变频器按照主电路工作方式可以分为电压型变频器和电流型变频器，特点：1.电压型变频器线路结构较复杂对晶闸管要求一般耐压较低，关断时间要求短，过电流及短路保护困难，输出动态阻抗小，再生制动需要付加电源侧反并联逆变器。2.电流型变频器线路结构较简单，对晶闸管要求耐压高对关断时间武严格要求，过电流及短路保护容易，输出动态阻抗大，再生制动方便不需附加设备。
（已结帖）工控求职面试题擂台第十九期—变频器的原理知识 点击：2290 | 回复：23
发表于：2011-06-04 17:31:00
楼主
擂台一：变频器中的直流是怎样“逆变”成交流的？请详细回答，有相关的图形和波形解释这更佳！
擂台二：电压型与电流型“交－－－－直－－－－交”变频器各有什么特点和不同？请详细回答，有相关的图形和波形解释这更佳！
工控求职面试题擂台每周一期每期两题，内容旨在服务于即将毕业的面临找工作的工控学子们，但是打擂者不限，只要求能给出完整的，尽可能的详细的答案即可，打擂者可以根据兴趣随便选择一题作答，也可两题一起做答，结果按较好题给分。本期下周结贴。奖项设置：一等奖1名：30MP，二等奖2名：20MP，三等奖3名：10MP，鼓励奖10名：30积分。
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发表于：2011-06-25 10:04:03
1楼
(一)电压型
电压型逆变器的原理图及其动作如图1所示。其中图a为单相桥式电压型逆变器，如果使开关S1～S4像图d那样导通、关断，那么负载电压u就成为矩形波交流电压，其大小等于直流电压源电压Ed，如图b中实线所示。这里假定负载电流i由于负载电感的平滑作用为正弦波交流电流，如图b中虚线所示。
图1电压型逆变器的原理
a)电路构成 b)电压/电流波形 c)直流电流波形（瞬时功率） d)开关动作状态
现在，使开关S1、S2导通，由直流电压源Ed沿图a中①路线供给负载电流i。在时刻t1使这两个开关关断，同时使开关S3、S4导通，于是负载的无功功率就沿②路线反馈给直流电压源Ed。
考虑负载电流i和开关的动作状态，直流电流Id的波形如图c所示。另外，负载电压u与负载电流i的积为瞬时功率P，它与直流电流Id的波形相同。瞬时功率P的平均值Pa为向负载提供的有功功率。
时刻t1～t2的滞后角 相当于异步电动机的滞后功率因数角， 时有功功率为正（电动状态）， 时为负（再生状态）。滞后角 与瞬时功率P及有功功率Pa的关系，如图2所示。
图2 滞后角 与瞬时功率P、有功功率Pa
当开关采用单方向导通的半导体开关器件时，以晶体管为例，为了向电源反馈（路线②），要同晶体管反并联续流二极管。
电压型变频器的主电路构成见表1中项1～3所列，由晶闸管或二极管、晶体管构成的整流器、平波电容（用作电压源）以及逆变器组成。
(二) 电流型
电流型变频器的原理及其动作如图3所示。其中图a为单相桥式电流型逆变器。如果使开关S1～S4像图d那样导通、关断，则负载电流i就变为矩形波交流电，大小等于直流电源电流Id，如图b中实线所示。负载电压u由负载的感应电动势e决定，为正弦波形，如图b中虚线所示。
现在，使开关S1，S2导通，负载电流i从电流源经图示的路线①流出。在时刻t1关断这两个开关时，因为是电流源，负载电流必须急速地反向，但是电感负载的电流不可能瞬时反向，在负载两端需要有吸收电感储存
发表于：2011-06-25 16:55:27
2楼
(二) 电流型
电流型变频器的原理及其动作如图3所示。其中图a为单相桥式电流型逆变器。如果使开关S1～S4像图d那样导通、关断，则负载电流i就变为矩形波交流电，大小等于直流电源电流Id，如图b中实线所示。负载电压u由负载的感应电动势e决定，为正弦波形，如图b中虚线所示。
