變頻器原理-PPT版教程

1、變變 頻頻 器器 原原 理理Company Name電氣傳動系統(tǒng)簡介電氣傳動系統(tǒng)簡介定義定義 以交流（直流）電動機為動力拖動各種生產(chǎn)機械的系統(tǒng)我們稱之為交流（直流） 電氣傳動系統(tǒng)，也稱交流（直流）電氣拖動系統(tǒng)構(gòu)成構(gòu)成中間傳動機構(gòu)交流電源輸入終端機械交流電機直流調(diào)速裝置直流輸出皮帶輪、齒輪箱等風(fēng)機、泵等直流電機交流調(diào)速裝置交流輸出執(zhí)行機構(gòu)變頻器Company Name交流異步電機的機械特性公式交流異步電機的機械特性公式 n60f/p(1-s) n：電機轉(zhuǎn)速 f：給電機供電的交流電頻率 p：電機極對數(shù) s：轉(zhuǎn)差率 交流同步電機的機械特性公式交流同步電機的機械特性公式 n60f/p n：電機轉(zhuǎn)速 f

2、：給電機供電的交流電頻率 p：電機極對數(shù) Company Name交流電氣傳動系統(tǒng)的發(fā)展歷程調(diào)速方式名稱控制對象特點變極調(diào)速交流異步電動機有級調(diào)速，系統(tǒng)簡單，最多4段速調(diào)壓調(diào)速無級調(diào)速，調(diào)速范圍窄電機最大出力能力下降，效率低系統(tǒng)簡單，性能較差轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速變頻調(diào)速交流異步電動機交流同步電動機真正無級調(diào)速，調(diào)速范圍寬電機最大出力能力不變，效率高系統(tǒng)復(fù)雜，性能好可以和直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美Company Name變頻器變頻器 變頻器是交流電氣傳動系統(tǒng)的一種,是將交流工頻電源轉(zhuǎn)換成電壓、頻率均可 變的適合交流電機調(diào)速的電力電子變換裝置，英文簡稱VVVF ( Variable Voltage Variab

3、le Frequency）變頻器的控制對象變頻器的控制對象 三相交流異步電機和三相交流同步電機，標準適配電機極數(shù)是2/4極變頻調(diào)速的優(yōu)勢（與其它交流電機調(diào)速方式對比）變頻調(diào)速的優(yōu)勢（與其它交流電機調(diào)速方式對比）序號優(yōu)點1平滑軟啟動，降低啟動沖擊電流，減少變壓器占有量，確保電機安全2在機械允許的情況下可通過提高變頻器的輸出頻率提高工作速度3無級調(diào)速，調(diào)速精度大大提高4電機正反向無需通過接觸器切換5非常方便接入通訊網(wǎng)絡(luò)控制，實現(xiàn)生產(chǎn)自動化控制Company Name交流低壓交直交通用變頻器系統(tǒng)框圖交流低壓交直交通用變頻器系統(tǒng)框圖整流部分儲能環(huán)節(jié)逆變部分M控制系統(tǒng)交流直流直流交流整流器：將交流電變換

4、成直流的電力電子裝置，其輸入電壓為正弦波，輸入電流非 正弦，帶有豐富的諧波逆變器：將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的電力電子裝置，其輸出電壓為非正弦波，輸出電 流近似正弦Company Name變頻器的基本構(gòu)成變頻器的基本構(gòu)成Company Name變頻器的種類變頻器的種類v按直流電源的性質(zhì)分類電流型電壓型v按輸出電壓調(diào)節(jié)方式分PAM方式PWM方式調(diào)載波頻率的PWM方式v按控制方式分類U/f控制轉(zhuǎn)差頻率控制矢量控制v按主開關(guān)器件分類：如以IGBT、BJT、GTO和SCR分類 國內(nèi)流行的幾種品牌：松下變頻器、富士變頻器、歐姆龍變頻器、西門子變頻器、霍尼威爾變頻器等Company Name實用原理框圖220V

5、/380V3PH鍵盤控制板Company Name類別作用主要構(gòu)成器件主回路整流部分1將工頻交流變成直流，輸入無相序要求整流橋逆變部分2將直流轉(zhuǎn)換為頻率電壓均可變的交流電，輸出無相序要求IGBT制動部分3/4消耗過多的回饋能量，保持直流母線電壓不超過最大值單管IGBT 和制動電阻,大功率制動單元外置上電緩沖6降低上電沖擊電流，上電結(jié)束后接觸器自動吸合，而后變頻器允許運行限流電阻和接觸器儲能部分5保持直流母線電壓恒定，降低電壓脈動電解電容和均壓電阻控制回路鍵盤7對變頻器參數(shù)進行調(diào)試和修改，并實時監(jiān)控變頻器狀態(tài)MCU(單片機）控制電路8交流電機控制算法生成，外部信號接收處理及保護DSP(或兩個MC

6、U）Company Name類別作用結(jié)構(gòu)件散熱器將整流橋、逆變器產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去溫度傳感器檢測散熱器溫度，確保模塊工作在允許溫度環(huán)境下風(fēng)扇配合散熱器，將變頻器內(nèi)部的熱量帶走，有直流風(fēng)扇（24V)和交流風(fēng)扇兩種Company NamePWMPWM（Pulse Width Pulse Width ModurationModuration）調(diào)制）調(diào)制lPWM調(diào)制是：利用半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷把直流電壓調(diào)制成電壓可變、頻 率可變的電壓脈沖列。lSPWM調(diào)制是：采用三角波和正弦波相交獲得的PWM波形直接控制各個開關(guān)可以得 到脈沖寬度和各脈沖間的占空比可變的呈正弦變化的輸出脈沖電壓電壓，能獲 得理想

7、的控制效果：輸出電流近似正弦l載波頻率必須高，才能保證調(diào)制后得到的波形與調(diào)制前效果相同lGTR變頻器由于開關(guān)頻率太低，電機噪聲較大，IGBT有效的解決了這個問題SPWM調(diào)制載波Company Name交流調(diào)速的控制核心是： 只有保持電機磁通恒定才能保證電機出力，才能獲得理想的調(diào)速效果V/FV/F控制控制簡單實用，性能一般，使用最為廣泛l只要保證輸出電壓和輸出頻率恒定就能近似保持磁通保持恒定 例: 對于380V 50Hz電機，當(dāng)運行頻率為40HZ時，要保持V/F 恒定，則 40HZ時電機的供電電壓:380（40/50)304Vl低頻時，定子阻抗壓降會導(dǎo)致磁通下降，需將輸出電壓適當(dāng)提高矢量控制矢量

8、控制性能優(yōu)良，可以與直流調(diào)速媲美，技術(shù)成熟較晚l模仿直流電機的控制方法，采用矢量坐標變換來實現(xiàn)對異步電機定子勵磁電 流分量和轉(zhuǎn)矩電流分量的解耦控制，保持電機磁通的恒定，進而達到良好的 轉(zhuǎn)矩控制性能，實現(xiàn)高性能控制。性能優(yōu)良，控制相同復(fù)雜，直到90代計算 機技術(shù)迅速發(fā)展才真正大范圍使用Company Name用戶接口用戶接口主回路接口控制回路接口開關(guān)量輸入開關(guān)量輸出編碼器接口Company NCompany Name系列命名規(guī)則EV 2000 - 4 T 0075 GEV 2000 - 4 T 0075 G輸入電壓三相單相代號T TS S代號P PG GS SD DJ JE E變頻器類型風(fēng)機水泵類恒轉(zhuǎn)