變頻器原理與應(yīng)用 第3版 教案全套 王廷才 第1-10章 變頻器的認(rèn)識(shí)- 變頻器應(yīng)用實(shí)例

PAGE《變頻器原理及應(yīng)用（第3版）》電子教案PAGE第3頁(yè)共3頁(yè)中等職業(yè)教育課程改革國(guó)家規(guī)劃新教材《電子技術(shù)基礎(chǔ)》電子教案 PAGE1章節(jié)課題第1章變頻器的變頻器概述課時(shí)2教學(xué)目的1.了解變頻器技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用。2.掌握變頻器的分類(lèi)。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：變頻器的分類(lèi)教學(xué)方法結(jié)合日常生活和家用電器，聯(lián)系實(shí)際因材施教，讓學(xué)生了解變頻器的廣泛應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。本次課老師要準(zhǔn)備好變頻器應(yīng)用的視頻片，進(jìn)行課堂播放，結(jié)合實(shí)際講解，盡可能達(dá)到好的教學(xué)效果。教具及參考書(shū)教具：變頻器參考書(shū)：王廷才．變頻器原理及應(yīng)用(第3版)．機(jī)械工業(yè)出版社作業(yè)習(xí)題1－1：習(xí)題1－2；習(xí)題1－3課后小結(jié)1.變頻器的發(fā)展2.2.變頻器的分類(lèi)1)按變頻的原理分類(lèi)2)按變頻器的控制方式分類(lèi)3）按用途分類(lèi)3.變頻器的應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容第1章變頻器的認(rèn)識(shí)知識(shí)目標(biāo)：1.了解變頻器技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用。2.掌握變頻器的分類(lèi)。技能目標(biāo)：1.觀察變頻器的外形及結(jié)構(gòu)。2.識(shí)讀變頻器銘牌，了解變頻器的主要參數(shù)。教學(xué)內(nèi)容1.1變頻器技術(shù)的發(fā)展1.1.1電力電子器件是變頻器發(fā)展的基礎(chǔ)1.1.2計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制理論是變頻器發(fā)展的支柱1.1.3市場(chǎng)需求是變頻器發(fā)展的動(dòng)力1.1.4變頻器的發(fā)展趨勢(shì)1）智能化2）專(zhuān)門(mén)化3）一體化4）環(huán)?；?.2變頻器的分類(lèi)1.2.1按變頻的原理分類(lèi)單相按相數(shù)分三相有環(huán)流交-交變頻器按環(huán)流情況分無(wú)環(huán)流方波按輸出波形分正弦波變頻器電壓型按儲(chǔ)能方式分電流型交-直-交變頻器脈幅調(diào)制按調(diào)壓方式分脈寬調(diào)制1.V/f控制變頻器教學(xué)內(nèi)容1.2.2按變頻器的控制方式分類(lèi)1）V/f控制變頻器2）轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器3）矢量控制變頻器4）直接轉(zhuǎn)矩控制按用途分類(lèi)通用變頻器2）專(zhuān)用變頻器1.3變頻器的應(yīng)用1.3.1在節(jié)能方面的應(yīng)用1.3.2在自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用1.3.3在提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量方面的應(yīng)用章節(jié)課題1.2異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的原理課時(shí)2教學(xué)目的1.掌握異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的原理。2.了解異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的原理難點(diǎn)：異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的原理教學(xué)方法聯(lián)系異步電動(dòng)機(jī)實(shí)際，講解異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的原理及其調(diào)速方式，盡可能達(dá)到好的教學(xué)效果。教具異步電動(dòng)機(jī)作業(yè)習(xí)題1-4課后小結(jié)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n的表達(dá)式為，可見(jiàn)改變p、s、f1即可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的速度調(diào)節(jié)。教學(xué)內(nèi)容1.2異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的原理知識(shí)目標(biāo)：1.掌握異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的原理。2.了解異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。技能目標(biāo)：熟悉異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的原理。教學(xué)內(nèi)容1.2異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的原理1.2.1異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速工作原理異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n的表達(dá)式為改變f1、p和s都可以調(diào)速。1.2.2三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線如圖1-5所示。圖1-5三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線教學(xué)內(nèi)容1．起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst度2．額定轉(zhuǎn)矩TN3．最大轉(zhuǎn)矩TM1.2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)在生產(chǎn)中，除了小容量的三相異步電動(dòng)機(jī)能直接起動(dòng)外，一般要采取不同的方法起動(dòng)，比如自耦變壓器降壓起動(dòng)、串電阻或電抗器降壓起動(dòng)、Y-Δ降壓起動(dòng)等。在變頻調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)中，變頻器用降低頻率f1從而也降低了U1的方法來(lái)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。如圖1-6所示為低頻起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線。