现在，使开关S1，S2导通，负载电流i从电流源经图示的路线①流出。在时刻t1关断这两个开关时，因为是电流源，负载电流必须急速地反向，但是电感负载的电流不可能瞬时反向，在负载两端需要有吸收电感储存能量的电路。在吸收此能量期间，负载两端将产生di/dt的尖峰电压。
由于能量吸收回路的作用，负载电流反向后，功率从负载向电源反馈，在时刻t2负载电压反向。此后，在S1，S2再次导通时刻t3之间的期间，为功率从电源流向负载的电动状态。
图3 电流型逆变器原理图
a)电路构成 b)输出电压电流波形 c)直流电压波形（瞬时功率）d)S1、S2动作、S3、S4动作
考虑负载电压u和开关的动作状态，直流电压波形Ed为图c的波形。另外瞬时功率P与直流电压波形相同。此瞬时功率P的平均值为有功功率Pa，如图c中虚线所示。异步电动机的滞后功率因数角 与瞬时功率P和有功功率Pa的关系，同图4中的电压型逆变器波形一样。
采用半导体开关时，对于电流型逆变器通常采用晶闸管，它虽然需要换相电路，但可以兼用作能量吸收回路。
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波石电感
变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波石电感
发表于：2011-06-27 11:45:53
5楼
1：变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
2：交直交变频器又可以分为电压型和电流型两种，由于控制方法和硬件设计等各种因素，电压型逆变器应用比较广泛。传统的电流型交直交变频器采用自然换流的晶闸管作为功率开关，其直流侧电感比较昂贵，而且应用于双馈调速中，在过同步速时需要换流电路，在低转差频率的条件下性能也比较差，在双馈异步风力发电中应用的不多。采用电压型交直交变频器这种整流变频装置具有结构简单、谐波含量少、定转子功率因数可调等优异特点，可以明显地改善双馈发电机的运行状态和输出电能质量，并且该结构通过直流母线侧电容完全实现了网侧和转子侧的分离。电压型交直交变频器的双馈发电机定子磁场定向矢量控制系统，实现了基于风机最大功率点跟踪的发电机有功和无功的解耦控制，是目前变速恒频风力发电的一个代表方向。
发表于：2011-07-02 22:24:56
7楼
通用型变频器绝大多数是交—直—交型变频器，通常尤以电压器变频器为通用，其主回路图如下图，它是变频器的核心电路，由整流回路（交—直交换），直流滤波电路（能耗电路）及逆变电路（直—交变换）组成，当然还包括有限流电路、制动电路、控制电路等组成部分。
逆变电路
逆变电路的作用是在控制电路的作用下，将直流电路输出的直流电源转换成频率和电压都可以任意调节的交流电源。逆变电路的输出就是变频器的输出，所以逆变电路是变频器的核心电路之一，起着非常重要的作用。
最常见的逆变电路结构形式是利用六个功率开关器件（GTR、IGBT、GTO等）组成的三相桥式逆变电路，有规律的控制逆变器中功率开关器件的导通与关断，可以得到任意频率的三相交流输出。
发表于：2011-07-03 09:33:08
8楼
擂台一：变频器中的直流是怎样“逆变”成交流的？请详细回答，有相关的图形和波形解释这更佳！
目前应用的最广泛的是交直交变频器，其基本结构如图所示:其工作过程是先将三相{或单相}不可调工频电源经过整流桥整流成直流电，再经过逆变桥把直流电逆变成频率任意可调的交流电，以实现无级调速.
直-交变换电路
（1）三相逆变桥工作原理，以单相逆变为例，如图：
发表于：2011-07-04 21:29:40
14楼
利用晶体管振荡能产生正弦波的电路,就是正弦波振荡电路.工作原理是晶体管(或集成电路)电路中电容,电感以及电阻充放电,而形成正弦波信号,直流就变为交流了.
