变频器的工作原理及应用ppt课件.ppt

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1、变频器控制调速原理陈胜裕2013.09随着电力电子技术、计算机技术，自动控制技术的迅速发展，交流调速取代直流调速已成为现代电气传动的主要发展方向之一，而异步电动机交流变频调速技术是当今节电，改善工艺流程以提高产品质量和改善环境，推动技术进步的一种主要手段，它以其优越的调速和起制动性能、高效率、高功率因数和显著的节电效果而广泛应用于风机、水泵等的大、中型笼型感应电动机，它被公认为最有发展前途的调速方式。变频调速的概述变频调速的控制原理变频调速的主要元器件是变频器，异步电动机调速传动时，变频器根据电动机的特性对供电电压、电流、频率进行适当的控制，不同的控制方式所得

2、到的调速性能、特性以及用途是不同的，按系统调速规律来分，变频调速主要有恒压频比（v/f）控制，转差频率控制，矢量控制和直接转矩控制四种结构形式。⑴．V/F恒定控制V/F恒定控制是在控制电动机的电源变化的同时控制变频器的输出电压，并使二者之比V/F恒定。从而使电动机的磁通基本保持恒定。它主要应用于范围要求不高的场合。如风机、水泵的节能调速，它的突出优点是可以进行电机的开环速度控制。⑵转差频率控制当气隙磁通不变时，异步电动机的转矩近似和转差频率成正比，因此，在恒磁通的条件下，通过控制转差频率，就可以实现转矩控制的目的，这就是转差频率控制的基本思想。转差频率控制的P

3、WM变频调速系统原理图如下图所示，转差频率控制的PWM变频调速系统原理图根据异步电动机的动态数学方程式，它具有和直流电动机的动态方程式相同的形式，因而如果选择合适的控制策略，异步电动机应能得到和直流电动相类似的控制性能，这就是矢量控制。⑶矢量控制.直接磁场定向矢量控制原理图矢量控制技术在变频调速中已获得广泛应用，但它需要对电机参数进行正确估算，如何提高参数的准确性是一直研究的课题。直接转矩控制技术是1985年由鲁尔大学Depenbrock教授提出的，它用空间矢量的分析方法，直接在定子坐标系下计算与控制交流电动机的转矩，采用定子状态进行最佳控制，以获得转矩的高动

4、态性能。它采用滞环比较控制电压矢量使得磁通，转矩跟踪给定值，响应迅速限制在一拍之内，且无超调，是一种高静动态性能的交流速方法⑷.直接转矩控制常见品牌简介近年来，随着计算机技术、电力电子技术和控制技术的飞速发展，通用变频器在种类、性能和应用等方面都取得了很大提高，这些变频器已基本上能满足现代工业控制的需要，且用户的选择范围也非常大。目前，国内市场上流行的通用变频器多达几十种，如，欧美国家的品牌有西门子、ABB、Vacon、DANFOSS（丹佛斯）、Lenze（伦茨）、KEB（科比）、C.T.（统一）、欧陆、Moeller、Schneider（施耐德）、SIEI（

5、西威）等；日本产的品牌有富士、三菱、安川、三肯、日立、松下、东芝、明电、春日、东洋等；韩国生产的LG、三星、现代等；常见品牌简介港澳台地区的品牌有普传、台安、台达、东元、正频、宁茂、九德松益、爱德利等；国产的品牌有康沃、安邦信、惠丰、森兰、阿尔法、时代、格立特、海利、佳灵、富凌、英威腾等。欧美国家的产品以性能先进、适应环境性强而著称；日本产品则以外形小巧、功能多而闻名；港澳台地区的产品以符合国情、功能简单实用而流行；国产变频器则以大众化、功能简单、专用、价格低的优势而获得广泛应用。德国西门子新型变频器西门子公司推出两种新型号变频调速器G110和G150,该型号

6、变频器作为西门子Sinamics家族的成员，其特点是单相输入，且能广泛应用于诸如水泵、风机等负载。西门子公司称这是目前最安静和最轻巧的机型。G110单相变频器的功率覆盖了0.12～3kW的范围，设计简单、低成本，目前作为西门子Micromaster4系列变频器的补充部分G150比现有的MasterDrive工程型变频器使用更简单,容量范围75～800kW，这种变频器提供了西门子传动固有的PROFIBUS接口。据测试，在全功率运行下G150变频器产生72dB水平的噪音，从而不需安装隔音设施；西门子公司称，如果电力的主回路连接部分是安装在集中式低压系统的话，空间就

7、能节省到原来的70％左右。西门子MicroMaster410变频器MicroMaster410是全新一代紧凑型标准变频器。它小巧、灵活、安装简单、使用方便。适合用于食品和饮料工业，纺织工业，包装工业，还可用于对传动链的驱动。是小功率紧凑型应用的理想选择。主要特征200V-240V±10%，单相，交流，0.12kW-0.75kW；结构紧凑，采用自冷式散热器，无冷却风扇；集成的RS485通讯接口；丰富的模块化选件。控制功能线性V/F控制，平方V/F控制，多点设定V/F控制；最新的IGBT技术，数字微处理器控制；"捕捉再起动"功能；在电源消失或故障时具有"自动再起动

8、"功能；灵活的斜坡函数发生器，带有起始