電動(dòng)機(jī)以很低的頻率起動(dòng)，隨著頻率的上升，轉(zhuǎn)速上升，直至達(dá)到電動(dòng)機(jī)的工作頻率后，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)速運(yùn)行。在此過(guò)程中，轉(zhuǎn)速差Δn被限制在一定的范圍，起動(dòng)電流也將被限制在一定的范圍內(nèi)．而且動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩ΔT很小，起動(dòng)過(guò)程很平穩(wěn)。圖1-6低頻起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線1.2.4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)狀態(tài)是指電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n方向相反的狀態(tài)。三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式有直流制動(dòng)、回饋制動(dòng)和反接制動(dòng)等。教學(xué)內(nèi)容1．直流制動(dòng)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，切斷電動(dòng)機(jī)的三相電源，在定子繞組中通入直流電，產(chǎn)生一恒定磁場(chǎng)，如圖1-7a所示。由于轉(zhuǎn)子在機(jī)械慣性作用下仍按原方向旋轉(zhuǎn)．它切割恒定磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流．用左手定則可判斷感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中的受力方向，從而可判斷電磁轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速方向相反，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。如圖1-7b所示。a)直流制動(dòng)的原理b)直流制動(dòng)的機(jī)械特性曲線圖1-7直流制動(dòng)的原理與機(jī)械特性2．回饋制動(dòng)由于某些原因，當(dāng)n＞n1時(shí)，轉(zhuǎn)子切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向和電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)n＜n1正好相反，轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流的方向也相反，電磁轉(zhuǎn)矩T也就和n反向，為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩?；仞佒苿?dòng)的實(shí)質(zhì)是將軸上的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，回饋給電源。如圖1-8所示，圖1-8回饋制動(dòng)的機(jī)械特性曲線章節(jié)課題1.3變頻器的結(jié)構(gòu)與主要技術(shù)參數(shù)課時(shí)2教學(xué)目的1.掌握變頻器的結(jié)構(gòu)。2.掌握變頻器銘牌及主要技術(shù)參數(shù)。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：變頻器的結(jié)構(gòu)變頻器銘牌的含義及主要技術(shù)參數(shù)教學(xué)方法結(jié)合變頻器實(shí)際，講解變頻器的外形和結(jié)構(gòu)，銘牌及技術(shù)參數(shù)，有條件可以到變頻器生產(chǎn)廠家或商場(chǎng)參觀，增加感性認(rèn)識(shí)，并進(jìn)行講解，可能會(huì)事半功倍。教具變頻器作業(yè)習(xí)題1-5課后小結(jié)變頻器的基本組成可分為兩大部分：由電力電子器件構(gòu)成的主電路；以微處理器為核心的控制電路。表達(dá)式表明調(diào)節(jié)電源頻率fx，即可調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速nx，這就是異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的理論依據(jù)。變頻器的主要技術(shù)參數(shù)：輸入電壓、輸出電壓、額定電流、輸出容量、額定功率和過(guò)載能力等。教學(xué)內(nèi)容1.3變頻器的結(jié)構(gòu)與主要技術(shù)參數(shù)知識(shí)目標(biāo)：掌握變頻器的結(jié)構(gòu)。技能目標(biāo)：學(xué)會(huì)識(shí)別變頻器銘牌及主要技術(shù)參數(shù)。教學(xué)內(nèi)容1.3變頻器的結(jié)構(gòu)與主要技術(shù)參數(shù)1.3.1變頻器的外形變頻器的外形大致可分為掛式、柜式和柜掛式三種。1.3.2變頻器的結(jié)構(gòu)變頻器的實(shí)際電路相當(dāng)復(fù)雜，圖1-10所示為變頻器的組成框圖。交-直-交變頻器的主電路；控制電路的基本結(jié)構(gòu)如圖1-11所示，它主要由主控板、鍵盤(pán)與顯示板、電源板、外接控制電路等構(gòu)成。1.3.3變頻器的銘牌圖1-14森蘭變頻器的銘牌教學(xué)內(nèi)容1.3.4主要技術(shù)參數(shù)1.輸入電壓主要是指變頻器的輸入電壓的相數(shù)、大小和頻率，常見(jiàn)的有以下幾種：（1）3相380V50/60Hz絕大多數(shù)變頻器采用這種規(guī)格。（2）3相220V50/60Hz主要用于某些進(jìn)口變頻器。（3）單相220V50/60Hz主要用于家用小容量變頻器。2.輸出電壓UN由于變頻器在變頻的同時(shí)也要變壓，所以輸出電壓是指輸出電壓的相數(shù)、電壓變動(dòng)范圍和頻率變動(dòng)范圍。一般輸出電壓變動(dòng)范圍為0V～輸入電壓，即輸出電壓的最大值總是和輸入電壓相等。3.額定電流IN通常是指允許長(zhǎng)時(shí)間輸出的最大電流，是用戶(hù)選擇變頻器時(shí)的主要依據(jù)。4.輸出容量SNSN取決于UN和IN的乘積（1-6）5.額定功率PNPN是變頻器說(shuō)明書(shū)中規(guī)定的配用電動(dòng)機(jī)容量。6.過(guò)載能力是指變頻器輸出電流超過(guò)額定電流的允許范圍和時(shí)間。大多數(shù)變頻器都規(guī)定為1.5IN和60s。章節(jié)課題第2章變頻器常用電力電子器件（2.1～2.4）課時(shí)2教學(xué)目的1.了解功率二極管、晶閘管、GTO、GTR的外形和器件符號(hào)。2.掌握功率二極管、晶閘管、GTO、GTR的主要參數(shù)。3.會(huì)使用萬(wàn)用表檢測(cè)功率二極管、晶閘管、GTO、GTR的好壞和判別極性。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：功率二極管、晶閘管、GTO、GTR的主要參數(shù)。難點(diǎn)：使用萬(wàn)用表檢測(cè)功率二極管、晶閘管、GTO、GTR的好壞和判別極性。教學(xué)方法結(jié)合日常生活，聯(lián)系實(shí)際因材施教，讓學(xué)生了解電力電子器件的應(yīng)用，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。本次課老師要準(zhǔn)備好功率二極管、晶閘管、GTO、GTR和萬(wàn)用表，進(jìn)行課堂演示，結(jié)合實(shí)際講解理論知識(shí)，盡可能達(dá)到好的教學(xué)效果。