 9.变频器得主电路,通常用()或()表示交流电源得输入端,用()表示输出端。 10、通过()接口可以实现在变频器与变频器之间或变频器与计算机之间进行联网控制。 11.变频器输入侧得额定值主要就是( )与( ) 12.变频器输出侧得额定值主要就是输出( )、( )、( )、配用电动机容量与超载能力。 13、变频器得频率指标有频率( )、频率( )、频率( ) 14、变频器运行频率设定方法主要有( )给定( )给定、()给定与通信给定。 15.变频器得外接频率模拟给定分为( )控制、( )控制两种。 16、通用变频器得电气制动方法,常用得有三种( )制动、()制动、( )。 17、变频器得PID功能中,P指 ( ),I指( ) ,D指( )。 18、U/f控制方式得变频器主要用于( )、( )、( )等无动态指标要求得场合。 19、交流偏置使三相单相变频器输出均为 ( ) 20、低压变频器常用得电力电子器件有 ( )、 ( )、( )、 21、变频器主电路由( )电路、中间( )电路、( )三部分组成 22、变压器得控制方式主要有( )控制、( )控制、( )控制 23 、电压型变频器中间直流环节采用大( )滤波,电流型变频器中间直流环节采用高阻抗( )滤波。 24、直流电抗器得主要作用就是改善变频器得输入电流得( )干扰,防止( )对变频器得影响,保护变频器及抑制直流电流( )。 25、变频器具有( )保护、( )保护、( )保护、欠电压保护与瞬间停电得处理。 26、变频器输入控制端子分为 ( )量端子与()量端子。 27、变频调速系统中禁止使用() 制动。 28、变频器接点控制端子可由以下信号控制其通断:()开关控制;()开关;()开关控制。 29.工业洗衣机甩干时转速快,洗涤时转速慢,烘干时转速更慢,故需要变频器得()控制功能。 30.变频器得加速时间就是指从()Hz上升到()频率所需得时间。 31、目前在中小型变频器中,应用最多得逆变元件就是(),电压调制方式为正弦波脉冲宽度调制()、 32、变频器与外部连接得端子分为()端子与()端子。 33、变频器就是将得交流电变为得交流点得装置 34、变频技术,简单得就就是说把逆变成不同频率得或就是把交流电变成流电再逆变 成得交流电或就是把电变成电再把变成电。

变频技术原理与应用试题四及答案

变频技术原理与应用试题四及答案 一、是非题。（正确的在括号内画√，错的画×， 每题1分，共10分） 1. 变频技术，往往看重的是电源频率的变化，而不重视电源其他参数的变化。（） 2. 直流—交流变频技术，它的关键技术是整流器。（） 3. 变频器主要用于交流电动机的转速调节。（） 4. 全控型器件通过控制信号既可控制其导通又可控制其关断。（） 5. 晶闸管的导通和截止这两个工作状态是由阳极电压U A、阳极电流I A及控制极电流I G决定的。（） 6. 功率MOSFET导通时有多种极性的载流子（多数载流子）参与导电，是多极型晶体管。（） 7. 功率集成电路是电力半导体技术与微电子技术结合的产物。（） 8. 变频器主电路接线前，确认输入电源的电压等级符合后，在安全断开的情况下才能进行接线的操作。（） 9. 由于主电路为功率电路，不正确的配线不仅会损坏变频器，还会给操作者造成危险。（） 10. 逆变器功率模块损坏后，将其去掉，更换新的模块，即可使用。（） 二、名词解释。（每题2分，共10分） 1. 擎住电流I L 2. 断态电压临界上升率d u/d t

3. 脉幅调制 4. 最高频率f max 5. 变频器 三、填空题。（每题1分，共10分） 1. 平板型晶闸管又分为。 2. 晶闸管一旦导通后，控制极就了控制作用。 3.将完整的正弦波形用等效的PWM波形表示时，这种PWM波形称为波形。 4. 应按实际电流与通态平均电流有效值相等的原则来选取晶闸管，应留一定的裕量，一般 取倍。 5. 晶闸管门极参数包括。 6. 功率场效应晶体管与小功率场效应晶体管一样，分为。 7.功率MOSFET工作在开关状态，即在之间来回转换。 8. 移相调压实际上就是调节输出电压脉冲的。 9.当晶闸管的阳极和阴极之间加正向电压时，控制极未加电压，晶闸管内只有很小的电流流过，这个电流称为。 10. 采样控制理论有一个结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果。 四、简答题。（每题5分，共20分） 1. 如何抑制晶闸管的正向电流上升率d i/d t？

