變頻器資料變頻器的主電路

1、變頻調(diào)速應(yīng)用技術(shù)講座張燕賓（07176833317zyanbin）為什么要開發(fā)變頻器？第1章 變頻器的主電路11 三相交流異步電動機簡介圖11異步電動機的構(gòu)造a）外形b）定子c）轉(zhuǎn)子111三相交流異步電動機的構(gòu)造和原理1構(gòu)造 2旋轉(zhuǎn)原理圖12三相交流異步電動機的旋轉(zhuǎn)原理a）三相交變電流b）三相繞組c）旋轉(zhuǎn)原理3基本公式n0同步轉(zhuǎn)速，即旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。n0f電流的頻率；p磁極對數(shù)；nM轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。nn0nM轉(zhuǎn)差s轉(zhuǎn)差率ns n0nMn0nn0s n0n0（1s）(1s) 圖13生產(chǎn)機械對無級調(diào)速的要求舉例112生產(chǎn)機械對無級調(diào)速的要求圖14變頻可以調(diào)速113變頻可以無級調(diào)

2、速設(shè)2p4，則：fX050Hzn001500rminnM01440 rmin從電能到磁場能到機械能的作功過程有什么特點？12電動機在能量轉(zhuǎn)換中的作功過程121電動機從電網(wǎng)取用電功率時的作功過程圖15定子取用電功率的電路a）定子繞組b）三相電路示意圖c）單相電路示意圖d）繞組的電動勢1能量的載體電動機的定子電路2作功要點作用的一方：電源電壓U1反作用的一方：定子繞組的反電動勢E1作功的標志：電路內(nèi)有電流I13定子繞組的等效電路與電動勢平衡方程圖16定子繞組的等效電路a）主磁通和漏磁通b）等效電路與電動勢平衡122轉(zhuǎn)子從定子側(cè)吸收能量的作功過程圖17異步電動機的磁路a）定子電流的合成磁場b）定子磁

3、動勢c）轉(zhuǎn)子磁動勢的去磁作用1能量的載體電動機的磁路2作功要點作用的一方：定子繞組的磁動勢I1N1反作用的一方：轉(zhuǎn)子繞組的磁動勢I2N1作功的標志：磁路內(nèi)有磁通13轉(zhuǎn)子的等效電路圖18轉(zhuǎn)子的等效電路圖19磁動勢的平衡a）磁動勢的平衡b）電流平衡c）電流矢量圖4磁動勢的平衡123負載得到機械能時的作功過程圖110拖動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩平衡1能量的載體機械的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)2作功要點作用的一方：電動機的電磁轉(zhuǎn)矩TMKTI2 1cos2反作用的一方：負載的阻轉(zhuǎn)矩TL作功的標志：拖動系統(tǒng)以一定的轉(zhuǎn)速nM（nL）運行124小結(jié)圖111能量傳遞小結(jié)異步電動機發(fā)明于19世紀八十年代，變頻器成功于20世紀八十年代。為什么期盼

4、了近百年？13交直交變頻器的構(gòu)成及演變131交直交變頻器的結(jié)構(gòu)與原理1基本框圖圖112 交直交變頻器框圖2單相逆變橋圖113 單相逆變橋原理a）單相逆變橋電路b）負載所得電壓波形3三相逆變橋圖114 三相逆變橋a）三相逆變電路b）輸出電壓波形132逆變器件的條件與發(fā)展圖115 逆變器件承受的電壓和電流1逆變器件的條件（1）能承受足夠大的電壓和電流。（2）允許長時間頻繁地接通和關(guān)斷。（3）接通和關(guān)斷的控制必須十分方便。2逆變器件的發(fā)展圖116SCR逆變）逆變電路 ）電壓波形 ）電流波形（1）起步始于晶閘管（2）普及歸功GTR（BJT）圖117GTR逆變）逆變電路 ）電壓波形 ）電流波形 （3）提

5、高全靠IGBT圖118 IGBT逆變）逆變電路 ）電壓波形 ）電流波形變頻調(diào)速出現(xiàn)了什么新問題？14變頻器的輸出電壓與頻率141變頻調(diào)速出現(xiàn)的新問題 圖119頻率下降出現(xiàn)的新問題1頻率下降時的能量變化2磁路飽和的結(jié)果圖120勵磁電流和飽和程度的關(guān)系a）簡單磁路b）磁路在不飽和段c）磁路在深度飽和段圖121保持磁通不變的途徑a）頻率下降的結(jié)果b）變頻也要變壓3保持磁通不變的途徑（1）從能量角度看（2）從電動勢的角度看E1KEf1C1C頂替辦法：C1C變頻的同時也要變壓，變頻器常稱為VVVF。（3）頻率和電壓的調(diào)節(jié)比當頻率為fX時，有：kF頻率調(diào)節(jié)比kU電壓調(diào)節(jié)比kUkFC142變頻又變壓的具體方

