第一章《應(yīng)用基礎(chǔ)》(修改版)

1、12講課內(nèi)容 前言前言 變頻器發(fā)展簡介變頻器發(fā)展簡介 第第1 1章章變頻器應(yīng)用基礎(chǔ)變頻器應(yīng)用基礎(chǔ) 第第2 2章章變頻器基本功能變頻器基本功能 第第3 3章章工程應(yīng)用工程應(yīng)用 第第4 4章章變頻器安裝及接線變頻器安裝及接線 第第5 5章章 第第6 6章章變頻器內(nèi)部結(jié)構(gòu)變頻器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第第7 7章章變頻器測量與維修變頻器測量與維修3前言-變頻器發(fā)展簡介1.變頻器的發(fā)展歷程變頻器的發(fā)展歷程1919世紀(jì)末發(fā)明了三相交流電和三相異步電動(dòng)機(jī)，世紀(jì)末發(fā)明了三相交流電和三相異步電動(dòng)機(jī)，606070%70%的電能被各的電能被各種電動(dòng)機(jī)所利用，其中種電動(dòng)機(jī)所利用，其中80%80%的電能被交流電動(dòng)機(jī)所利用，的電能被

2、交流電動(dòng)機(jī)所利用，20%20%的電能被的電能被直流電動(dòng)機(jī)所利用。直流電動(dòng)機(jī)主要用于高性能的變速傳動(dòng)中。直流電動(dòng)機(jī)所利用。直流電動(dòng)機(jī)主要用于高性能的變速傳動(dòng)中。三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠；直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用電刷三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠；直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用電刷導(dǎo)電，但調(diào)速性能良好，在近百年間直流電動(dòng)機(jī)在調(diào)速領(lǐng)域一統(tǒng)天下。導(dǎo)電，但調(diào)速性能良好，在近百年間直流電動(dòng)機(jī)在調(diào)速領(lǐng)域一統(tǒng)天下。人們早就知道交流電動(dòng)機(jī)改變頻率可以調(diào)速，但因技術(shù)問題難以實(shí)現(xiàn)。人們早就知道交流電動(dòng)機(jī)改變頻率可以調(diào)速，但因技術(shù)問題難以實(shí)現(xiàn)。進(jìn)入進(jìn)入2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代，電力電子和微電子技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)

3、展，為年代，電力電子和微電子技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，為變頻器的誕生奠定了基礎(chǔ)。就在此時(shí)，中東戰(zhàn)爭爆發(fā)，一場石油危機(jī)變頻器的誕生奠定了基礎(chǔ)。就在此時(shí)，中東戰(zhàn)爭爆發(fā)，一場石油危機(jī)席卷全球，節(jié)約能源成了當(dāng)務(wù)之急。人們首先發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)和泵類是用異席卷全球，節(jié)約能源成了當(dāng)務(wù)之急。人們首先發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)和泵類是用異步電動(dòng)機(jī)恒速拖動(dòng)，用閥門和擋板控制流量，浪費(fèi)極大。如果采用調(diào)步電動(dòng)機(jī)恒速拖動(dòng)，用閥門和擋板控制流量，浪費(fèi)極大。如果采用調(diào)速控制，可以大大節(jié)約電能。第一代變頻器出現(xiàn)以后，可以進(jìn)行調(diào)速速控制，可以大大節(jié)約電能。第一代變頻器出現(xiàn)以后，可以進(jìn)行調(diào)速控制，節(jié)能控制，節(jié)能20%20%30%30%。4前言-變頻器發(fā)展簡

4、介2.現(xiàn)代變頻器的特點(diǎn)現(xiàn)代變頻器的特點(diǎn) 變頻器因?yàn)槭怯捎?jì)算機(jī)控制，使它的控制性能大大提高，變頻器因?yàn)槭怯捎?jì)算機(jī)控制，使它的控制性能大大提高，應(yīng)用范圍越來越廣。已經(jīng)由最初的單機(jī)調(diào)速，發(fā)展為現(xiàn)在應(yīng)用范圍越來越廣。已經(jīng)由最初的單機(jī)調(diào)速，發(fā)展為現(xiàn)在的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，聯(lián)網(wǎng)控制，組成柔性控制系統(tǒng)等。它是的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，聯(lián)網(wǎng)控制，組成柔性控制系統(tǒng)等。它是目前最好的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，目前還沒有任何一種系目前最好的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，目前還沒有任何一種系統(tǒng)能取代變頻器。它在很多應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)取代了直流電動(dòng)統(tǒng)能取代變頻器。它在很多應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)取代了直流電動(dòng)機(jī)，使控制系統(tǒng)的可靠性大大提高。機(jī)，使控制系統(tǒng)的可靠性大大提

5、高。5前言-變頻器發(fā)展簡介3.變頻器應(yīng)用變頻器應(yīng)用 節(jié)能應(yīng)用：風(fēng)機(jī)、水泵、變頻空調(diào)、變頻冰箱。節(jié)能應(yīng)用：風(fēng)機(jī)、水泵、變頻空調(diào)、變頻冰箱。 工藝控制：工藝控制： 提高工藝控制水平、提升產(chǎn)品質(zhì)量、減輕人提高工藝控制水平、提升產(chǎn)品質(zhì)量、減輕人工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率和成品率。工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率和成品率。 如同步控制、多段速運(yùn)行控制、如同步控制、多段速運(yùn)行控制、PIDPID控制、紡織機(jī)械控制、控制、紡織機(jī)械控制、機(jī)床主軸控制、定長定位控制等。機(jī)床主軸控制、定長定位控制等。 柔性控制系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)精確速度控制、多單元同步傳動(dòng)或比柔性控制系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)精確速度控制、多單元同步傳動(dòng)或比例同步傳動(dòng)，整條生產(chǎn)線的