教具教具：功率二極管、晶閘管、GTO、GTR、萬(wàn)用表作業(yè)習(xí)題2-1；習(xí)題2-2：習(xí)題2-3；習(xí)題2-5課后小結(jié)功率二極管的結(jié)構(gòu)是一個(gè)PN結(jié)，加正向電壓導(dǎo)通，加反向電壓截止，是不可控的單向?qū)ㄆ骷?。晶閘管是雙極型電流控制器件。當(dāng)對(duì)晶閘管的陽(yáng)極和陰極兩端加正向電壓，同時(shí)在它的門(mén)極和陰極兩端也加適當(dāng)正向電壓時(shí)，晶閘管導(dǎo)通。但導(dǎo)通后門(mén)極失去控制作用，不能用門(mén)極控制晶閘管關(guān)斷，所以它是半控器件。GTO的導(dǎo)通控制與晶閘管一樣，但門(mén)極加負(fù)電壓可使GTO關(guān)斷，它是全控器件。GTR的工作原理與普通中小功率晶體管相似，但主要工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，不用于信號(hào)放大，它承受的電壓和電流數(shù)值大。教學(xué)內(nèi)容2.1功率二極管（D）2.2晶閘管（SCR）2.3門(mén)極可關(guān)斷（GTO）晶閘管2.4功率晶體管（GTR）知識(shí)目標(biāo)：1.了解功率二極管、晶閘管、GTO、GTR的外形和器件符號(hào)。2.掌握功率二極管、晶閘管、GTO、GTR的主要參數(shù)。技能目標(biāo)：會(huì)使用萬(wàn)用表檢測(cè)功率二極管、晶閘管、GTO、GTR的好壞和判別極性。教學(xué)內(nèi)容2.1功率二極管（D）1.1.1二極管的基本特征功率二極管的結(jié)構(gòu)與伏安特性1.結(jié)構(gòu)功率二極管的內(nèi)部是PN或PIN結(jié)構(gòu)，是通過(guò)擴(kuò)散工藝制作的。功率二極管引出兩個(gè)極，分別稱(chēng)為陽(yáng)極A和陰極K。2.伏安特性功率二極管的陽(yáng)極和陰極間的電壓和流過(guò)管子的電流之間的關(guān)系稱(chēng)為伏安特性，其伏安特性曲線如圖2-2所示。正向特性：硅二極管的開(kāi)啟電壓為0.5V左右，鍺二極管的開(kāi)啟電壓為0.1V左右。反向特性：反向截止區(qū)，反向擊穿區(qū)。2.1.2主要參數(shù)1）額定正向平均電流IF2）反向重復(fù)峰值電壓URRM3）正向平均電壓UF教學(xué)內(nèi)容2.1.3功率二極管的選用略2.1.4功率二極管的分類(lèi)功率二極管一般分為三類(lèi)：(1)標(biāo)準(zhǔn)或慢速恢復(fù)二極管；(2)快速恢復(fù)二極管；(3)自特基二極管。2.2晶閘管（SCR）2.2.1晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管是四層（Ｐ1Ｎ1Ｐ2Ｎ2）三端（Ａ、Ｋ、Ｇ）器件，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和等效電路如圖2-3所示。2.2.2晶閘管的導(dǎo)通和阻斷控制晶閘管的導(dǎo)通控制：在晶閘管的陽(yáng)極A和陰極K間加正向電壓，同時(shí)在它的門(mén)極G和陰極K間也加正向電壓。使導(dǎo)通的晶閘管的關(guān)斷，必須將陽(yáng)極電流IA降低到維持電流IH以下。2.2.3晶閘管的陽(yáng)極伏安特性2.2.4晶閘管的參數(shù)1.晶閘管的電壓參數(shù)（1）正向斷態(tài)重復(fù)峰值電壓ＵDRM（2）反向重復(fù)峰值電壓ＵRRM。通常將ＵDRM和ＵRRM二值中的較小者定義為晶閘管的額定電壓ＵTn。（3）通態(tài)平均電壓ＵT(AV)2.晶閘管的額定電流ＩT(Ａv2.2.5晶閘管的門(mén)極伏安特性及主要參數(shù)略2.2.6晶閘管觸發(fā)電路1.晶閘管對(duì)觸發(fā)電路的要求1）觸發(fā)脈沖應(yīng)具有足夠的功率和一定的寬度；2）觸發(fā)脈沖與主電路電源電壓必須同步；教學(xué)內(nèi)容3）觸發(fā)脈沖的移相范圍應(yīng)滿足變流裝置提出的要求。2.觸發(fā)電路的分類(lèi)觸發(fā)電路可按不同的方式分類(lèi)，依控制方式可分為相控式、斬控式觸發(fā)電路；依控制信號(hào)性質(zhì)可分為模擬式、數(shù)字式觸發(fā)電路；依同步電壓形成可分為正弦波同步、鋸齒波同步觸發(fā)電路等。2.2.7晶閘管的保護(hù)2.3門(mén)極可關(guān)斷（GTO）晶閘管2.3.1GTO的結(jié)構(gòu)與工作原理GTO的結(jié)構(gòu)雖然也是四層三端器件，但制作工藝與晶閘管不同。2.3.2GTO的特性與主要參數(shù)1）最大可關(guān)斷陽(yáng)極電流ＩTGQM2）關(guān)斷增益Goff2.3.3GTO的門(mén)極控制GTO的觸發(fā)導(dǎo)通過(guò)程與普通晶閘管相似，關(guān)斷則完全不同，GTO的關(guān)斷控制是靠門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路從門(mén)極抽出Ｐ2基區(qū)的存儲(chǔ)電荷，門(mén)極負(fù)電壓越大，關(guān)斷的越快。2.3.4GTO的緩沖電路GTO使用時(shí)須接緩沖電路，緩沖電路的作用主要有：在GTO關(guān)斷時(shí)，抑制陽(yáng)極電流下降過(guò)程中所產(chǎn)生的尖峰陽(yáng)極電壓Ｕp，以降低關(guān)斷損耗，防止結(jié)溫升高；抑制陽(yáng)極電壓ＵＡk的上升率du／dt，以免關(guān)斷失??；GTO開(kāi)通時(shí)，緩沖電容通過(guò)電阻向GTO放電，有助于所有GTO元達(dá)到擎住電流值。因此，緩沖電路不僅對(duì)GTO具有保護(hù)作用，而且對(duì)于GTO的可靠開(kāi)通和關(guān)斷也具有重要意義。2.4功率晶體管（GTR）2.4.1GTR的結(jié)構(gòu)2.4.2GTR的參數(shù)1)UCEO：既基極開(kāi)路CE間能承受的電壓。2)最大電流額定值ICM3)最大功耗額定值PCM4）開(kāi)通時(shí)間ton5）關(guān)斷時(shí)間ｔoff。2.4.3二次擊穿現(xiàn)象2.4.4GTR的驅(qū)動(dòng)電路2.4.5GTR的緩沖電路章節(jié)課題第2章變頻器常用電力電子器件（2.5～2.8）課時(shí)2教學(xué)目的1.了解功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極晶體管、集成門(mén)極換流晶閘管、智能功率模塊的外形和器件符號(hào)。2.掌握功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極晶體管、集成門(mén)極換流晶閘管、智能功率模塊的主要參數(shù)。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)：功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極晶體管、集成門(mén)極換流晶閘管、智能率模塊的主要參數(shù)。教學(xué)方法聯(lián)系實(shí)際讓學(xué)生了解功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極晶體管、集成門(mén)極換流晶閘管、智能率模塊的應(yīng)用，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。