6、法1（脈寬調(diào)制）圖122 脈寬調(diào)制a）電路框圖b）頻率較高c）頻率較低2正弦脈寬調(diào)制（）圖123 正弦脈寬調(diào)制a）電壓波形b）電流波形3正弦脈寬調(diào)制的實現(xiàn)（1）單極性調(diào)制圖124 單極性脈寬調(diào)制（2）雙極性調(diào)制圖125 雙極性脈寬調(diào)制143載波頻率1死區(qū)的概念圖126載波頻率的影響a）電壓波形b）死區(qū)的概念c）輸出電壓與載波頻率的關(guān)系2載波頻率與輸出電壓的關(guān)系設(shè)：t6s則：）f1.5kHz）每秒內(nèi)：t6×2×150018000s18ms）20 ms內(nèi)：t18000÷50360s0.36 ms）每個周期內(nèi)所占比例：0.36÷200.018）輸出電壓：UOU

7、T380×（10.018）373V）f15kHz）每秒內(nèi)：t6×2𴢌ms）20 ms內(nèi)：t180000÷503600s3.6 ms）每個周期內(nèi)所占比例：3.6÷200.18）輸出電壓：UOUT380×（10.18）311.6V 變頻器的整流濾波電路與低壓整流濾波電路相比，有些什么特點？15交直交變頻器的主電路151整流與濾波電路1濾波電容要均壓 圖127 整流及濾波電路 圖128合上電源時的充電過程a）直接充電b）加入限流電阻2充電過程要限流3直流電源指示為安全圖129直流電路的電源指示逆變器件旁邊為什么

8、要反并聯(lián)二極管？152逆變電路圖130逆變電路的結(jié)構(gòu)a）逆變電路b）輸出電壓實際波形c）輸出電壓等效波形1逆變電路的結(jié)構(gòu)2逆變電路的工作特點圖31 電動機狀態(tài)a）空載示意圖b）矢量圖c）電路圖d）電壓、電流曲線（1）電動機狀態(tài)nMn0（2）發(fā)電機狀態(tài)（nMn0）圖132發(fā)電機狀態(tài)a）重載示意圖b）矢量圖c）電路圖d）電壓、電流曲線3逆變橋輸出的禁忌圖133輸入、輸出不允許接錯a）電源接至輸出側(cè)b）接錯的后果（1）主電路的輸入、輸出不允許接錯圖134輸出側(cè)接電容器的后果（2）輸出側(cè)不能接電容器變頻器的輸入電流為什么小于輸出電流？153主電路各部分的電流1概述圖135變壓器與變頻器的輸入、輸出電流

9、a）變壓器的輸入、輸出電流b）變頻器的輸入、輸出電流2變頻器的輸出電流圖136電動機的電流由圖知，變頻器輸出電流的大小取決于負載的輕重。3頻率下降時各部分的功率與電流圖137 各部分電流的變化規(guī)律變頻調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)究竟是高還是低？16變頻器的功率因數(shù)圖138 輸入電流的波形及其諧波分析a）整流電路b）輸入電路的電壓c）輸入電流d）頻諳分析161變頻器的輸入電流 162功率因數(shù)的完整定義圖139 滯后電流與諧波電流的功率a）滯后電流的功率b）5次諧波電流的功率1功率因數(shù)的兩個方面2功率因數(shù)的公式cos式中，全功率因數(shù)；有功功率，kW；視在功率，kVA；cos位移因數(shù)；電流的畸變因數(shù)，等于電流

10、基波分量的有效值與總有效值之比：163提高功率因數(shù)的方法 圖140 交流電抗器1配接交、直流電抗器（1）交流電抗器除了可以將功率因數(shù)提高至（.）外，還具有削弱浪涌電流和電源電壓不平衡的影響。（2）配接直流電抗器，功率因數(shù)可提高至.以上。2采用12脈波整流圖14112脈波整流a）6脈波整流b）12脈波整流怎樣解決變頻器的干擾問題？17主電路的干擾問題171變頻器的干擾源 圖142 變頻器的電壓、電流波形172電路耦合引起的干擾 圖143 電路傳播與隔離a）電路傳播b）電源隔離和濾波173感應(yīng)耦合引起的干擾 1干擾方式圖144 電磁感應(yīng)與靜電感應(yīng)a）電磁感應(yīng)b）靜電感應(yīng)（1）電磁感應(yīng)方式 這是電流

11、干擾信號的主要傳播方式；（2）靜電感應(yīng)方式 這是電壓干擾信號的主要傳播方式。2削弱方法遠離、相絞、屏蔽、不平行174電磁幅射引起的干擾 圖145 空中輻射與接地a）空中輻射b）接地方法1干擾方式2削弱方法（1）準確接地圖146 接入濾波器a）外接濾波器b）內(nèi)接濾波器（2）接入濾波器在測量變頻器的輸出電壓、輸入電流和功率時，有哪些特殊情況？18變頻器主電路的測量181輸出電壓的測量圖147 電磁式儀表測電壓a）電磁式儀表構(gòu)造b）測量部位c）測量結(jié)果1電磁式儀表fXXL=2fXLIL圖148 數(shù)字式儀表測輸出電壓a）被測電壓波形b）數(shù)字表采樣過程c）測量結(jié)果2數(shù)字式儀表3整流式儀表圖149 整流式儀表測輸出電壓a）磁電式儀表b）整流式儀表及測量電壓波形c）測量結(jié)果182輸入電流的測量1輸入電流的有效值 I2電流互感器的誤差原因圖150非正弦電流的測量a）7次諧波電流b）電流互感器c）副方等效電路以7次諧波電流為例：（1）互感器繞組和儀表繞組的感抗f7XL72f7LI7（2）繞組