电源：高压变频器原理

性和调速性能，也必须采取一些必要的 措施。异步电动机在进行变频调速时，可采取的方法较多，比较灵活，可以通过功能预置方便地进行选择。变频器说明书中所谓的控制方式，就是指在变频器调速的 情况下，改善异步电动机特性的方式。

一般来说，变频器主要有以下几种控制方式。

1)V/f 控制方式即通过调整变频器输出侧的电压频率比(U/f比)的方法，来改变电动机在调速过程中机械特性的控制方式。

2)空间电压矢量控制方式是一种模拟直流电动机调速特点的控制方式，效果较好。根据其有无转速反馈又可分为：

(1)无速度反馈矢量控制方式即不需要转速反馈的控制方式;

(2)有速度反馈矢量控制方式即需要加入转速反馈环节的控制方式。

3)直接转矩控制方式这是部分变频器采取的一种控制方式，可以通过直接控制输出转矩的大小来调速，其控制结果与矢量控制类似，但各有其优缺点。

4) 矩阵式交交控制方式矩阵式交交变频省去了中间直流环节，从而可省去体积大、价格高的电解电容。它能实现功率因数为1，输入电流为正弦且能四象限运行，系统 的功率密度大。该技术目前虽尚未成熟，但仍吸引着众多的学者深入研究。其实质不是间接的控制电流、磁链等量，而是把转矩直接作为被控制量来实现的。

16 什么是PWM?什么是SPWM?

答：PWM 的全称是Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)，根据面积等效原理，利用一系列等幅不等宽的矩形脉冲序列等效所需要的波形(含形状和幅值)。

SPWM即正弦波PWM技术。在进行脉宽调制时，使脉冲系列的占空比按正弦规律变化。当正弦值为最大值时，脉冲的宽度也最大，而脉冲间的间隔则较大。电压脉冲序列宽度按正弦规律变化的PWM波形，称为正弦波脉宽调制。

SPWM脉冲系列中，各脉冲的宽度以及相互间的间隔宽度是由正弦波(基准波或调制波)和等腰三角波(载波)的交点来决定的。图7 为一典型SPWM控制方法。

17 PWM 和PAM 的不同点是什么?

答：PWM 是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲序列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调制方式。

PAM 是英文Pulse Amplitude Modulation(脉冲幅度调制)缩写，是按一定规律改变脉冲序列的脉冲幅度，以调节输出量和波形的一种调制方式。

18 载波频率对电动机的运行有什么影响?

答：提高载波频率的好处如下。

1)改善电流波形适当提高载波频率，可以改善电流波形，如下图愿(a)所示。

2) 减小电磁噪声产生电磁噪声的原因是：与载波频率相同的谐波电流使定子铁心的硅钢片中产生涡流，各硅钢片的涡流之间产生相互作用力，导致铁心振动而发出噪 声，电磁噪声的频率与载波频率相同。如果载波频率处于人耳的敏感频率区，电磁噪声就比较“大”(人的听觉上比较敏感)。

适当提高载波频率，可减小甚至消除噪声(实际上只是人耳“听”不到罢了)。

提高载波频率的缺点如下。

1) 变频器的输出电压减小变频器的逆变桥中，上下两个逆变管是在不停地交替导通的，其线电压波形如图愿(b)所示。为了保证只有在一个逆变管完全截止的情况 下，另一个逆变管才开始导通，在交替导通过程中必须有一个死区吟t(等待时间)，如下图愿(c)所示。由于死区实际上不是工作区，所以，载波频率越高，则 每个周期中死区的累计值(不工作区)越大，变频器输出电压的平均值越低。在负载转矩相同的情况下，电动机的电流偏大。

2)使距离较远的电动机运行不正常当电动机与变频器之间的距离较远时，则载波频率越高，由线路的分布电容和分布电感引起的不良效应(如电动机侧电压升高、电动机振动等)越大。

猿)对其他设备的干扰增大载波频率越高，高频电磁场的辐射能量越大，对其他设备的干扰就越严重。

19 什么是V/f控制?为什么要采取V/f 控制而不是只控制V 或者f?

答：V/f控制方式是保证变频器输出电压和频率比值一定的控制方式。

20 为什么变频器要设置许多U/f 线供用户选择?

答：这是因为负载不同，低速特性不同。不同的负载在低速运行时的阻转矩大小是不一样的，举例如下。

员)恒转矩负载特点不论转速高低，负载的阻转矩都不变。例如带式输送机，要求低频时电动机的转矩等于额定转矩。如图怨(a)所示。这就要求电动机在低频运行时，也能产生较大的转矩，U/f比应该大一些，如图10 中之B 点所示，当频率为fxt时，将电压提升到Ux2。

圆)分段负 载有些负载满载运行时虽然阻转矩较大，但满载时的调速范围不大。例如离心浇铸机，必须具有一定转速时，才能把铁水(或钢水)灌入，进行浇铸，负载的阻转矩 较大。但重载时的调速范围不大，由于低速时没有铁水(或钢水)，处于