本次課老師要準(zhǔn)備好功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極晶體管、集成門(mén)極換流晶閘管、智能率模塊，進(jìn)行課堂演示，結(jié)合實(shí)際講解理論知識(shí)，盡可能達(dá)到好的教學(xué)效果。教具教具：功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極晶體管、集成門(mén)極換流晶閘管、智能率模塊作業(yè)習(xí)題2-6；習(xí)題2-7：習(xí)題2-9；習(xí)題2-10課后小結(jié)功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（P-MOSFET）是單極型全控器件，屬于電壓控制，驅(qū)動(dòng)功率小。絕緣柵雙極晶體管（IGBT）是復(fù)合型全控器件，具有輸入阻抗高、工作速度快、通態(tài)電壓低、阻斷電壓高、承受電流大等優(yōu)點(diǎn)，是功率開(kāi)關(guān)電源和逆變器的理想功率器件。IGCT是將門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路與門(mén)極換流晶閘管GCT集成于一個(gè)整體形成的，是較理想的兆瓦級(jí)、中壓開(kāi)關(guān)器件，非常適合用于6kV和10kV的中壓開(kāi)關(guān)電路。智能功率模塊（IPM）是將高速度、低功耗的IGBT，與柵極驅(qū)動(dòng)器和保護(hù)電路一體化，IPM具有智能化、多功能、高可靠、速度快、功耗小等特點(diǎn)。教學(xué)內(nèi)容2.5功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（P-MOSFET）2.6絕緣柵雙極晶體管（IGBT）2.7集成門(mén)極換流晶閘管（IGCT）2.8智能功率模塊(1PM)知識(shí)目標(biāo)：1.了解功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極晶體管、集成門(mén)極換流晶閘管、智能功率模塊的外形和器件符號(hào)。2.掌握功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極晶體管、集成門(mén)極換流晶閘管、智能功率模塊的主要參數(shù)。技能目標(biāo)：會(huì)使用萬(wàn)用表檢測(cè)功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極晶體管、集成門(mén)極換流晶閘管、智能功率模塊的好壞。教學(xué)內(nèi)容2.5功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（P-MOSFET）2.5.1功率場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)電溝道也分為Ｎ溝道和Ｐ溝道，柵偏壓為零時(shí)漏源之間就存在導(dǎo)電溝道的稱(chēng)為耗盡型，柵偏壓大于零（Ｎ溝道）才存在導(dǎo)電溝道的稱(chēng)為增強(qiáng)型。2.5.2P-MOSFET的工作原理當(dāng)漏極接電源正極，源極接電源負(fù)極，柵源之間電壓為零或?yàn)樨?fù)時(shí)，Ｐ型區(qū)和Ｎ-型漂移區(qū)之間的ＰＮ結(jié)反向，漏源之間無(wú)電流流過(guò)。如果在柵極和源極加正向電壓UGS，由于柵極是絕緣的，不會(huì)有柵流。但柵極的正電壓所形成電場(chǎng)的感應(yīng)作用卻會(huì)將其下面Ｐ型區(qū)中的少數(shù)載流子電子吸引到柵極下面的Ｐ型區(qū)表面。當(dāng)UGS大于某一電壓值UT時(shí)，柵極下面Ｐ型區(qū)表面的電子濃度將超過(guò)空穴濃度，使Ｐ型半導(dǎo)體反型成Ｎ型半導(dǎo)體，溝通了漏極和源極，形成漏極電流ID。電壓UT稱(chēng)為開(kāi)啟電壓，UGS超過(guò)UT越多，導(dǎo)電能力越強(qiáng)。漏極電流ID越大。教學(xué)內(nèi)容2.5.3P-MOSFET的特性１.轉(zhuǎn)移特性２．輸出特性３.開(kāi)關(guān)特性2.5.4功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的主要參數(shù)1）漏源擊穿電壓BUDS；2）漏極連續(xù)電流ID和漏極峰值電流IDM3)柵源擊穿電壓BUGS4)開(kāi)啟電壓UT5)極間電容2.5.5Ｐ-ＭＯＳＦＥＴ的柵極驅(qū)動(dòng)1）觸發(fā)脈沖的前后沿要陡峭，觸發(fā)脈沖的電壓幅值要高于器件的開(kāi)啟電壓，以保證P-MOSFET的可靠觸發(fā)導(dǎo)通。2）開(kāi)通時(shí)以低電阻對(duì)柵極電容充電，關(guān)斷時(shí)為柵極電容提供低電阻放電回路，減小柵極電容的充放電時(shí)間常數(shù)，提高P-MOSFET的開(kāi)關(guān)速度。3）P-MOSFET開(kāi)關(guān)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)電流為柵極電容的充放電流。2.5.6P-ＭＯＳＦＥＴ的保護(hù)1)工作保護(hù);2)靜電保護(hù)2.6絕緣柵雙極晶體管（IGBT）2.6.1IGBT的結(jié)構(gòu)與基本工作原理從結(jié)構(gòu)示意圖可見(jiàn)，IGBT相當(dāng)于以GTR為主導(dǎo)元件、以MOSFRT為驅(qū)動(dòng)元件的達(dá)林頓結(jié)構(gòu)。2.6.2IGBT的基本特性1)傳輸特性;2)輸出特性2.6.3IGBT的主要參數(shù)1)集電極-發(fā)射極額定電壓UCES；2)柵極-發(fā)射極額定電壓UGES；3)額定集電極電流IC；4)集電極-發(fā)射極飽和電壓UEC(sat)；5)開(kāi)關(guān)頻率2.6.4IGBT的驅(qū)動(dòng)電路1)IGBT與MOSFET都是電壓驅(qū)動(dòng)，都具有一個(gè)2.5～5V的閾值電壓，有一個(gè)容性輸入阻抗。2)用內(nèi)阻小的驅(qū)動(dòng)源對(duì)柵極電容充放電，以保證柵極控制電壓有足夠陡的前后沿，使IGBT的開(kāi)關(guān)損耗盡量小。IGBT開(kāi)通后，柵極驅(qū)動(dòng)源能提供足夠的功率。3)驅(qū)動(dòng)電路要能傳遞幾十kHz的脈沖信號(hào)。4)驅(qū)動(dòng)電平+UGE的選擇必須綜合考慮。5)在關(guān)斷過(guò)程中，為盡快抽取PNP管的存儲(chǔ)電荷，應(yīng)施加一負(fù)偏壓UGE，但其受IGBT的G、E間的最大反向耐壓限制，一般取-10～-1V。教學(xué)內(nèi)容2.7集成門(mén)極換流晶閘管（IGCT）2.7.1IGCT的結(jié)構(gòu)與工作原理2.7.2IGCT的特點(diǎn)（1）緩沖層；（2）透明陽(yáng)極；（3）逆導(dǎo)技術(shù)2.8智能功率模塊(IPM)2.8.11PM的結(jié)構(gòu)其中包括用于于電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的功率控制電路和三相逆變器各橋臂的驅(qū)動(dòng)電路，還具備欠壓、過(guò)流、橋臂短路及過(guò)熱等保護(hù)功能。2.8.2IPM的主要特點(diǎn)IPM內(nèi)含驅(qū)動(dòng)電路，可以按最佳的IGBT驅(qū)動(dòng)條件進(jìn)行設(shè)定；IPM內(nèi)含過(guò)流（OC）保護(hù)、短路（SC）保護(hù)，使檢測(cè)功耗小、靈敏、準(zhǔn)確；IPM內(nèi)含欠電壓（UV）保護(hù)，當(dāng)控制電源電壓小于規(guī)定值時(shí)進(jìn)行保護(hù)；IPM內(nèi)含過(guò)熱（OH）保護(hù)，可以防止IGBT和續(xù)流二極管過(guò)熱，在IGBT內(nèi)部的絕緣基板上設(shè)有溫度檢測(cè)元件，結(jié)溫過(guò)高時(shí)即輸出報(bào)警（ALM）信號(hào)，該信號(hào)送給變頻器的單片機(jī)，使系統(tǒng)顯示故障信息并停止工作。