变频技术教案(短训班).ppt

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1、变频技术教案-----直流电动机调速系统具有良好的启动、制动性能及在大范围内平滑调速的优点。因此过去很长一段时间内，在需要进行调速控制的拖动系统中一直占主导地位。但直流电动机采用机械换向器换向，它在单机容量、最高电压、最大转速等方面受到限制，而且维护、维修复杂。20世纪70年代以来。随着交流电动机调速控制理论、电力电子技术、以微处理器为核心的全数字化控制等关键技术的发展，交流电动机变频调速技术逐步成熟。目前，变频调速技术的应用几乎已经扩展到了工业生产的所有领域，并且在空调、洗衣机、电冰箱等家电产品中也得到了广泛的应用。变频调速系统的核心是变频器

2、，变频器的构成及工作原理较复杂，本课程仅对变频器的构成、原理、实际操作等作一简单介绍。概述§1－1变频器的定义、发展§1－2变频器的分类§1－1变频器的定义、发展我们知道，三相交流异步电动机的转速公式为：n=（1－s）60f1/p式中f1——电动机电源的频率（Hz）p——电动机定子绕组的磁极对数s——转差率可见，在转差率s变化不大的情况下，可以认为，调节电动机定子电源频率f1，电动机的转速n随之成正比变化。若均匀改变电动机电源的频率f1，则可以平滑地改变电动机的转速。一、变频调速的基本原理二、电源的分类直流电：电压恒定且极性不变化电源单相交流电

3、交流电：电压的极性周期性地变化三相交流电频率：交流电每秒钟极性改变的次数三、整流和逆变1、整流：交流电变为直流电的过程。回忆单相桥式整流电路的工作原理。2、逆变：直流电变为交流电的过程。逆变器是变频器的核心部件3、逆变的原理性电路控制S1和S2的动作，负荷上的电压eL为矩形波的交流电压。该交流电压的频率取决于开关的切换速度。◆用一种控制可关断的晶闸管（GTO）代替上图中的开关构成逆变器电路。◆可关断晶闸管（GTO)是指得用正的门极脉冲触发导通，用负的门极触发脉冲关断阳极电流，恢复其阻断状态的元件。工作原理：1）VS1、VS2控制极G加正的脉冲，

4、VS1、VS2导通。2）VS3、VS4控制极G加正的脉冲，VS3、VS4导通。由于GTO的电流只能从A→K单方向流过，增加反并联二极管实现开关功能。四、变频器的组成构成图（图1－6a）；电路组成（图1－6b）整流器主回路滤波器变频器逆变器控制回路单片机驱动电路光电隔离电路五、变频器的发展1、新型电力电子器件的应用，使变频器的容量和电压等级不断扩大和提高；2、微处理器位数的的增加使变频器的功能从单一的变频调速功能发展为含有逻辑和智能控制的变频器；3、应用矢量控制和转矩直接控制使变频器不仅能实现宽调速，还可以进行伺服控制（具有内置的可编程、参数辨识

5、及通信等功能）。课堂作业：1、某一交流电极性改变100次耗时2秒钟，则该交流电的频率为（D）。（A）100HZ（B）2HZ（C）200HZ（D）50HZ2、由（直流）变为（交流）的过程称为逆变。3、变频器的核心部件是（逆变器）。4、变频器的主回路由（整流电路）、（控制电路）和（逆变电路）组成。§1－2变频器的分类一、按变换频率的方法分二、按主电路工作方式分三、按变频器调压方式不同分四、按工作原理分类五、按照用途分类一、按变换频率的方法分1、交－直－交变频器又称间接变频器（中间直流环节的变频装置）。工作原理：先将工频交流电通过整流器变成直流电，再

6、经过逆变器将直流电变成可控频率的交流电。构成环节：整流逆变ACDCAC~50HZ恒压恒频CVCF中间直流环节变压变频VVVF2、交－交变频器又称直接变频器。工作原理：只用一个变换环节就可以把恒压恒频的交流电源变换成VVVF电源。常用的交－交变频器输出的每一相都是一个两组晶闸管整流装置反并联的可逆线路，正反向的两组按一定周期相互切换，在负载上就获得交变的输出电压，输出电压的幅值取决于两组整流装置的控制角，输出电压的频率取决于两组整流装置的切换频率。电路原理图：二、按主电路工作方式分1、电压型变频器经整流电路产生的直流电压通过电容进行滤波后再送入逆

7、变器的方式。输出电压是矩形波或阶梯波。适用于不要求正反转或快速加减速的通用变频器中。结构图：因电容器两端的电压不能突变，输出电压波形较平直。逆变器+-UdCd2、电流型变频器经整流电路产生的直流电压通过大电感滤波后再送入逆变器的方式。输出交流电流是矩形波。适用于频繁可逆运转的变频器和大容量变频器。结构图：因流过电感器的电流不能突变故输出电流波形较平直。逆变器+-UdLdid三、按变频器调压方式不同分1、PAM（脉冲幅度调制）变频器是一种改变电压源的电压Ud或电流源的电流Id的幅值进行输出控制的方式。在改变输出频率的同时，通过改变输出脉冲的幅度，

8、达到改变输出电压有效值的目的。2、PWM（脉冲宽度调制）变频器是在变频器输出波形的一个周期内产生多个等幅不等宽的脉冲。在改变输出频率的同时，通过改变输