变频器概述-三倍频变频器的变频工作原理

变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电动机变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。
变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式不同，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式不同，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理不同，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途不同，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器等。
作为电源变换装置的变频器，能够将固定频率和电压的电源转换成可变的频率和电压。进而完成V-F的转换来控制异步电机。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。本文要解析的是变频专用电机，能够在变频器的驱动下，实现不同的的转速和扭矩，进而满足负载需求。
一、变频器概述
变频器主要分为两类：电压型，将电压源的直流变换为交流，其直流回路通过电容滤波。
输出电压波形为矩形波电流波形近似正弦波。一般要深度负反馈，有稳定作用；电流型，将电流源的直流变换为交流，其直流回路通过电感滤波。电流波形为矩形波电压波形近似正弦波。一般为正反馈，有增益作用。
现在的变频器主要采用VVVF变频或矢量控制变频，也就是先把工频交流电通过整流器转换成直流电源，再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电供给电机。但是VVVF缺点是输入功率因数比较低，谐波电流大，直流电路需要大的储能电容。
变频器的主回路构成：电源输入—整流桥—启动电阻—母线电容—制动单元（制动电阻）—逆变桥—电源输出。主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，它由三部分构成：
1、整流电路：将工频电源转变为直流；
2、平波回路：吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动；
3、逆变电路：将直流转变为频率可调的交流电。
二、主要参数测量
对与其工作系统主要是由变频器和变频电机两部分组成。而针对于变频电机主要的故障有过流、过压、欠压、过热、输出不平衡、过载等。常见的变频器应用为电动机控制系统，整个系统需要对变频器输入、输出信号进行测量，同时需要测量电机的扭矩及转速等系统特性。
输入输出参数：电压、主要的测量参数包括：电流、功率的额定值，输入额定容量、出过载能力，功率、功率因数，输出频率范围；直流母线参数：电压、电流、功率；效率与谐波：转换效率，谐波失真。致远的MPT电机测试平台专业打造测试环境。凭借在功率分析、电机测量领域的深入理解、与长久积累，融合仪器设计与系统集成的理念，打破了传统测功机的性能瓶颈，引领电机试验进入动态时代。
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电机的调速与控制，正在以其卓越的性能和经济性，可以说在调速领域，这样的系统完全改变的传统的调速方式。大大的提高了生产效率并节约了能源。

三倍频变频器的变频工作原理

三倍频变频器的变频工作原理如图所示。

    图    三倍频变频器的工作原理
    三倍频变频器是一个特殊结构的变压器。它与磁饱和电抗器的结构相似。变压器的初级一侧与三相工频电源连接，经变压器内部绕组的电磁作用，将50Hz电流转化为150Hz电流，由二次侧输出。三倍频变频器的电效率高达9%左右。
    三倍频变频器的工作特点如下：
    三倍频变频器的cosφ=0.3左右。但是通过对变压器一次侧进行工频移相电容补偿后，其cosφ=1。变频器的输出电压，可以通过设在一次侧的工频三相调压器进行调节。
    三倍频变频器的运行平稳可靠、噪声小、振动小、电效率可达到98%左右，具有较大的过载能力，维护方便、成本低，但是存在需配置大量补偿电容器，提高三倍频变频器的电效率受到限制等问题，这种电源可以用于大型感应炉。
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