IPM還內(nèi)含制動(dòng)電路，用戶(hù)如有制動(dòng)要求可另購(gòu)選件，在外電路規(guī)定端子上接制動(dòng)電阻，即可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。2.8.3IPM選擇注意事項(xiàng)（1）采用光電耦合器；（2）采用雙脈沖變壓器章節(jié)課題第3章交-直-交變頻技術(shù)3.1整流電路課時(shí)2教學(xué)目的1.了解整流電路組成形式。2.掌握整流電路的工作原理。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：整流電路的工作原理難點(diǎn)：整流電路的波形分析教學(xué)方法結(jié)合日常生活，聯(lián)系實(shí)際因材施教，讓學(xué)生了解由整流電路組成的直流電源的廣泛應(yīng)用。本次課老師要準(zhǔn)備好整流電路示教板，進(jìn)行課堂演示，結(jié)合實(shí)際講解理論知識(shí)，盡可能達(dá)到好的教學(xué)效果。教具教具：整流電路示教板作業(yè)習(xí)題3-2課后小結(jié)整流電路把電源提供的交流電壓變換為直流電壓，電路型式分為不可控整流電路和可控整流電路。三相不可控整流電路的組成和工作原理。三相可控整流電路的組成和工作原理。教學(xué)內(nèi)容第3章交-直-交變頻技術(shù)知識(shí)目標(biāo)：1.了解整流電路組成形式。2.掌握整流電路的工作原理。技能目標(biāo)：1.會(huì)繪制三相不可控整流電路和三相可控整流電路原理圖。教學(xué)內(nèi)容3.1整流電路整流電路的功能是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。整流電路按使用的元件不同分為兩種類(lèi)型，即不可控整流電路和可控整流電路。3.1.1不可控整流電路不可控整流電路使用的元件為功率二極管，不可控整流電路按輸入交流電源的相數(shù)不同分為單相整流電路、三相整流電路和多相整流電路。圖3-2是變頻器中應(yīng)用最多的三相整流電路原理圖。圖3-2三相橋式整流電路三相橋式整流電路共有六只整流二極管，其中VD1、VD3、VD5三只管子的陰極連接在一起，稱(chēng)為共陰極組；VD4、VD6、VD2三只管子的陽(yáng)極連接在一起，稱(chēng)為共陽(yáng)極組。講述三相橋式整流電路的工作原理。教學(xué)內(nèi)容3.1.2可控整流電路圖3-4所示為三相橋式可控整流電路。電路工作原理：1)三相全控橋整流電路任一時(shí)刻必須有兩只晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，才能形成負(fù)載電流，其中一只在共陽(yáng)極組，另一只在共陰極組。2)整流輸出電壓ud波形是由電源線電壓uRS、uRT、uST、uSR、uTR和uRS的輪流輸出所組成的。晶閘管的導(dǎo)通順序?yàn)椋海╒T6和VT1）→（VT1和VT2）→（VT2和VT3）→（VT3和VT4）→（VT4和VT5）→（VT5和VT6）。3)六只晶閘管中每管導(dǎo)通120°，每間隔60°有一只晶閘管換流。章節(jié)課題3.2中間電路課時(shí)2教學(xué)目的1.了解中間電路有濾波電路和制動(dòng)電路等不同的形式。2.掌握濾波電路的工作原理。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：濾波電路的工作原理難點(diǎn)：制動(dòng)電路的工作原理分析教學(xué)方法聯(lián)系直流電源組成結(jié)構(gòu)實(shí)際，讓學(xué)生了解濾波電路組成及廣泛應(yīng)用。本次課老師要準(zhǔn)備好濾波電路示教板，進(jìn)行課堂演示，結(jié)合實(shí)際講解理論知識(shí)，盡可能達(dá)到好的教學(xué)效果。教具教具：濾波電路示教板作業(yè)習(xí)題3-3；習(xí)題3-4；習(xí)題3-5課后小結(jié)中間電路分為濾波電路和制動(dòng)電路等不同的形式，濾波電路是對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行電壓或電流濾波，經(jīng)大電容濾波的直流電提供給逆變器的稱(chēng)為電壓型逆變器，經(jīng)大電感濾波的直流電提供給逆變器的稱(chēng)為電流型逆變器；制動(dòng)電路是利用設(shè)置在直流回路中的制動(dòng)電阻或制動(dòng)單元吸收電動(dòng)機(jī)的再生電能的方式實(shí)現(xiàn)動(dòng)力制動(dòng)。教學(xué)內(nèi)容3.2中間電路知識(shí)目標(biāo)：1.了解濾波電路和制動(dòng)電路組成形式。2.掌握濾波電路的工作原理。3.了解制動(dòng)電路的工作原理。技能目標(biāo)：1.會(huì)用萬(wàn)用表測(cè)量濾波電路的輸入和輸出電壓。2.會(huì)用示波器測(cè)量濾波電路的輸入和輸出電壓波形。教學(xué)內(nèi)容變頻器的中間電路有濾波電路和制動(dòng)電路等不同的形式。3.2.1濾波電路1.電容濾波通常用大容量電容對(duì)整流電路輸出電壓進(jìn)行濾波。由于電容量比較大，一般采用電解電容。為了得到所需的耐壓值和容量，往往根據(jù)變頻器容量的要求，將電容進(jìn)行串并聯(lián)使用。采用大電容濾波后再送給逆變器，這樣可使加于負(fù)載上的電壓值不受負(fù)載變動(dòng)的影響，基本保持恒定。該變頻電源類(lèi)似于電壓源，因而稱(chēng)為電壓型變頻器。2.電感濾波采用大容量電感對(duì)整流電路輸出電流進(jìn)行濾波，稱(chēng)為電感濾波。由于經(jīng)電感濾波后加于逆變器的電流值穩(wěn)定不變，所以輸出電流基本不受負(fù)載的影響，電源外特性類(lèi)似電流源，因而稱(chēng)為電流型變頻器。3.2.2制動(dòng)電路利用設(shè)置在直流回路中的制動(dòng)電阻吸收電動(dòng)機(jī)的再生電能的方式稱(chēng)為動(dòng)力制動(dòng)或再生制動(dòng)。制動(dòng)電路可為制動(dòng)電阻或制動(dòng)單元.教學(xué)內(nèi)容3.1.2可控整流電路圖3-4所示為三相橋式可控整流電路。電路工作原理章節(jié)課題3.3逆變電路的工作原理及基本形式3.4SPWM控制技術(shù)課時(shí)2教學(xué)目的1.掌握逆變電路的工作原理及基本形式。2.了解SPWM控制技術(shù)。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：逆變電路的工作原理及基本形式難點(diǎn)：逆變電路的工作原理教學(xué)方法結(jié)合變頻器的結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)掌握逆變電路的工作原理。本次課老師要準(zhǔn)備好變頻器主板，進(jìn)行課堂演示，結(jié)合實(shí)際講解理論知識(shí)，盡可能達(dá)到好的教學(xué)效果。教具教具：變頻器主板作業(yè)習(xí)題3-6；習(xí)題3-7課后小結(jié)逆變電路是將直流電變換為頻率和幅值可調(diào)節(jié)的交流電，對(duì)逆變電路中功率器件的開(kāi)關(guān)控制一般采用SPWM控制方式。