6、協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)無人車間。例同步傳動(dòng)，整條生產(chǎn)線的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)無人車間。6前言-變頻器發(fā)展簡介4.變頻器的發(fā)展趨勢變頻器的發(fā)展趨勢1 1）向?qū)Ｓ梅较虬l(fā)展）向?qū)Ｓ梅较虬l(fā)展 專用變頻器是變頻器的發(fā)展方向，是針對某種應(yīng)用專門設(shè)專用變頻器是變頻器的發(fā)展方向，是針對某種應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的。計(jì)的。 如丹佛斯無負(fù)壓供水專用變頻器、菱科空壓機(jī)專如丹佛斯無負(fù)壓供水專用變頻器、菱科空壓機(jī)專用變頻器、富士電梯專用變頻器、德力西注塑機(jī)專用變頻用變頻器、富士電梯專用變頻器、德力西注塑機(jī)專用變頻器、雕刻機(jī)專用變頻器、春日織機(jī)專用變頻器、丹佛斯空器、雕刻機(jī)專用變頻器、春日織機(jī)專用變頻器、丹佛斯空調(diào)專用變頻器等。調(diào)專用變頻器等。

7、 專用變頻器是為具體的應(yīng)用而設(shè)計(jì)，使用、安裝方便，具專用變頻器是為具體的應(yīng)用而設(shè)計(jì)，使用、安裝方便，具有更加良好的控制特性。有更加良好的控制特性。7前言-變頻器發(fā)展簡介2）向多用途、智能化方向發(fā)展向多用途、智能化方向發(fā)展 優(yōu)化控制技術(shù)：變頻器已由最初的優(yōu)化控制技術(shù)：變頻器已由最初的U/fU/f模擬控制模擬控制 ，發(fā)展為，發(fā)展為轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制 等多種控制方等多種控制方式，應(yīng)用更加方便。式，應(yīng)用更加方便。 向高壓、大容量方向發(fā)展向高壓、大容量方向發(fā)展 大容量、高耐壓開關(guān)器件的大容量、高耐壓開關(guān)器件的開發(fā)，為高壓變頻器奠定了基礎(chǔ)。發(fā)電廠、煉鋼

8、，供排水開發(fā)，為高壓變頻器奠定了基礎(chǔ)。發(fā)電廠、煉鋼，供排水系統(tǒng)等，所用的系統(tǒng)等，所用的10kV10kV高壓變頻器，容量有的已超過幾千高壓變頻器，容量有的已超過幾千KVAKVA。 減小體積：智能功率模塊及復(fù)合集成功率模塊的發(fā)展，開減小體積：智能功率模塊及復(fù)合集成功率模塊的發(fā)展，開關(guān)器件、驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路制造在同一封裝內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了關(guān)器件、驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路制造在同一封裝內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了變頻器的高性能、高可靠性和小型化。變頻器的高性能、高可靠性和小型化。 減小噪聲和電磁污染：在變頻器主回路串入各類電抗器。減小噪聲和電磁污染：在變頻器主回路串入各類電抗器。8前言-變頻器發(fā)展簡介3）向個(gè)性化方向發(fā)展向個(gè)性化方

9、向發(fā)展 智能智能ICIC卡參數(shù)的存取方式；卡參數(shù)的存取方式；9前言-變頻器發(fā)展簡介3）向個(gè)性化方向發(fā)展向個(gè)性化方向發(fā)展 PDAPDA（個(gè)人數(shù)字助理）界（個(gè)人數(shù)字助理）界面，采用面，采用PDAPDA界面的變頻界面的變頻器，省去了變頻器與計(jì)器，省去了變頻器與計(jì)算機(jī)之間的布線，可直算機(jī)之間的布線，可直接在接在PDAPDA上進(jìn)行參數(shù)編程、上進(jìn)行參數(shù)編程、故障診斷和數(shù)據(jù)監(jiān)視。故障診斷和數(shù)據(jù)監(jiān)視。如施耐德的如施耐德的ATV71ATV71、AB AB PowerFlexPowerFlex 70 70等變頻器等變頻器10前言-變頻器發(fā)展簡介 高功率變頻器模塊的立體封裝形式，立體封裝形式已能將高功率變頻器模塊的

10、立體封裝形式，立體封裝形式已能將IGBTIGBT、電流電壓溫度傳感器、保護(hù)回路、直流回路、散熱、電流電壓溫度傳感器、保護(hù)回路、直流回路、散熱裝置和強(qiáng)制風(fēng)冷的電路組合在一起。冷卻效果好，功率密裝置和強(qiáng)制風(fēng)冷的電路組合在一起。冷卻效果好，功率密度高。度高。11前言-變頻器發(fā)展簡介4）向綠色方向發(fā)展向綠色方向發(fā)展 “綠色綠色”變頻器的概念：具有處理再生能量功能；使用可變頻器的概念：具有處理再生能量功能；使用可回收利用的綠色器件；變頻器產(chǎn)生的諧波分量小，造成的回收利用的綠色器件；變頻器產(chǎn)生的諧波分量小，造成的電壓、電流畸變小，產(chǎn)生的干擾小。電壓、電流畸變小，產(chǎn)生的干擾小。 如安川公司的矩陣變頻器，具有

11、體積小，再生能量處理功如安川公司的矩陣變頻器，具有體積小，再生能量處理功能，產(chǎn)生的諧波分量小。能，產(chǎn)生的諧波分量小。 施耐德和東芝合作的施耐德和東芝合作的ATV71ATV71變頻器，變頻器，85%85%屬于可回收利用的屬于可回收利用的綠色器件，解體后對環(huán)境的沖擊小；綠色器件，解體后對環(huán)境的沖擊?。?ABBABB公司將采用先進(jìn)的公司將采用先進(jìn)的AFEAFE技術(shù)，大大降低變頻器產(chǎn)生的諧技術(shù)，大大降低變頻器產(chǎn)生的諧波分量。波分量。變頻器按其供電電壓分為低壓變頻器變頻器按其供電電壓分為低壓變頻器 ( 110V 220V 380V ) ( 110V 220V 380V ) 、中壓變頻、中壓變頻器器 (

