谁知道ABB 的ACS800-87LC变频器原理？

变频器的基本原理都是一样的

变频器原理

1、如何能够自由地改变电机的旋转速度？ ?

（1) r/min电机转速单位：每分钟旋转次数，也可表示为rpm，如：4极电机 60Hz 1800r/min，4极电机 50Hz 1500r/min，电机的转速同频率成比例。

(注：文中所指的电机为感应式交流电机，工业所用的大部分电机均为此类电机。感应式交流电机（后简称电机）的旋转速度近似地取决于电机的极数和频率。)

电机极数是固定不变的，极数是一个不连续的数值，为2的倍数。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，这样电机的转速就可以被自由的控制。n=60f/p，其中n为同步速度、f为电源频率、p为电机极数，改变频率和电压是最优的电机控制方法。仅改变频率，电机将被烧坏。特别是当频率降低时，该问题更突出。为防止电机烧毁，变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压，例如：为使电机转速减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz，变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。

2、基本概念

（1）VVVF变压变频（Variable Voltage and Variable Frequency）

（2）CVCF 恒压恒率（Constant Voltage and Constant Frequency）

各国使用的交流供电电源，其电压和频率通常均为200V/60Hz（50Hz）或100V/60Hz（50Hz）。变频器是把工频电源变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，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）。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大量运算的变频器，有时还需一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。

变频器不仅广泛应用于工业领域，也可用于家电产品，如：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。此外，变频器还用于计算机电源的供电，用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。

3、变频器的分类

按主电路工作方式，可以分为电压型变频器和电流型变频器；

按开关方式，分为PAM控制型、PWM控制型和高载频PWM控制型；

按工作原理，分为V/f控制型、转差频率控制型和矢量控制型等；

按用途，分为通用型、高性能专用型、高频型、单相变频器和三相变频器等。

4、变频器中常用的控制方式

(1)交流变频器非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。

V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性，在改变电源频率进行调速的同时，又要保证电动机的磁通不变，通用型变频器基本上都采用这种控制方式。V/f控制变频器结构简单，但采用开环控制，控制性能不高，在低频时，必须进行转矩补偿，以改变低频转矩特性。

转差频率控制是一种直接控制转矩的控制，在V/f控制的基础上，按照异步电动机实际转速对应的电源频率，根据希望得到的转矩来调节变频器输出频率，就可使电动机具有对应的输出转矩。这种控制方式，在控制系统中需要安装速度传感器，有时还加有电流反馈，对频率和电流进行控制，是一种闭环控制，可使变频器具有良好的稳定性，并对急速的加减速和负载变动有良好的响应特性。

矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位，以达到对电动机励磁电流和转矩电流分别进行控制，进而达到控制电动机转矩的目的。通过控制各矢量的作用顺序和时间以及零矢量的作用时间，又可以形成各种PWM波，达到各种不同的控制目的。例如形成开关次数最少的PWM波以减少开关损耗。目前在变频器中实际应用的矢量控制方式主要有基于转差频率控制的矢量控制方式和无速度传感器的矢量控制方式两种。

基于转差频率的矢量控制方式与转差频率控制方式两者的定常特性一致，但是基于转差频率的矢量控制还要经过坐标变换对电动机定子电流的相位进行控制，使之满足一定的条件，以消除转矩电流过渡过程中的波动。因此，基于转差频率的矢量控制方式比转差频率控制方式在输出特性方面能得到很大的改善。但是，这种控制方式属于闭环控制方式，需要在电动机上安装速度传感器，因此，应用范围受到限制。

无速度传感器矢量控制是通过坐标变换处理分别对励磁电流和转矩电流进行控制，然后通过控制电动机定子绕组上的电压、电流辨识转速以达到控制励磁电流和转矩电流的目的。这种控制方式调速范围宽，启动转矩大，工作可靠，操作方便，但计算比较复杂，一般需要专门的处理器来进行计算，因此，实时性不是太理想，控制精度受到计算精度的影响。

直接转矩控制是利用空间矢量坐标的概念，在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩，通过检测定子电阻来达到观测定子磁链的目的，因此省去了矢量控制等复杂的变换计算，系统直观、简洁，计算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。即使在开环的状态下，也能输出100%的额定转矩，对于多拖动具有负荷平衡功能。

(2)、智能控制方式主要有神经网络控制、模糊控制、专家系统、学习控制等。

神经网络控制方式应用在变频器的控制中，一般是进行比较复杂的系统控制，这时对于系统的模型了解甚少，因此神经网络既要完成系统辨识的功能，又要进行控制。而且神经网络控制方式可以同时控制多个变频器，因此在多个变频器级联时进行控制比较适合。但是神经网络的层数太多或者算法过于复杂都会在具体应用中带来不少实际困难。

模糊控制算法用于控制变频器的电压和频率，使电动机的升速时间得到控制，以避免升速过快对电机使用寿命的影响以及升速过慢影响工作效率。模糊控制的关键在于论域、隶属度以及模糊级别的划分，这种控制方式尤其适用于多输入单输出的控制系统。

专家系统是利用所谓“专家”的经验进行控制的一种控制方式，因此，专家系统中一般要建立一个专家库，存放一定的专家信息，另外还要有推理机制，以便于根据已知信息寻求理想的控制结果。专家库与推理机制的设计是尤为重要的，关系着专家系统控制的优劣。应用专家系统既可以控制变频器的电压，又可以控制其电流。

学习控制主要是用于重复性的输入，而规则的PWM信号(例如中心调制PWM)恰好满足这个条件，因此学习控制也可用于变频器的控制中。学习控制不需要了解太多的系统信息，但是需要1~2个学习周期，因此快速性相对较差，而且，学习控制的算法中有时需要实现超前环节，这用模拟器件是无法实现的，同时，学习控制还涉及到一个稳定性的问题，在应用时要特别注意。

5、关于散热的问题

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，变频器使用寿命将减半。若变频器带有直流或交流电抗器, 并且也在柜子里面, 发热量会更大。电抗器安装在变频器侧面或测上方比较好。如果有制动电阻的话，制动电阻的散热量很大，安装位置最好和变频器隔离开，如装在柜子上面或旁边等。

怎样才能降低控制柜内的发热量呢?

○1、适当地增加机柜的尺寸。要使控制柜尺寸减小，就必须使机柜中产生的热量尽可能地减少。如：把变频器的散热器部分放到控制柜的外面，将会使70％的发热量释放到机柜的外面，对大容量变频器更加有效。

○2、可以用隔离板把本体和散热器隔开, 使散热器散热不影响变频器本体。

○3、变频器散热设计中都是以垂直安装为基础的，横放散热会变差!

○4、功率稍大的变频器，都有冷却风扇。建议在控制柜出风口安装冷却风扇，进风口加滤网防灰尘进入控制柜。控制柜和变频器风扇都是要的，不能相互替代。

○5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，每1000m降低5%。实际上因为设计时变频器的负载和散热能力一般比实际使用时要大，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。 ?

○6开关频率：变频器的发热主要来自IGBT，IGBT的发热又集中在开关的瞬间，开关频率高时发热就大。有的厂家称降低开关频率可扩容，就是这个道理。

6、变频器的控制方式今后将向以下几个方面发展

(1)依靠计算机网络进行远程控制。通过RS485接口及一些网络协议对变频器进行远程控制，在某些不适于人现场操作的场合，可以很容易的实现控制目标。

(2)绿色变频器：变频器产生的高次谐波对电网会带来污染。

文章来源：中国传动网论坛

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