教學(xué)內(nèi)容3.3逆變電路的工作原理及基本形式3.4SPWM控制技術(shù)知識(shí)目標(biāo)：1.掌握逆變電路的工作原理及基本形式。2.了解SPWM控制技術(shù)。技能目標(biāo)：學(xué)會(huì)識(shí)讀逆變電路。教學(xué)內(nèi)容3.3逆變電路的工作原理及基本形式3.3.1逆變電路的工作原理3.3.2逆變電路的基本型式1.半橋逆變電路當(dāng)V1或V2導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載電流與電壓同方向，直流側(cè)向負(fù)載提供能量；而當(dāng)VD1或VD2導(dǎo)通時(shí)，負(fù)載電流與電壓反方向，負(fù)載中電感的能量向直流側(cè)反饋，反饋回的能量暫時(shí)儲(chǔ)存在直流側(cè)電容器中，電容器起緩沖作用。由于二極管VD1、VD2是負(fù)載向直流側(cè)反饋能量的通道，故稱(chēng)反饋二極管；同時(shí)VD1、VD2也起著使負(fù)載電流連續(xù)的作用，因此又稱(chēng)為續(xù)流二極管。教學(xué)內(nèi)容2.全橋逆變電路全橋逆變電路可看作兩個(gè)半橋逆變電路的組合。電路原理如圖3-15a所示。直流電壓Ud接有大電容C，使電源電壓穩(wěn)定。電路中的四個(gè)橋臂，橋臂1、4和橋臂2、3組成兩對(duì)，工作時(shí)，設(shè)t2時(shí)刻之前V1、V4導(dǎo)通，負(fù)載上的電壓極性為左正右負(fù)，負(fù)載電流io由左向右。t2時(shí)刻給V1、V4關(guān)斷信號(hào)，給V2、V3導(dǎo)通信號(hào)，則V1、V4關(guān)斷，但感性負(fù)載中的電流io方向不能突變，于是VD2、VD3導(dǎo)通續(xù)流，負(fù)載兩端電壓的極性為右正左負(fù)。當(dāng)t3時(shí)刻io降至零時(shí)，VD2、VD3截止，V2、V3導(dǎo)通，io開(kāi)始反向。同樣在t4時(shí)刻給V2、V3關(guān)斷信號(hào)，給V1、V4導(dǎo)通信號(hào)后，V2、V3關(guān)斷，io方向不能突變，由VD1、VD4導(dǎo)通續(xù)流。t5時(shí)刻io降至零時(shí)，VD1、VD4截止，V1、V4導(dǎo)通，io反向，如此反復(fù)循環(huán)，兩對(duì)交替各導(dǎo)通180°。其輸出電壓uO和負(fù)載電流iO見(jiàn)圖3-15b所示。3.4SPWM控制技術(shù)3.4.1概述實(shí)現(xiàn)調(diào)壓和調(diào)頻的方法有很多種，但一般從變頻器的輸出電壓和頻率的控制方法分為PAM和PWM。3.4.2SPWM控制的基本原理全控型電力電子器件的出現(xiàn)，使得性能優(yōu)越的脈寬調(diào)制（PWM）逆變電路應(yīng)用日益廣泛。這種電路的特點(diǎn)主要是：可以得到相當(dāng)接近正弦波的輸出電壓和電流，所以也稱(chēng)為正弦波脈寬調(diào)制SPWM（SinusoidalPWM）。SPWM控制方式就是對(duì)逆變電路開(kāi)關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不等的脈沖，用這些脈沖來(lái)代替正弦波所需要的波形。按一定的規(guī)則對(duì)各脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，既可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。3.4.3SPWM逆變電路的控制方式1.單極性方式2.雙極性控制方式教學(xué)內(nèi)容圖3-19單極性PWM控制原理圖3-20雙極性PWM控制原理3.4.4SPWM逆變器的調(diào)制方式在SPWM逆變器中，三角波電壓頻率ft與調(diào)制波電壓頻率(即逆變器的輸出頻率)fr之比N＝ft／fr稱(chēng)為載波比，也稱(chēng)為調(diào)制比。根據(jù)載波比的變化與否，PWM調(diào)制方式可分為同步式、異步式和分段同步式。3.4.5SPWM波形成的方法1)自然采樣法;2)數(shù)字控制法;3.采用SPWM專(zhuān)用集成芯片章節(jié)課題第4章交-交變頻技術(shù)課時(shí)2教學(xué)目的1.掌握單相交-交變頻器的原理。2.了解三相輸出交-交變頻電路。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：?jiǎn)蜗嘟?交變頻器的原理難點(diǎn)：?jiǎn)蜗嘟?交變頻器的原理教學(xué)方法聯(lián)系實(shí)際，讓學(xué)生學(xué)習(xí)掌握交-交變頻技術(shù)原理。盡可能達(dá)到好的教學(xué)效果。教具作業(yè)習(xí)題4-1；習(xí)題4-2；習(xí)題4-5課后小結(jié)交-交變頻就是把電網(wǎng)頻率的交流電變換成可調(diào)頻率的交流電，此類(lèi)變頻器能量轉(zhuǎn)換效率較高，多應(yīng)用于大功率的三相異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)的低速變頻調(diào)速。但由于交-交變頻輸出頻率低（一般為電網(wǎng)頻率的1/3～1/2）和功率因數(shù)低，使其應(yīng)用受到限制。教學(xué)內(nèi)容4.1單相輸出交-交變頻電路4.2三相輸出交-交變頻電路4.3矩形波交-交變頻知識(shí)目標(biāo)：1.掌握單相輸出交-交變頻電路的原理。2.了解三相輸出交-交變頻電路的主要連接方式。3.了解矩形波交-交變頻的原理。技能目標(biāo)：熟悉交-交變頻的應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容4.1單相輸出交-交變頻電路4.1.1電路組成及基本工作原理單相交-交變頻器的原理框圖如圖4-1所示。電路由P（正）組和N（負(fù)）組反并聯(lián)的晶閘管變流電路構(gòu)成，兩組變流電路接在同一交流電源，Z為負(fù)載。兩組變流器都是相控電路，P組工作時(shí)，負(fù)載電流自上而下，設(shè)為正向；N組工作時(shí)，負(fù)載電流自下而上，為負(fù)向。讓兩組變流器按一定的頻率交替工作，負(fù)載就得到該頻率的交流電，如圖4-2所示。4.1.2感阻性負(fù)載時(shí)的相控調(diào)制如果把交-交變頻電路理想化，忽略變流電路換相時(shí)輸出電壓的脈動(dòng)分量，就可以把電路等效為圖4-4a所示的正弦波交流電源和二極管的串聯(lián)。其中交流電源表示變流電路可輸出交流正弦電壓，二極管體現(xiàn)了變流電路只允許電流單方向流過(guò)。假設(shè)負(fù)載阻抗角為φ，即輸出電流滯后輸出電壓φ角。另外，兩組變流電路在工作時(shí)采取無(wú)環(huán)流工作方式，即一組變流電路工作時(shí)，封鎖另一組變流電路的觸發(fā)脈沖。教學(xué)內(nèi)容圖4-4b給出了一個(gè)周期內(nèi)負(fù)載電壓、電流波形及正負(fù)兩組變流電路的電壓、電流波形。4.1.3輸入輸出特性1．輸出上限頻率輸出上限頻率不高于電網(wǎng)頻率的1/3～1/2。電網(wǎng)為50Hz時(shí)，交-交變頻電路的輸出上限頻率約為20Hz。2.輸入功率因數(shù)交-交變頻電路采用的是相位控制方式，因此其輸入電流的相位總是滯后于輸入電壓，需要電網(wǎng)提供無(wú)功功率。從圖4-3可以看出，在輸出電壓的一個(gè)周期內(nèi)，α角是以90°為中心而前后變化的。輸出電壓比越小，半周期內(nèi)α的平均值越靠近90°，位移因數(shù)越低。另外，負(fù)載的功率因數(shù)越低，輸入功率因數(shù)也越低。