12、500V( 500V660V 1140V ) 660V 1140V ) 和高壓變頻器和高壓變頻器 ( 3KV 3.3KV 6KV ( 3KV 3.3KV 6KV 6.6KV 6.6KV 10KV )10KV )。按供電電源的相數(shù)分為：單相輸入變頻器和三相輸入變頻器。按供電電源的相數(shù)分為：單相輸入變頻器和三相輸入變頻器。變頻器按其功能分為恒轉(zhuǎn)矩（恒功率）通用型變頻器、平方轉(zhuǎn)矩風(fēng)機(jī)水變頻器按其功能分為恒轉(zhuǎn)矩（恒功率）通用型變頻器、平方轉(zhuǎn)矩風(fēng)機(jī)水泵節(jié)能型變頻器、簡易型變頻器、迷你型變頻調(diào)速器、通用型變頻器、泵節(jié)能型變頻器、簡易型變頻器、迷你型變頻調(diào)速器、通用型變頻器、紡織專用型變頻器、高頻電主軸變頻

13、器、電梯專用變頻器、直流輸入型紡織專用型變頻器、高頻電主軸變頻器、電梯專用變頻器、直流輸入型礦山電力機(jī)車用變頻器、防爆變頻器等。礦山電力機(jī)車用變頻器、防爆變頻器等。 （1 1）P P型機(jī)變頻器型機(jī)變頻器適用于變轉(zhuǎn)矩負(fù)載的變頻器。適用于變轉(zhuǎn)矩負(fù)載的變頻器。（2 2）G G型機(jī)變頻器型機(jī)變頻器適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的變頻器。適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的變頻器。（3 3）P/GP/G合一型變頻器合一型變頻器同一種機(jī)型既可以使用變轉(zhuǎn)矩負(fù)載，又可以適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載；同時(shí)在變同一種機(jī)型既可以使用變轉(zhuǎn)矩負(fù)載，又可以適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載；同時(shí)在變轉(zhuǎn)矩方式下，其標(biāo)稱功率大一檔。轉(zhuǎn)矩方式下，其標(biāo)稱功率大一檔。變頻器分類變頻器按直流電

14、源的性質(zhì)分為電流型變頻器和電壓型變頻器。變頻器按直流電源的性質(zhì)分為電流型變頻器和電壓型變頻器。 1 1）電壓型變頻器）電壓型變頻器 電壓型變頻器的儲(chǔ)能元件為電容器，其特點(diǎn)是中間直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件采用大電壓型變頻器的儲(chǔ)能元件為電容器，其特點(diǎn)是中間直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件采用大電容，負(fù)載的無功功率將由它來緩沖，直流電壓比較平穩(wěn)，直流電源內(nèi)阻較小，電容，負(fù)載的無功功率將由它來緩沖，直流電壓比較平穩(wěn)，直流電源內(nèi)阻較小，相當(dāng)于電壓源，故稱電壓型變頻器，常選用于負(fù)載電壓變化較大的場合。相當(dāng)于電壓源，故稱電壓型變頻器，常選用于負(fù)載電壓變化較大的場合。 （2 2）電流型變頻器電流型變頻器的儲(chǔ)能元件為電感線圈，因此其

15、特點(diǎn)是中間直流）電流型變頻器電流型變頻器的儲(chǔ)能元件為電感線圈，因此其特點(diǎn)是中間直流環(huán)節(jié)采用大電感作為儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，緩沖無功功率，即扼制電流的變化，使電壓接環(huán)節(jié)采用大電感作為儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，緩沖無功功率，即扼制電流的變化，使電壓接近正弦波，由于該直流內(nèi)阻較大，故稱電流型變頻器。近正弦波，由于該直流內(nèi)阻較大，故稱電流型變頻器。變頻器按輸出電壓調(diào)節(jié)方式分為變頻器按輸出電壓調(diào)節(jié)方式分為 PAM PAM 輸出電壓調(diào)節(jié)方式變頻器和輸出電壓調(diào)節(jié)方式變頻器和 PWM PWM 輸出電輸出電壓調(diào)節(jié)方式變頻器。壓調(diào)節(jié)方式變頻器。 （1 1）正弦波脈寬調(diào)制（）正弦波脈寬調(diào)制（SPWMSPWM）變頻器）變頻器 正弦波脈寬調(diào)制變頻

16、器是指輸出電壓的大小是通過調(diào)節(jié)脈沖占空比正弦波脈寬調(diào)制變頻器是指輸出電壓的大小是通過調(diào)節(jié)脈沖占空比來實(shí)現(xiàn)的，且載頻信號用等腰三角波，而基準(zhǔn)信號采用正弦波。中、小容量的來實(shí)現(xiàn)的，且載頻信號用等腰三角波，而基準(zhǔn)信號采用正弦波。中、小容量的通用變頻器幾乎全都采用此類變頻器。通用變頻器幾乎全都采用此類變頻器。 （2 2）脈幅調(diào)制（）脈幅調(diào)制（PAMPAM）變頻器）變頻器 脈幅調(diào)制變頻器是指將變壓與變頻分開完成，即在把交流電整流為直脈幅調(diào)制變頻器是指將變壓與變頻分開完成，即在把交流電整流為直流電的同時(shí)改變直流電壓的幅值，而后將直流電壓逆變?yōu)榻涣麟姇r(shí)改變交流電流電的同時(shí)改變直流電壓的幅值，而后將直流電壓逆

17、變?yōu)榻涣麟姇r(shí)改變交流電頻率的變壓變頻控制方式。頻率的變壓變頻控制方式。 變頻器分類 變頻器按控制方式分為變頻器按控制方式分為 U/f U/f 控制方式和轉(zhuǎn)差頻率控制方式和轉(zhuǎn)差頻率控制方式兩種。變頻器按主開關(guān)器件分為控制方式兩種。變頻器按主開關(guān)器件分為IGBTIGBTGOTGOTBJTBJT三種。三種。 變頻器按機(jī)殼外型分為塑殼變頻器、變頻器按機(jī)殼外型分為塑殼變頻器、 鐵殼變頻器鐵殼變頻器和柜式變頻器。和柜式變頻器。 變頻器按其輸出功率大小分為小功率變頻器、中功變頻器按其輸出功率大小分為小功率變頻器、中功率變頻器和大功率變頻器。率變頻器和大功率變頻器。 變頻器接其商標(biāo)所有權(quán)分為變頻器接其商標(biāo)所有