变频技术理论试题(卷)库完整

变频技术科理论试题库 适用层次：高级工 适用专业：机电技术 一、填空题（应出50空，实出50空） 1．(IGBT)器件是目前通用变频器中广泛使用的主流功率器件。 2．变频器按变换环节可分为（交—交）型和(交—直—交)型变频器。 3．变频器按照滤波方式分（电压）型和（电流）型变频器。 4．三相鼠笼交流异步电动机主要有（变频）、（变转差）、（变极）三种调速方式 5．智能功率模块IPM 将大功率开关器件和（驱动）电路、（保护）电路、（检测）电路等集成在同一个模块。 6．基频以（下）调速属于恒转矩调速基频以（上）调速属于弱磁恒功率调速。 7. 基频以下调速时，变频装置必须在改变输出（频率）的同时改变输出（电压）的幅值。 8. 基频以下调速时，为了保持磁通恒定，必须保持U/F=(常数）。 9．变频器的主电路，通常用(R 、S 、T)或（L1、L2、L3）表示交流电源的输入端，用(U 、V 、W)表示输出端。 10. 通过（通讯）接口可以实现在变频器与变频器之间或变频器与计算机之间进行联网控制。 11．变频器输入侧的额定值主要是（电压）和（相数） 12．变频器输出侧的额定值主要是输出（电压）、（电流）、（容量）、配用电动机容量和超载能力。 13. 变频器的频率指标有频率（围）、频率（精度）、频率（分辨率） 14. 变频器运行频率设定方法主要有（面板）给定、(外接)给定、(预置)给定和通信给定。 15．变频器的外接频率模拟给定分为（电压）控制、（电流）控制两种。 16.通用变频器的电气制动方法，常用的有三种（直流）制动、（制动单元/制动电阻）制动、（整流回馈）。 17. 变频器的PID 功能中，P 指 （比例），I 指(积分) ，D 指（微分）。 19.U/f 控制方式的变频器主要用于（风机）、（水泵）、（运输传动）等无动态指标要求的场合。 20. 低压变频器常用的电力电子器件有 (GTR)、 (IGBT)、(IPM). 21. 变频器主电路由（整流）电路、中间（直流）电路、（逆变器）三部分组成 22.变压器的控制方式主要有(U / f )控制、(矢量)控制、(直接转矩)控制 二、选择题（应出50题，实出50题） 1.变频器的节能运行方式只能用于（ A ）控制方式。 A.U/f 开环 B.矢量 C.直接转矩 D.CVCF 2.对电动机从基本频率向上的变频调速属于（ A ）调速。 A.恒功率 B.恒转矩 C.恒磁通 D.恒转差率 3. 公式00 n n s n -=中，0n 表示（ B ）。 A ．转差率 B ．旋转磁场的转速 C ．转子转速 D ．以上都不是 4. 频率给定中，模拟量给定方式包括（ C ）和直接电压（或电流）给定。

中国变频器行业研究

中国变频器行业发展 一、变频器行业概况 (一)变频器的概念 变频器的英文译名是VFD(Variable-frequency Drive)，这可能是现代科技由中文反向译为英文的为数不多实例之一。(但VFD也可解释为Vacuum fluorescent display，真空荧光管，故这种译法并不常用)。变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件。变频器在中、等亚洲地区受日本厂商影响而曾被称作VVVF(Variable Voltage Variable Frequency Inverter)。 (二)变频器基本原理 变频器的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。 (三)变频器主要种类 变频器的分类方法有多种。 按变换的环节可分为(1)交-直-交变频器，即先把工频交流通过整流器变成直流，然后

再把直流变换成频率电压可调的交流，又称间接式变频器，是目前广泛应用的通用型变频器； (2)交-交变频器，即将工频交流直接变换成频率电压可调的交流，又称直接式变频器。 按直流电源性质可分为(1)电压型变频器，其特点是中间直流环节的储能元件采用大电容，负载的无功功率将由它来缓冲，直流电压比较平稳，直流电源阻较小，相当于电压源，故称电压型变频器，常选用于负载电压变化较大的场合；(2)电流型变频器，其特点是中间直流环节采用大电感作为储能环节，缓冲无功功率，即扼制电流的变化，使电压接近正弦波，由于该直流阻较大，故称电流源型变频器(电流型)。电流型变频器的优点是能扼制负载电流频繁而急剧的变化。常选用于负载电流变化较大的场合。 按照工作原理可分为(1)V/f控制变频器；(2)转差频率控制变频器；(3)矢量控制变频器。 按照开关方式可分为(1)PAM控制变频器；(2)PWM控制变频器；(3)高载频PWM控制变频器。 按照用途可分为(1)通用变频器；(2)高性能专用变频器；(3)高频变频器；(4)单相变频器；(5)三相变频器等。 按变频器调压方法可分为(1)PAM变频器，通过改变电压源Ud 或电流源Id的幅值进行输出控制的。(2)PWM变频器，在变频器输出波形的一个周期产生个脉冲波个脉冲，其等值电压为正弦波，波形较平滑。