而且不論負(fù)載功率因數(shù)是滯后還是超前的，輸入的無(wú)功電流總是滯后的。交-交變頻器的特點(diǎn)為：1)因?yàn)槭侵苯幼儞Q，沒(méi)有中間環(huán)節(jié)，所以比一般的變頻器效率要高。2)由于其交流輸出電壓是直接由交流輸入電壓波的某些部分包絡(luò)所構(gòu)成，因而其輸出頻率比輸入交流電源的頻率低得多，輸出波形較好。3)由于變頻器按電網(wǎng)電壓過(guò)零自然換相，故可采用普通晶閘管。4)因受電網(wǎng)頻率限制，通常輸出電壓的頻率較低，為電網(wǎng)頻率的三分之一左右。5)功率因數(shù)較低，特別是在低速運(yùn)行時(shí)更低，需要適當(dāng)補(bǔ)償。鑒于以上特點(diǎn)，交-交變頻器特別適合于大容量的低速傳動(dòng)，在軋鋼、水泥、牽引等方面應(yīng)用廣泛。教學(xué)內(nèi)容4.2三相輸出交-交變頻電路三相輸出交-交變頻電路主要應(yīng)用于大功率交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，三相輸出交-交變頻電路是由三組輸出電壓相位各差120°的單相交-交變頻電路組成的，所以其控制原理與單相交-交變頻電路相同。4.2.1公共交流母線進(jìn)線方式圖4-6是公共交流母線進(jìn)線方式的三相交-交變頻電路簡(jiǎn)圖。4.2.1公共交流母線進(jìn)線方式圖4-6是公共交流母線進(jìn)線方式的三相交-交變頻電路簡(jiǎn)圖。它由三組彼此獨(dú)立的、輸出電壓相位相互錯(cuò)開(kāi)120°的單相交-交變頻電路構(gòu)成，它們的電源進(jìn)線接在公共的交流母線上。4.2.2輸出星形聯(lián)結(jié)方式圖4-7是輸出星形聯(lián)結(jié)方式的三相交-交變頻電路原理圖。三組單相交-交變頻電路的輸出端是星形聯(lián)結(jié)，電動(dòng)機(jī)的三個(gè)繞組也是星形聯(lián)結(jié)，電動(dòng)機(jī)的中性點(diǎn)和變頻器的中性點(diǎn)接在一起，電動(dòng)機(jī)要引出六根線。因?yàn)槿M單相交-交變頻電路的輸出端聯(lián)接在一起，其電源進(jìn)線就必須隔離，因此三組單相交-交變頻電路分別用三個(gè)變壓器供電。章節(jié)課題5.1高（中）壓變頻器概述5.2高（中）壓變頻器的主電路結(jié)構(gòu)課時(shí)2教學(xué)目的1.了解高（中）壓變頻器的分類(lèi)。2.掌握高（中）壓變頻器的基本形式。3.掌握高（中）壓變頻器主電路結(jié)構(gòu)。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：高（中）壓變頻器的基本形式難點(diǎn)：高（中）壓變頻器主電路結(jié)構(gòu)教學(xué)方法聯(lián)系實(shí)際，講解高（中）壓變頻器的分類(lèi)、基本形式和主電路結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)掌握高（中）壓變頻器的組成及應(yīng)用。盡可能達(dá)到好的教學(xué)效果。教具作業(yè)習(xí)題5-1；習(xí)題5-3；習(xí)題5-4；習(xí)題5-7課后小結(jié)高（中）壓變頻器通常指電壓等級(jí)在1kV以上的大容量變頻器。高（中）壓變頻器按主電路的結(jié)構(gòu)方式分為交-交方式和交-直-交方式。高（中）壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本型式有直接高-高型、高-中型和高-低-高型等三種。高（中）壓變頻器的主電路結(jié)構(gòu)有晶閘管電流型、GTO電流型、1GBT并聯(lián)多重化PWM電壓型、多電平高（中）壓變頻器等。教學(xué)內(nèi)容5.1高（中）壓變頻器概述5.2高（中）壓變頻器的主電路結(jié)構(gòu)知識(shí)目標(biāo)：1.了解高（中）壓變頻器的分類(lèi)。2.掌握高（中）壓變頻器的基本形式。3.掌握高（中）壓變頻器主電路結(jié)構(gòu)。技能目標(biāo)：學(xué)會(huì)識(shí)別高（中）壓變頻器。教學(xué)內(nèi)容5.1高（中）壓變頻器概述5.1.1高（中）壓變頻器的分類(lèi)高（中）壓變頻器按主電路的結(jié)構(gòu)方式分為交-交方式和交-直-交方式。5.1.2高（中）壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本形式高（中）壓變頻調(diào)速系統(tǒng)不像低壓變頻調(diào)速系統(tǒng)那樣有統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)形式，但常見(jiàn)的基本型式有直接高-高型、高-中型和高-低-高型等三種。5.1.3高（中）壓變頻器的應(yīng)用在功率保持不變情況下，如果提高其供電電壓，就可以減少繞組中的電流。對(duì)大容量的電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，這是非常有意義的，減少繞組中的電流可使電動(dòng)機(jī)的體積和制造成本大大降低。因此在冶金、鋼鐵、石油、化工、水處理等工礦企業(yè)中，大容量的電動(dòng)機(jī)基本上都是中壓和高壓電動(dòng)機(jī)。這類(lèi)企業(yè)的風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)、壓縮機(jī)及各種其他大型機(jī)械的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)消耗的能源占電機(jī)總能耗的70％以上，而且絕大部分都有調(diào)速的要求，但目前的調(diào)速和起動(dòng)方法仍很落后，浪費(fèi)了大量的能源且造成機(jī)械壽命的降低。教學(xué)內(nèi)容5.1.4高（中）壓變頻器的技術(shù)要求1.可靠性要求高2.對(duì)電網(wǎng)的電壓波動(dòng)容忍度大3.降低諧波對(duì)電網(wǎng)的影響4.改善功率因數(shù)5.抑制輸出諧波成分6.抑制共模電壓和du／dt的影響5.2高（中）壓變頻器的主電路結(jié)構(gòu)5.2.1晶閘管電流型變頻器圖5-5所示為晶閘管電流型變頻器的主電路。電流型變頻器的優(yōu)點(diǎn)是能量可以回饋到電網(wǎng)，因此系統(tǒng)可以四象限運(yùn)行。由于存在大的平波電抗器和快速電流調(diào)節(jié)器，過(guò)電流保護(hù)較容易實(shí)現(xiàn)。但是由于采用三相橋式晶閘管整流，電流型變頻器的輸入波形畸變較為嚴(yán)重，功率因數(shù)也會(huì)隨電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的下降而有所下降。實(shí)際上常采用接入輸入濾波器和多重化(如12脈波)的方法，使輸入電壓和電流畸變達(dá)到IEEE519-92的要求。5.2.2GTO電流型變頻器該類(lèi)變頻器其主電路如圖5-6所示。GTO電流型變頻器可以說(shuō)是SCR方式的改進(jìn)。5.2.31GBT并聯(lián)多重化PWM電壓型變頻器采用IGBT器件的PWM電壓型變頻器，由于IGBT器件具有優(yōu)良的性能，在高（中）壓變頻器中應(yīng)用較多。其中比較成功的例子是“并聯(lián)多重化PWM電壓型”變頻器。圖5-7所示為并聯(lián)多重化PWM電壓型變頻器電路圖。教學(xué)內(nèi)容5.2.4三電平高（中）壓變頻器IGBT三電平高壓變頻器的主電路如圖5-8所示。三電平變頻器的輸出諧波比低壓通用變頻器低；因?yàn)槭∪ド?