18、權(quán)分為國產(chǎn)變頻器國產(chǎn)變頻器、香港變頻香港變頻器器、臺(tái)灣變頻器臺(tái)灣變頻器和和進(jìn)口變頻器進(jìn)口變頻器。日系。日系 歐系等。歐系等。變頻器分類 根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用分類根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用分類 1 1）部件級變頻器）部件級變頻器又稱元器件級變頻器。如又稱元器件級變頻器。如ABBABB的的ACS400ACS400系列變頻器，系列變頻器，能夠非常方便地當(dāng)作電氣元器件來實(shí)現(xiàn)其調(diào)速功能夠非常方便地當(dāng)作電氣元器件來實(shí)現(xiàn)其調(diào)速功能。能。（2 2）工程型變頻器）工程型變頻器又稱自動(dòng)化級變頻器。如西門子的又稱自動(dòng)化級變頻器。如西門子的6SE706SE70系列、系列、ABBABB的的ACS800ACS800系列、系列、ABAB的的po

19、werflex7powerflex7系列。系列。變頻器分類第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ)第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ)1.1.2 1.1.2 變頻器與電動(dòng)機(jī)的關(guān)系變頻器與電動(dòng)機(jī)的關(guān)系變頻器從輸入端看：輸入的是工頻三相交流變頻器從輸入端看：輸入的是工頻三相交流電，電，從輸出端看：輸出的是頻率和電壓可調(diào)的交從輸出端看：輸出的是頻率和電壓可調(diào)的交流電，控制電動(dòng)機(jī)工作。流電，控制電動(dòng)機(jī)工作。變頻器是電動(dòng)機(jī)和電源之間的一個(gè)中間變頻器是電動(dòng)機(jī)和電源之間的一個(gè)中間控制環(huán)節(jié)，變頻器和電動(dòng)機(jī)要匹配，控制環(huán)節(jié)，變頻器和電動(dòng)機(jī)要匹配，變頻器的輸出特性和功能參數(shù)必須與變頻器的輸出特性和功能參數(shù)必須與電動(dòng)機(jī)的工作特性相吻合。電動(dòng)機(jī)的工

20、作特性相吻合。電動(dòng)機(jī)要求：電動(dòng)機(jī)要調(diào)速；在起動(dòng)、電動(dòng)機(jī)要求：電動(dòng)機(jī)要調(diào)速；在起動(dòng)、制動(dòng)時(shí)電流大；頻率改變時(shí)電壓也必須制動(dòng)時(shí)電流大；頻率改變時(shí)電壓也必須隨之改變，隨之改變，閉環(huán)控制要求：速度精度高、快速性好閉環(huán)控制要求：速度精度高、快速性好，控制方便。，控制方便。第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ) 1.1.3 1.1.3 三相異步感應(yīng)交流電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步感應(yīng)交流電動(dòng)機(jī)的工作原理 1.1.旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)磁場 在一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的馬蹄型在一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的馬蹄型 磁鐵中間，放置一只可磁鐵中間，放置一只可 轉(zhuǎn)動(dòng)的籠型短路線圈。轉(zhuǎn)動(dòng)的籠型短路線圈。 當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)馬蹄形磁鐵時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)馬蹄形磁鐵時(shí)， 籠型轉(zhuǎn)子就會(huì)跟著一起籠型轉(zhuǎn)子就

21、會(huì)跟著一起 旋轉(zhuǎn)。這是因?yàn)楫?dāng)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其磁感線旋轉(zhuǎn)。這是因?yàn)楫?dāng)磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其磁感線( (磁通磁通) )切割籠切割籠型轉(zhuǎn)子的導(dǎo)體，在導(dǎo)體中因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，型轉(zhuǎn)子的導(dǎo)體，在導(dǎo)體中因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，由于籠型轉(zhuǎn)子本身是短路的，在電動(dòng)勢作用下導(dǎo)體中就有由于籠型轉(zhuǎn)子本身是短路的，在電動(dòng)勢作用下導(dǎo)體中就有電流流過電流流過 。該電流又和旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力。該電流又和旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，驅(qū)動(dòng)籠型轉(zhuǎn)子隨著磁場的轉(zhuǎn)向而旋轉(zhuǎn)起來，這就是異矩，驅(qū)動(dòng)籠型轉(zhuǎn)子隨著磁場的轉(zhuǎn)向而旋轉(zhuǎn)起來，這就是異步電動(dòng)機(jī)的簡單旋轉(zhuǎn)原理。步電動(dòng)機(jī)的簡單旋轉(zhuǎn)原理。 第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁

22、場電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ) 2.2.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 在以上的分析中，旋轉(zhuǎn)磁場只有一對磁極，即在以上的分析中，旋轉(zhuǎn)磁場只有一對磁極，即p=1p=1，當(dāng)，當(dāng)電流變化一個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)磁場正好在空間轉(zhuǎn)過一周。對電流變化一個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)磁場正好在空間轉(zhuǎn)過一周。對50Hz50Hz工頻交流電而言，旋轉(zhuǎn)磁場每秒在空間旋轉(zhuǎn)工頻交流電而言，旋轉(zhuǎn)磁場每秒在空間旋轉(zhuǎn)5050周，周，n1=60n1=60f f1=601=6050r/min=3000r/min50r/min=3000r/min。若磁場有兩對磁極，。若磁場有兩對磁極，p p=2=2，則電流變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場只轉(zhuǎn)過，則電流變化一周，旋

23、轉(zhuǎn)磁場只轉(zhuǎn)過0.50.5周，比磁極周，比磁極對數(shù)對數(shù)p p=1=1情況下的轉(zhuǎn)速慢了一半，即情況下的轉(zhuǎn)速慢了一半，即n1=60n1=60f f1/2=1500r/min1/2=1500r/min。同理，在。同理，在3 3對磁極對磁極p p=3=3情況下，情況下，電流變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場僅旋轉(zhuǎn)了電流變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場僅旋轉(zhuǎn)了1/31/3周，即周，即n1=60f1/3=1000r/minn1=60f1/3=1000r/min。以此類推，當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場有。以此類推，當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場有p p對磁對磁極，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為極，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為 1160 fnp第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ) 3.轉(zhuǎn)速差轉(zhuǎn)速差n n 轉(zhuǎn)速差是電動(dòng)

