变频器基础讲座ppt课件.ppt

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1、变频器基本原理及应用讲座主讲人：马洪1变频器基本原理前言一、交流电机的基本原理二、交流电机的调速方式三、变频器的基本原理四、变频器的技术分类五、变频器的功率器件的类型六、变频器的保护功能七、变频器系统原理图2交流电机的基本原理按照电机学的基本原理，已知交流异步电动机的转速表达式为：式中：s--滑差；P--电机极对数；f--电机运行频率。3控制对象控制方法实现方法f频率控制将商用电源经过频率转换装置-变频器P极对数变换采用多抽头组合成不同极对数电机S调压调速通过可控硅等对定子电压变换串级调速在转子串电阻(绕丝电机)滑差电机调速安装滑差头改变交流异步电机转速

2、的方法41．不改变同步转速的调速法（改变s）转子串电阻改变定子电压改变转子附加电势应用电磁转差离合器。2．改变同步转速的调速法（改变f、p）改变定子极对数（p）改变定子频率（f）。异步电机调速方法分类5同步电机的结构示意6异步电机的结构示意7异步电机一相的等值电路8转子串Rf的调速原理图9转子串Ef的串极调速原理图10串级调速系统11电磁转差离合器调速系统装置简图12异步电机一相的等值电路13液力耦合器调速1、液力耦合器：是以液体为介质传递功率的液力传动装置。液体在由泵轮和涡轮组成的密闭空腔中循环，泵轮把原动机（电机）的机械能转变成工作液体的动能和势能，

3、进人涡轮中的高能液流在涡轮中转变成为输出轴的机械能传递到负载，从而实现能量的柔性传递。液力耦合器调速的特点：调速范围一般为50～95%，高速段减小了设备的出力能力，低速段影响节能效益的发挥。调速越低时效率越低，低速时发热厉害。如果是恒转矩负载，调速不节能。调速精度低，响应慢，不大适应自动控制要求。电机虽然可以不带载启动，但仍然有6-7倍左右的冲击电流。必须串入电机和机械的连接轴中，不适合于设备改造液力耦合器故障时，负载机械将无法运转，只能停机维修设备成本低，但使用和维护成本高。14按照电机学的基本原理，已知交流异步电动机的转速表达式为：n=(1-s)60

4、f/p式中：s——滑差；P——电机极对数；f电机运行频率。变频器的基本原理结论：如果平滑地改变加到异步电动机定子绕组的交流电的频率f，就可以平滑地调节异步电动机的转子转速n。变频调速是通过改变电源频率f来调节电动机转速的。可以看出n与f之间为线性关系对于特定的电机，只要改变电机的运行频率，就可调整电机的转速。这就是变频调速的基本原理。交流电机满足如下关系式：式中：u——电压；k——电机常数；f——电机运行频率；φ—磁通密度，受材料限制。15变频调速为什么要电压和频率协调调整变频调速必须是电压和频率进行协调控制。电机常数磁通密度，受材料限制16商用电源A/

5、D交流↓直流直流直流↓交流VVVF电动机TD2000PWM控制方式(脉冲宽度调速)变频器的定义将通用电源转换成电压可变，频率可变的适合交流异步机调速需求的变换装置变频器的输出波形是一个PWM波，其基波分量是正弦波。变频调速是最高效的调速手段17v/f：恒定值380V/50HZTT190V/25HZ频率的变换18变频调速的优点1、可实现无级调速，变传统电机为智能电机2、显著的节能效益3、节省了维护费用。机械、设备损耗小，省掉变速机械装置，减少管网振动及损坏。4、节约了电网容量5、提高生产效率、机组自动化水平、提高生产工艺及产品为质量6、高精度宽范围的无级调

6、速，能够全面满足各种复杂工艺的需要当采用变频调速时，50Hz满载时功率因数为接近1，工作电流比电机额定电流值要低许多，这是由于变频装置的内滤波电容产生的改善功率因数的作用，可以为电网节约容量。19输入电压输入电流输入电压电流波形20交-直-交电压型变频器主电路示意图21变频器的技术分类交-直-交交-交电流源型电压源型压频比控制直接转矩控制矢量控制主回路结构储能方式控制方式22变频器的技术分类--按主回路分比较内容主回路结构交-交型交-直-交型结构交-交结构没有直流回路，每相都由两个相互反并联的整流电路组成，正桥提供正向相电流，反桥提供负向相电流。交-直-

7、交结构先将电源交流电用整流电路转变成直流电，再用逆变电路将直流电转换为频率可变的交流电。换能方式一次换能二次换能换流方式电源电压换流强迫换流或负载换流装置元件数量比较多比较少元件利用率比较低比较高调频范围输出最高频率为电网频率的1/3～1/2频率调节范围宽电网功率因素比较低用PWM方式调压，则功率因素高适用场合低速大功率-轧机等特殊负载各种拖动装置、稳压稳频电源-通用型23变频器的技术分类--按储能方式比较内容储能方式电流源型电压源型结构电流源型输入采用可控整流，控制电流的大小。中间采用大电感，对电流进行平滑。逆变桥将直流电流转换为频率可变的交流电流，供

8、给交流电机。电压源型大多采用二极管进行全波整流。中间采用大电容滤波，对电压进行平