PLC与触摸屏应用技术 教学课件 作者 刘伦富 模块六　通用变频器的基本操作.ppt

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1、模块六　通用变频器的基本操作主编任务一　通用变频器的认识一、异步电动机的变频调速由异步电动机的转速公式n=n0（1－s）=（1－s）60/p可知，改变电动机的电源频率f1，以改变电动机的同步转速n0,从而实现调速，这种调速方法称为变频调速。由于电源频率f1可以连续调节，因此，变频调速可以实现无级调速，而且调速范围宽，平滑性好，具有优良的动、静态特性，是一种理想的高性能调速手段。任务一　通用变频器的认识图6-1　变频器的外形a)FR-A500变频器　b)FR-E700变频器二、通用变频器的基本结

2、构及工作原理1.变频器变频器是利用电力电子器件的通断作用，将工频交流电变换成频率、电压连续可调的交流电的电能控制装置，如图6-1所示。它结构简单，性能优越，广泛用于异步电动机调速。任务一　通用变频器的认识图6-2　交—直—交变频器的基本构成框图2.通用变频器的基本结构目前，通用变频器大多采用交—直—交变频变压方式，其基本构成框图如图6-2所示，其工作过程是：先把三相(或单相)工频交流电通过整流器(电路)变成直流电，又经逆变电路把直流电逆变成频率、电压任意可调的交流电。其中，变频的核心部分是逆

3、变电路。由图6-2可知，通用变频器主要由主电路和控制电路组成，主电路包括整流电路、直流电路和逆变电路三部分。任务一　通用变频器的认识图6-3　交—直—交变频器的主电路(1)通用变频器的主电路　图6-3所示为交—直—交变频器的主电路，其各部分的作用见表6-1。任务一　通用变频器的认识表6-1　交—直—交变频器主电路元器件的作用任务一　通用变频器的认识图6-4　变频器控制电路的控制框图(2)通用变频器的控制电路　变频器的控制电路为主电路提供控制信号，主要任务是对逆变器开关器件进行开关控制和提供多种

4、保护功能其控制方式有模拟控制和数字控制两种。通用变频器控制电路框图如图6-4所示，主要由主控电路、键盘与显示电路、电路与驱动电路、保护电路、外接输入、输出控制电路等构成，电路中各部分的功能见表6-2。任务一　通用变频器的认识表6-2　控制电路各部分的功能任务一　通用变频器的认识表6-2　控制电路各部分的功能任务一　通用变频器的认识图6-5　电压型逆变器的工作原理a)逆变器电路结构　b)工作过程与输出电压波形3.通用变频器的工作原理(1)逆变的基本工作原理　将直流电变换为交流电的过程称为逆变，

5、完成逆变功能的装置叫逆变器，它是变频器的核心部分。电压型逆变器的工作原理如图6-5所示，图中V1、V2、V3、V4为开关器件。任务一　通用变频器的认识图6-6　单相逆变电路a)单相逆变电路结构　b)输出电压波形5b所示的交流电压波形，完成由直流到交流的逆变过程。实际单相逆变电路的结构和输出电压波形如图6-6所示。改变逆变器开关器件的导通与截止时间，就可改变输出电压的频率，完成变频。任务一　通用变频器的认识生产中常用的变频器采用三相逆变电路，其电路结构如图6-7a所示。在每个周期中，各逆变器开关器

6、件的工作情况如图6-7b所示，图中阴影部分表示各逆变管的导通时间。下面以U、V之间的电压为例，分析三相逆变电路的输出线电压。1)在Δt1、Δt2时间内，V1、V4同时导通，U为“+”、V为“－”，uUV为“+”，且Um=UD。2)在Δt3时间内，V2、V4均截止，uUV=0。3)在Δt4、Δt5时间内，V2、V3同时导通，U为“－”，V为“+”，uUV为“－”，且Um=UD。4)在Δt6时间内，V1、V3均截止，uUV=0。任务一　通用变频器的认识图6-7　三相逆变电路a)电路结构　b

7、)各开关器件的导通情况　c)输出电压波形任务一　通用变频器的认识(2)U／f控制　U／f控制是在改变变频器输出电压频率的同时改变输出电压的幅值，以维持电动机磁通基本恒定，从而在较宽的调速范围内，使电动机的效率、功率因数不下降。U／f控制是目前通用变频器中广泛采用的基本控制方式。(3)脉冲宽度调制(PWM)技术　目前实现变频器变频变压功能应用较广泛的方法是脉冲宽度调制技术，简称PWM技术。PWM技术是指在保持整流得到的直流电压大小不变的条件下，在改变输出频率的同时，通过改变输出脉冲的宽度(或用占空

8、比表示)，达到改变等效输出电压的一种方法。PWM的输出电压基本波形如图6-8所示。在半个周期内，输出电压平均值的大小由半周中输出脉冲的总宽度决定。任务一　通用变频器的认识图6-8　PWM输出电压基本波形任务一　通用变频器的认识图6-9　SPWM的原理图如图6-9所示，在每半个周期内输出若干个宽度不同的矩形脉冲波，每个矩形波的面积近似对应正弦波各相应波形下的面积，则输出电压可近似认为与正弦波等效。任务一　通用变频器的认识图6-10　基频以下调速时的机械特性三、三相异步电动机变频调速后的机械特性(1