24、機(jī)正常工作的保證，電動(dòng)機(jī)只有存轉(zhuǎn)速差是電動(dòng)機(jī)正常工作的保證，電動(dòng)機(jī)只有存在轉(zhuǎn)速差，才能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，在轉(zhuǎn)速差，才能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速情況在額定轉(zhuǎn)速情況下，轉(zhuǎn)速差下，轉(zhuǎn)速差n n 和額定轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)矩T TN N成正比（成正比（在非額定在非額定轉(zhuǎn)速下，不成正比，如啟動(dòng)時(shí)或大于了最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速下，不成正比，如啟動(dòng)時(shí)或大于了最大轉(zhuǎn)矩后后）。）。當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化，轉(zhuǎn)速當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化，轉(zhuǎn)速差差n n亦發(fā)生變化，即電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在工作時(shí)要隨亦發(fā)生變化，即電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在工作時(shí)要隨著轉(zhuǎn)矩的變化而變化。著轉(zhuǎn)矩的變化而變化。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)制造完以后，額定轉(zhuǎn)速差是一常數(shù)。如當(dāng)電動(dòng)機(jī)制造完

25、以后，額定轉(zhuǎn)速差是一常數(shù)。如4 4極電動(dòng)機(jī)：極電動(dòng)機(jī)：n n1 1=1500r/min=1500r/min，n=1440r/minn=1440r/min； n=60r/minn=60r/min。第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ)4. 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率s s轉(zhuǎn)速差是一個(gè)絕對差值（在額定狀態(tài)），對于一臺(tái)具體的電轉(zhuǎn)速差是一個(gè)絕對差值（在額定狀態(tài)），對于一臺(tái)具體的電動(dòng)機(jī)，不管動(dòng)機(jī)，不管n n1 1大還是小，其值不變。如大還是小，其值不變。如 n n1 1=1500r/min=1500r/min，n=1440r/minn=1440r/min； n=60r/minn=60r/min。 當(dāng)當(dāng) n n1 1=750r/min

26、=750r/min，n=690r/minn=690r/min；n n1 1=60r/min,n=0=60r/min,n=0。為了表示轉(zhuǎn)速差和同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系，我。為了表示轉(zhuǎn)速差和同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系，我們?nèi)”戎祩內(nèi)”戎?S =S = n/nn/n1=1=S S轉(zhuǎn)差率，是分析電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的一個(gè)重要公式。轉(zhuǎn)差率，是分析電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的一個(gè)重要公式。11nnn第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ) 轉(zhuǎn)差率是分析異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況的一個(gè)重要參轉(zhuǎn)差率是分析異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況的一個(gè)重要參數(shù)。如起動(dòng)瞬間數(shù)。如起動(dòng)瞬間n=0n=0，s=1s=1，轉(zhuǎn)差率最大；空載時(shí)，轉(zhuǎn)差率最大；空載時(shí)s s很小很小, ,在在0.0050.005

27、以下；異步電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，轉(zhuǎn)差率以下；異步電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，轉(zhuǎn)差率在在1 10 0之間變化。之間變化。 電動(dòng)機(jī)型號不同，額定轉(zhuǎn)差率不同。對于某臺(tái)確電動(dòng)機(jī)型號不同，額定轉(zhuǎn)差率不同。對于某臺(tái)確定的電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)差率是一定的。如定的電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)差率是一定的。如n nN N=1440=1440轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分，分，s=0.04s=0.04； n nN N=1480=1480轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分，分，S=0.0133.S=0.0133. 就異步電動(dòng)機(jī)的就異步電動(dòng)機(jī)的總體總體而言，其額定轉(zhuǎn)差率范圍在：而言，其額定轉(zhuǎn)差率范圍在：s sN N=0.0 1=0.0 10.070.07之間。之間。 第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ) 1

28、.1.4 1.1.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁特性與三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁特性與U/fU/f控制控制 給三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組加上電源電壓給三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組加上電源電壓U U1 1后，繞組中后，繞組中便產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢便產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢E E1 1，根據(jù)電動(dòng)機(jī)理論，根據(jù)電動(dòng)機(jī)理論，E E1 1的表達(dá)式為的表達(dá)式為 E E1 1=4.44=4.44K K1 1N N1 1f f1 1m m 式中，式中， E E1 1定子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢有效值。定子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢有效值。 K K1 1定子繞組的繞組系數(shù)，定子繞組的繞組系數(shù)，K K1 111。 N N1 1定子每相繞組的匝數(shù)。定子每相繞組的匝數(shù)。

29、 f f1 1定子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢的頻率，定子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢的頻率，即電源的頻率。即電源的頻率。 m m旋轉(zhuǎn)磁場的主磁通旋轉(zhuǎn)磁場的主磁通 電壓平衡方程式：電壓平衡方程式： U U1 1= = U U+ +E E1 1第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ) 由于由于R1很小，當(dāng)忽略電阻上電壓很小，當(dāng)忽略電阻上電壓U，有有 E1=4.44K1N1f1m U1式中，式中，K1、N1為常數(shù)，為常數(shù)， m正比于電動(dòng)正比于電動(dòng)機(jī)額定電流，正常工作時(shí)為一定值；機(jī)額定電流，正常工作時(shí)為一定值；我們把我們把上式改寫為上式改寫為 為了保持等式右邊為常數(shù)，如果改變?yōu)榱吮３值仁接疫厼槌?shù)，如果改變f1 ，U1也必須同時(shí)改變。也必須同時(shí)

30、改變。 U1上升，上升，f1上升，上升， U1下降，下降，f1下降，下降，即即U1/f1= =常數(shù)，這就是變頻器的基本常數(shù)，這就是變頻器的基本U/f控制模式。控制模式。第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ) 1.1.5 1.1.5 三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速 1.1.基頻以下的恒磁通變頻調(diào)速基頻以下的恒磁通變頻調(diào)速 電動(dòng)機(jī)的額定頻率稱為基頻（電動(dòng)機(jī)的額定頻率稱為基頻（50Hz），即在基頻即在基頻以下調(diào)速時(shí)，為了保持主磁通以下調(diào)速時(shí)，為了保持主磁通m m恒定，須保持恒定，須保持E E1 1/ /1 1恒定，由于恒定，由于E E1 1難以直接控制，保持難以直接控制，保持U U1 1/ /1 1恒