变频器实际上就是一个逆变器.它首先是将交流电变为直流电.然后用电子元件对直流电进行开关.变为交流电.一般功率较大的变频器用可控硅.并设一个可调频率的装置.使频率在一定范围内可调.用来控制电机的转数.使转数在一定的范围内可调.变频器广泛用于交流电机的调速中.变频调速技术是现代电力传动技术重要发展的方向，随着电力电子技术的发展，交流变频技术从理论到实际逐渐走向成熟。变频器不仅调速平滑，范围大，效率高，启动电流小，运行平稳，而且节能效果明显。因此，交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统，越来越广泛的应用于冶金、纺织、印染、空调,烟机生产线及楼宇、供水等领域。一般分为整流电路、平波电路、控制电路、逆变电路等几大部分。
1. 整流电路
整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。整流电路一般都是单独的一块整流模块.
2. 平波电路
平波电路在整流器、整流后的直流电压中含有电源6倍频率脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动，为了抑制电压波动采用电感和电容吸收脉动电压(电流)，一般通用变频器电源的直流部分对主电路而言有余量，故省去电感而采用简单电容滤波平波电路。
3. 控制电路
现在变频调速器基本系用16位、32位单片机或DSP为控制核心，从而实现全数字化控制。
变频器是输出电压和频率可调的调速装置。提供控制信号的回路称为主控制电路，控制电路由以下电路构成:频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”。运算电路的控制信号送至“驱动电路”以及逆变器和电动机的“保护电路
变频器采取的控制方式，即速度控制、转拒控制、PID或其它方式
4 逆变电路
逆变电路同整流电路相反，逆变电路是将直流电压变换为所要频率的交流电压，以所确定的时间使上桥、下桥的功率开关器件导通和关断。从而可以在输出端U、V、W三相上得到相位互差120°电角度的三相交流电压
发表于：2011-07-04 21:33:13
15楼
变频器的调速：
基于调速方便、节能、运行可靠的优点，变频调速器已逐渐替代传统的变极调速、电磁调速和调压调速方式。在推出PWM磁通矢量控制的变频器数年后，1998年末又出现采用DTC控制技术的变频器。
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
基于调速方便、节能、运行可靠的优点，变频调速器已逐渐替代传统的变极调速、电磁调速和调压调速方式。在推出PWM磁通矢量控制的变频器数年后，1998年末又出现采用DTC控制技术的变频器。
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
发表于：2011-07-04 21:41:27
17楼
电压型变频器和电流型变频器的区别仅在于中间直流环节滤波器的形式不同，但是这样一来，却造成两类变频器在性能上相当大的差异，主要表现列表比较如下：
电压型变频器与电流型变频器的性能比较
1、储能元件：电压型变频器；电容器电流型，电抗器。2、输出波形的特点：电压形电压波形为矩形波电流波形近似正弦波；电流型变频器则为电流波形为矩形波电压波形为近似正弦波3、回路构成上的特点，电压型有反馈二极管直流电源并联大容量电容（低阻抗电压源）；电流型无反馈二极管直流电源串联大电感（高阻抗电流源）电动机四象限运转容易。4、特性上的特点，电压型为负载短路时产生过电流开环电动机也可能稳定运转；电流型为负载短路时能抑制过电流电动机运转不稳定需要反馈控制
电压型变频器与电流型变频器的性能比较
1、储能元件：电压型变频器；电容器电流型，电抗器。2、输出波形的特点：电压形电压波形为矩形波电流波形近似正弦波；电流型变频器则为电流波形为矩形波电压波形为近似正弦波3、回路构成上的特点，电压型有反馈二极管直流电源并联大容量电容（低阻抗电压源）；电流型无反馈二极管直流电源串联大电感（高阻抗电流源）电动机四象限运转容易。4、特性上的特点，电压型为负载短路时产生过电流开环电动机也可能稳定运转；电流型为负载短路时能抑制过电流电动机运转不稳定需要反馈控制
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