《变频器基础》PPT课件(I)

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1、变频器的基本概念刘允松什么是变频器？各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均为400V/50Hz或200V/60Hz（50Hz），等等。把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC）。把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”，故该产品本身就被命名为“inverter。用于电机控制的变频器，既可以改变电压

2、，又可以改变频率。变频器的英文含义VVVF：VariableVoltageandVariableFrequency的缩写。Drive通用FrequencyConverter欧州常用ACDrive欧美常用inverter日本常用变频器有关基本词汇变流器converters整流rectifying-rectification整流器rectifier逆变inverting-inversion逆变器inverter转矩脉动torquepulsation脉宽调制(PWM)pulsewidthmodulation谐波harmonic矢量控制(VC)vect

3、orcontrol直接转矩控制(DTC)directtorquecontrol四象限运行Fourquadrantoperation再生(制动)Regeneration直流制动d.cbraking漏电流leakcurrent滤波器filter电抗器reactor电位器potentiometer编码器encoder,PG(pulsegenerator)定子stator转子rotor变频器和软启动器的根本区别变频器：变频变压。主要作用调速节能软起动软启动器：仅改变电压。主要作用降低起动电流减缓机械冲击减少线路压降电机的转速变频器所拖动的电机为感应式交

4、流电动机，也称交流异步电动机。在工业中所使用的大部分电机为交流异步电动机。异步电动机的旋转速度取决于其定子旋转磁场的转速，即同步转速。所谓异步，是指其其实际转速与同步转速总是比较接近，但总有一定差别。其差别称为转差。电动机状态运行时，实际转速略低于同步转速。发电机或制动状态时，实际转速略高于同步转速。同步转速n1=60f/p，实际转速n=(1-s)n1=(1-s)60f/pn:同步速度f:电源频率p:电机极对数s:转差率，接近于零电机的转速近似地确决于电机的极数和频率。由于该极数值不是一个连续的数值（为2的倍数，例如极数为2，4，6），对于工频

5、50Hz运行的电机，同步转速分别为3000rpm,1500rpm,1000rpm。所以电机铭牌上标定的额定转速分别为2970，1475，975rpm等。由电机的结构和工作原理决定电机的极数是固定不变的。一般不适合通过改变该值来调整电机的速度。频率能够在电机的前面调节后再供给电机这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。改变频率和电压是最优的电机控制方法如果仅改变频率而不改变电压，频率降低时会使电机出于过电压（过励磁），导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出

6、频率在额定频率以上时，电压却不可以继续增加，最高只能是等于电机的额定电压。例如：为了使电机的旋转速度减半，把变频器的输出频率从50Hz改变到25Hz，这时变频器的输出电压就需要从400V改变到约200V启动电流和启动转矩变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动工频直接起动会产生一个大的起动电流。电机在工频电源供电时起动和加速冲击很大。变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的，所以电机的启动过程中，一直跟踪同步，滑差很小电机起动电流和冲击要小些。在低频段，开环控制的变频器，尤其是1Hz以下，电机产生的转矩要随频率的减小（速度降低）

7、而减小。通过使用磁通矢量控制的变频器，将改善电机低速时转矩的不足。通过闭环甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。额定频率以上的输出特性通常的电机是按50Hz电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。在额定频率之下的调速称为恒转矩调速.(T=Te,P<=Pe)变频器输出频率大于50Hz频率时，电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。在额定频率之上的调速称为恒功率调速.(P=Ue*Ie)当电机以大于50Hz频率速度运行时，电机负载的大小必须要给予考虑，以防止电机输出转矩的不足。举例，电机在100Hz时产生的转矩大约要降低到50Hz时

8、产生转矩的1/2。变频器50Hz以上的应用情况电机的定子电压U=E+I*RI为电流R为电子电阻E为感应电势)对一个特定的电机来说,其额定电压和额定电流