31、定，恒定，即可近似地保持主磁通即可近似地保持主磁通m m恒定，使電磁轉(zhuǎn)矩恒定，使電磁轉(zhuǎn)矩T TM M恒恒定，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)負(fù)載的能力不變，屬于定，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)負(fù)載的能力不變，屬于“恒轉(zhuǎn)矩恒轉(zhuǎn)矩”調(diào)速。調(diào)速。第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ) 保持保持U1/1恒定控制的缺點(diǎn)：恒定控制的缺點(diǎn)： 當(dāng)當(dāng)1較低時(shí)，較低時(shí)，U1亦較低，亦較低， 電電阻阻R1上的電壓已不可上的電壓已不可 忽略，忽略，它使定子電流下降，從而使它使定子電流下降，從而使m減小，這將引起低速時(shí)的減小，這將引起低速時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩減?。ㄒ妶D）。輸出轉(zhuǎn)矩減?。ㄒ妶D）。 轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償：為補(bǔ)償?shù)退贂r(shí)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償：為補(bǔ)償?shù)退贂r(shí)轉(zhuǎn)矩不足，在低頻時(shí)提升定子矩不足，在低頻時(shí)

32、提升定子電壓電壓U1，補(bǔ)償曲線如下圖中，補(bǔ)償曲線如下圖中曲線曲線“2”。第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ) 2基頻以上的弱磁變頻調(diào)速基頻以上的弱磁變頻調(diào)速 當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作在基頻（當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作在基頻（50Hz50Hz）以上時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)不能超）以上時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)不能超過額定電壓運(yùn)行，所以頻率在額定值以上升高時(shí)，定子電過額定電壓運(yùn)行，所以頻率在額定值以上升高時(shí)，定子電壓已不再升高，只能保持額定值（壓已不再升高，只能保持額定值（380V380V）。這樣必然會(huì)使）。這樣必然會(huì)使m m隨著隨著1 1的升高而下降，類似于直流電動(dòng)機(jī)的弱磁調(diào)速。的升高而下降，類似于直流電動(dòng)機(jī)的弱磁調(diào)速。 由于由于TMU1/1，保持，保持U

33、 U1 1恒定時(shí)，恒定時(shí)，T TM M隨著隨著1 1的升高而下降，的升高而下降，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)負(fù)載的能力減??；隨著電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)負(fù)載的能力減小；隨著1 1的升高，的升高，m下降，下降，輸出轉(zhuǎn)矩輸出轉(zhuǎn)矩T T下降，但輸出功率不變，屬于下降，但輸出功率不變，屬于“恒功率恒功率”調(diào)速。調(diào)速。 在基頻以上調(diào)速屬于電動(dòng)機(jī)超頻工作，一般應(yīng)用在中小功在基頻以上調(diào)速屬于電動(dòng)機(jī)超頻工作，一般應(yīng)用在中小功率的變頻調(diào)速中。率的變頻調(diào)速中。第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ) 1.1.6 1.1.6 電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 1.電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率之間的關(guān)系電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)差率之間的關(guān)系 式中，K 比例系數(shù) CT 電動(dòng)機(jī)常數(shù)電動(dòng)機(jī)常數(shù)

34、S 轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率 轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)差率大；轉(zhuǎn)矩小，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)差率大；轉(zhuǎn)矩小，轉(zhuǎn)差率小。差率小。 由由TS曲線可見，曲線可見，S有一點(diǎn)變化，有一點(diǎn)變化，T就有較大的變化，即異步電動(dòng)就有較大的變化，即異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較穩(wěn)，機(jī)械特性較硬機(jī)的轉(zhuǎn)速較穩(wěn)，機(jī)械特性較硬。TTKC STS曲線第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ) 2.機(jī)械特性 1）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst 在n=0(s=1),T=Tst點(diǎn)，這點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩稱為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst，也稱為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于Tst 時(shí)，電動(dòng)機(jī)將不能起動(dòng)。 2）額定轉(zhuǎn)矩TN 在n=nN(s=sN) ,T=TN點(diǎn)，這點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩稱為額定轉(zhuǎn)矩TN。當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作在額定轉(zhuǎn)矩TN時(shí)，sN轉(zhuǎn)速在很小的范圍

35、內(nèi)變化時(shí)，轉(zhuǎn)矩即可在很大的范圍內(nèi)變化，即工作于額定轉(zhuǎn)矩TN時(shí)，電動(dòng)機(jī)具有較硬的機(jī)械特性。第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ) 3）最大轉(zhuǎn)矩TM 在n=nL，T=TM，這點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩稱為最大轉(zhuǎn)矩TM。TM的大小象征著電動(dòng)機(jī)的過載能力，用過載倍數(shù)表示，= TM / TN =1.8-2.2 。在任何情況下，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩都不能大于TM，否則，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將急劇下降，致使電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)停止，因此這一點(diǎn)稱為臨界轉(zhuǎn)速點(diǎn)。 。第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ) 3.機(jī)械特性的意義 1)由于機(jī)械特性較硬，在速度要求不太嚴(yán)格的場合下，可以采用開環(huán)控制。 2）當(dāng)要求速度控制精度很高的場合，因?yàn)門 T變變化，化， n n變化，使轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，變化，使轉(zhuǎn)

36、速不穩(wěn)，需采用閉環(huán)控制；當(dāng)要求速度控制精度和快速性很高的場合，要求變頻器采用矢量控制； 3）當(dāng)電動(dòng)機(jī)為瞬時(shí)沖擊性負(fù)載，電動(dòng)機(jī)可按平均功率選擇容量，而變頻器要按瞬時(shí)功率選擇容量。第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ)1.2.1.2.電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)及調(diào)速電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)及調(diào)速 1.2.1 1.2.1 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)直接起動(dòng)：起動(dòng)電流大，約為IN的47倍,適用于小容量電動(dòng)機(jī)（變頻器直接起動(dòng)電流要為電動(dòng)機(jī)額定電流的47倍）。降壓起動(dòng)： 自耦變壓器降壓起動(dòng)； 串電阻或電抗器降壓起動(dòng)；Y-降壓起動(dòng)； 低頻起動(dòng)：降低電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)頻率（變頻器）。低頻起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)速差n被限制在一定的范圍，起動(dòng)電流也被限制在一定范

37、圍內(nèi)，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩T很小，起動(dòng)過程平穩(wěn)。變頻器的加減速時(shí)間由此而設(shè)。 第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ)1.2.2 1.2.2 電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)1.1.直流制動(dòng)直流制動(dòng) 在制動(dòng)時(shí)給電動(dòng)機(jī)的定子繞在制動(dòng)時(shí)給電動(dòng)機(jī)的定子繞組加上直流電壓，使定子產(chǎn)生組加上直流電壓，使定子產(chǎn)生固定磁場，轉(zhuǎn)子導(dǎo)線在切割磁固定磁場，轉(zhuǎn)子導(dǎo)線在切割磁場時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這個(gè)電流場時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這個(gè)電流使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生制動(dòng)力矩，使轉(zhuǎn)子使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生制動(dòng)力矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)停止。轉(zhuǎn)動(dòng)停止。 實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)： 將轉(zhuǎn)子中儲(chǔ)存的機(jī)械能將轉(zhuǎn)子中儲(chǔ)存的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，并消耗在轉(zhuǎn)子電轉(zhuǎn)換成電能，并消耗在轉(zhuǎn)子電阻上（制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子發(fā)熱）。阻上（制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子發(fā)熱）。 該制

38、動(dòng)方法適應(yīng)變頻器應(yīng)用，該制動(dòng)方法適應(yīng)變頻器應(yīng)用，制動(dòng)時(shí)由變頻器輸出直流電。制動(dòng)時(shí)由變頻器輸出直流電。第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ)2 2變頻器制動(dòng)電阻制動(dòng)變頻器在輸出頻率下降時(shí)電動(dòng)機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，向變頻器回饋電變頻器在輸出頻率下降時(shí)電動(dòng)機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，向變頻器回饋電能，給濾波電容充電，當(dāng)電容上的電壓上升到能，給濾波電容充電，當(dāng)電容上的電壓上升到700V700V左右，制左右，制動(dòng)單元?jiǎng)訂卧狟V導(dǎo)通，制動(dòng)電阻導(dǎo)通，制動(dòng)電阻RB B放電制動(dòng)（見下圖）。放電制動(dòng)（見下圖）。第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ) 制動(dòng)電阻的計(jì)算制動(dòng)電阻的計(jì)算：制動(dòng)電阻的精確計(jì)算比較麻煩，也沒必：制動(dòng)電阻的精確計(jì)算比較麻煩，也沒必要。粗略計(jì)算法：一

39、般制動(dòng)電阻中的電流為額定電流的一要。粗略計(jì)算法：一般制動(dòng)電阻中的電流為額定電流的一半，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩等于電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩。當(dāng)取制動(dòng)轉(zhuǎn)矩等于半，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩等于電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩。當(dāng)取制動(dòng)轉(zhuǎn)矩等于電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩時(shí)，有電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩時(shí)，有 第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ)3.3.回饋制動(dòng)回饋制動(dòng)回饋制動(dòng)是將電動(dòng)機(jī)的再生電能回饋到電網(wǎng)的制動(dòng)方法回饋制動(dòng)是將電動(dòng)機(jī)的再生電能回饋到電網(wǎng)的制動(dòng)方法。變。變頻器通過回饋制動(dòng)單元，將電動(dòng)機(jī)的再生電能反饋到電網(wǎng)頻器通過回饋制動(dòng)單元，將電動(dòng)機(jī)的再生電能反饋到電網(wǎng)中，從而使整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)處于回饋制動(dòng)狀態(tài)。多用于頻繁中，從而使整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)處于回饋制動(dòng)狀態(tài)。多用于頻繁制動(dòng)的大、中型變頻控制

40、系統(tǒng)。制動(dòng)的大、中型變頻控制系統(tǒng)。第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ)1.2.3 變頻器專用電動(dòng)機(jī) 1.普通電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速出現(xiàn)的問題 變頻器在進(jìn)行變頻調(diào)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有時(shí)很低。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)是通過自身風(fēng)冷散熱，低速時(shí)因電流不減，發(fā)熱量不減，電動(dòng)機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重。由于變頻器輸出的是PWM波，對電動(dòng)機(jī)的耐壓有更高要求。第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ) 變頻電動(dòng)機(jī)發(fā)熱原因變頻電動(dòng)機(jī)發(fā)熱原因 變頻電機(jī)發(fā)熱，其中一個(gè)重要原因是電動(dòng)機(jī)的自給風(fēng)扇吹變頻電機(jī)發(fā)熱，其中一個(gè)重要原因是電動(dòng)機(jī)的自給風(fēng)扇吹風(fēng)不足。當(dāng)變頻器的輸出頻率下降為風(fēng)不足。當(dāng)變頻器的輸出頻率下降為40Hz40Hz時(shí)，風(fēng)扇輸出功時(shí)，風(fēng)扇輸出功率下降為原來的率下降為原來的51.

41、2%51.2%，電動(dòng)機(jī)的冷卻效果也下降為原來，電動(dòng)機(jī)的冷卻效果也下降為原來的的51.2%51.2%。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)電流不減，發(fā)熱量不減，。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)電流不減，發(fā)熱量不減，但冷卻效果下降，故電動(dòng)機(jī)發(fā)熱。但冷卻效果下降，故電動(dòng)機(jī)發(fā)熱。第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ) 2.2.變頻電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)變頻電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) 采用籠型結(jié)構(gòu)，裝有專用軸流風(fēng)機(jī)，保證電動(dòng)機(jī)采用籠型結(jié)構(gòu)，裝有專用軸流風(fēng)機(jī)，保證電動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下均有較好的冷卻效果；在不同轉(zhuǎn)速下均有較好的冷卻效果； 電動(dòng)機(jī)經(jīng)過抗環(huán)境腐蝕設(shè)計(jì)能夠保持較長壽命；電動(dòng)機(jī)經(jīng)過抗環(huán)境腐蝕設(shè)計(jì)能夠保持較長壽命； 配置深溝槽滾球軸承使得電動(dòng)機(jī)壽命大大延長。配置深溝槽

42、滾球軸承使得電動(dòng)機(jī)壽命大大延長。 第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ)1.3 變頻器的控制模式變頻器的控制模式已經(jīng)商品化了的共有4種，1.U/f 控制模式 2.轉(zhuǎn)差頻率控制模式（PID控制） 3.矢量控制模式4.直接轉(zhuǎn)矩控制模式第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ)1.3.1 U/控制模式 控制特點(diǎn)：通過壓頻變換器使變頻器的輸出電壓與輸出頻率成比例的改變，即U/=常數(shù) 性能特點(diǎn)：性價(jià)比高，輸出轉(zhuǎn)矩恒定即恒磁通控制，但速度控制的精度不高。適用于以節(jié)能為目的和對速度精度要求較低的場合。低頻穩(wěn)定性較差：在低速運(yùn)行時(shí)，會(huì)造成轉(zhuǎn)矩不足，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。 該變頻器為開環(huán)控制， 安裝調(diào)試方便。第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ) 1.3.2 1.3

43、.2 轉(zhuǎn)差頻率控制（又稱轉(zhuǎn)差頻率控制（又稱U U/ /f f閉環(huán)控制、閉環(huán)控制、PIDPID閉閉環(huán)控制）模式環(huán)控制）模式 1.1.問題的提出：問題的提出： 在過程控制中，需要電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)的控在過程控制中，需要電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)的控制物理量成比例。如恒壓供水控制，為了保證水制物理量成比例。如恒壓供水控制，為了保證水泵的壓力恒定，當(dāng)水泵的壓力下降時(shí)，要控制水泵的壓力恒定，當(dāng)水泵的壓力下降時(shí)，要控制水泵加速；當(dāng)水泵的壓力升高時(shí)，要控制水泵減速。泵加速；當(dāng)水泵的壓力升高時(shí)，要控制水泵減速。通過閉環(huán)反饋控制，使水泵壓力保持恒定。通過閉環(huán)反饋控制，使水泵壓力保持恒定。 由此可見，變頻器要想達(dá)到以

44、上控制目的，必須由此可見，變頻器要想達(dá)到以上控制目的，必須采取閉環(huán)控制，采取閉環(huán)控制，即變頻器要設(shè)閉環(huán)反饋輸入端子。即變頻器要設(shè)閉環(huán)反饋輸入端子。第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ) 2.2.轉(zhuǎn)差頻率控制原理轉(zhuǎn)差頻率控制原理 電動(dòng)機(jī)由于存在轉(zhuǎn)速差電動(dòng)機(jī)由于存在轉(zhuǎn)速差n n ，且轉(zhuǎn)速差，且轉(zhuǎn)速差n n和轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩T T成正比，當(dāng)改變變頻器的輸出頻率，使變頻器的成正比，當(dāng)改變變頻器的輸出頻率，使變頻器的轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)差n n改變時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩改變時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩T T改變，電動(dòng)改變，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速改變。就是通過控制變頻器的轉(zhuǎn)差機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速改變。就是通過控制變頻器的轉(zhuǎn)差n n，來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，達(dá)到控制電動(dòng)

45、機(jī)轉(zhuǎn)速，來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。這就是轉(zhuǎn)差頻率控制原理。的目的。這就是轉(zhuǎn)差頻率控制原理。 在變頻器內(nèi)部，我們就是通過給定信號和反饋信在變頻器內(nèi)部，我們就是通過給定信號和反饋信號的比較差值，來控制變頻器的號的比較差值，來控制變頻器的n n，即控制變頻，即控制變頻器的輸出頻率。器的輸出頻率。第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ)3.PID控制轉(zhuǎn)差頻率控制內(nèi)設(shè)比較電路和PID控制電路，處理目標(biāo)信號和反饋信號?？刂葡到y(tǒng)工作時(shí)為閉環(huán)控制。我們給定變頻器一個(gè)目標(biāo)量，從變頻器的控制量中取回反饋量，反饋量和目標(biāo)量進(jìn)行比較：當(dāng)反饋量小于目標(biāo)量，變頻器控制 n上升，轉(zhuǎn)矩隨之上升，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨之上升；反之，

46、n下降，轉(zhuǎn)矩隨之下降，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨之下降。使電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速按給定目標(biāo)量的要求轉(zhuǎn)動(dòng)。第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ) 4.4.轉(zhuǎn)差頻率控制和轉(zhuǎn)差頻率控制和U U/ /控制功能控制功能上的區(qū)別上的區(qū)別U U/ /控制變頻器內(nèi)部不用設(shè)置控制變頻器內(nèi)部不用設(shè)置PIDPID控制功能，不用設(shè)置反饋端子?？刂乒δ埽挥迷O(shè)置反饋端子。而轉(zhuǎn)差頻率控制在變頻器的內(nèi)部而轉(zhuǎn)差頻率控制在變頻器的內(nèi)部要設(shè)比較電路和要設(shè)比較電路和PIDPID控制電路?？刂齐娐贰Ｈ绻萌绻肬/FU/F控制變頻器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制變頻器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，控制，要在變頻器之外配置要在變頻器之外配置PIDPID控制板?？刂瓢?。 要說明的是：要說明的是：進(jìn)行進(jìn)行PIDPID閉環(huán)控制閉環(huán)控制時(shí)，目標(biāo)信號雖然還是加在變頻時(shí)，目標(biāo)信號雖然還是加在變頻器的頻率控制端，但變頻器輸出器的頻率控制端，但變頻器輸出頻率已不再和目標(biāo)信號成正比，頻率已不再和目標(biāo)信號成正比，輸出頻率由反饋量決定。輸出頻率由反饋量決定。第一章：變頻器應(yīng)用基礎(chǔ) 1.3.31.3.3矢量控制模式矢量控制模式 1.1.問題的