、降壓變壓器，因而結(jié)構(gòu)緊湊，損耗減少，占地面積小，節(jié)省土建費(fèi)用；當(dāng)功率較大時(shí)，電源輸入端仍設(shè)置隔離用三繞組變壓器，變壓器副邊采用Δ和Y接法，可輸出12脈沖整流電壓，使得電源輸入端諧波大為降低。5.2.5五電平高（中）壓變頻器五電平逆變器如圖5-11a所示，結(jié)構(gòu)為二極管鉗位式五電平逆變器主電路。5.2.6IGBT功率單元多級(jí)串聯(lián)電壓型變頻器功率單元串聯(lián)的方法解決了用低電壓的IGBT實(shí)現(xiàn)高壓變頻的困難，它既保留了IGBT和PWM技術(shù)相結(jié)合所具有的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，且在減小諧波分量等方面有更大的改進(jìn)，變頻器的功率得以提高。山東風(fēng)光JD-BP37系列高壓變頻器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5-13所示。章節(jié)課題5.3風(fēng)光JD-BP37系列高壓變頻器簡(jiǎn)介5．4高壓變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響及防治措施課時(shí)2教學(xué)目的1.了解風(fēng)光JD-BP37/38系列高壓變頻器的結(jié)構(gòu)。2.掌握高（中）壓變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)不良影響的防治措施。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)：高（中）壓變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)不良影響的防治措施。教學(xué)方法聯(lián)系實(shí)際，講解風(fēng)光JD-BP37/38系列高壓變頻器的結(jié)構(gòu)，高壓變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響及防治措施，盡可能達(dá)到好的教學(xué)效果。教具作業(yè)課后小結(jié)高（中）壓變頻器有變頻和工頻兩種運(yùn)行方式，可采用手動(dòng)切換和自動(dòng)切換，但特別注意兩種運(yùn)行方式的控制開(kāi)關(guān)必須設(shè)置互鎖，以避免同時(shí)接通而導(dǎo)致高（中）壓變頻器損壞。高壓變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響有：輸出諧波、輸出電壓的變化、共模電壓等。教學(xué)內(nèi)容5.3風(fēng)光JD-BP37系列高壓變頻器簡(jiǎn)介5．4高壓變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響及防治措施知識(shí)目標(biāo)：1.了解風(fēng)光JD-BP37/38系列高壓變頻器的結(jié)構(gòu)。2.掌握高（中）壓變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)不良影響的防治措施。技能目標(biāo)：學(xué)會(huì)高（中）壓變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)不良影響的防治措施。教學(xué)內(nèi)容5.3風(fēng)光JD-BP37系列高壓變頻器簡(jiǎn)介5.3.1JD-BP37/38系列高壓變頻器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)風(fēng)光JD-BP37/38系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5-13所示。圖5-13風(fēng)光JD-BP37/38系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)風(fēng)光JD-BP37/38系列高壓變頻器的柜體結(jié)構(gòu)，主要由開(kāi)關(guān)柜、變壓器柜、功率單元柜和控制柜等組成。教學(xué)內(nèi)容5．4高壓變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響及防治措施輸出濾波器；二是改變逆變器的結(jié)構(gòu)或聯(lián)接形式，以降低輸出諧波。使其作用到電機(jī)上的輸出波形接近正弦波。5.4.1輸出電壓變化率對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響及防治措施對(duì)于電壓型變頻器，當(dāng)輸出電壓的變化率(du／dt)比較高時(shí)，相當(dāng)于在電動(dòng)機(jī)繞組上反復(fù)施加了陡度很大的脈沖電壓，加速了電動(dòng)機(jī)絕緣的老化。特別是當(dāng)變頻器與電動(dòng)機(jī)之間的電纜距離比較長(zhǎng)時(shí)．電纜上的分布電感和分布電容所產(chǎn)生的行波反射放大作用增大到一定程度，有時(shí)會(huì)擊穿電動(dòng)機(jī)的絕緣。經(jīng)常采用的防治措施一般有兩種：一是設(shè)置輸出電壓濾波器：二是降低輸出電壓的變化率。5.4.2輸出諧波對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響及防治措施輸出諧波對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響主要有諧波引起電動(dòng)機(jī)的溫升過(guò)高、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和噪聲增加，經(jīng)常采用的防治措施一般有兩種：一是設(shè)置5.4.3共模電壓對(duì)電動(dòng)機(jī)的影響及防治措施當(dāng)沒(méi)有輸入變壓器時(shí)．共模電壓會(huì)直接施加到電動(dòng)機(jī)上，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)繞組絕緣擊穿，影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命。當(dāng)共模電壓對(duì)地產(chǎn)生的高頻漏電流經(jīng)過(guò)電動(dòng)機(jī)的軸承入地時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)“電蝕”軸承現(xiàn)象，降低軸承的使用壽命。經(jīng)常采用的防治措施是設(shè)置二次側(cè)中點(diǎn)不接地的輸入變壓器，由輸入變壓器和電動(dòng)機(jī)共同來(lái)承擔(dān)共模電壓。一般情況下，輸入是1／10，那么約有90％的共模電壓由輸入變壓器來(lái)承擔(dān)。因此，對(duì)于電流型變頻器，電動(dòng)機(jī)的絕緣一定要足夠強(qiáng)，否則容易發(fā)生因絕緣被擊穿而燒毀輸入變壓器或電動(dòng)機(jī)的后果。章節(jié)課題6.1變頻器的外部接線端子課時(shí)2教學(xué)目的1.掌握變頻器的外部接線端子。2.了解變頻器的外部端子連接。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：變頻器的外部接線端子教學(xué)方法結(jié)合變頻器實(shí)際，講解變頻器的外部接線端子，有條件可以到變頻器生產(chǎn)廠家或商場(chǎng)參觀，增加感性認(rèn)識(shí)，并進(jìn)行講解，可能會(huì)事半功倍。教具變頻器作業(yè)習(xí)題6-1；習(xí)題6-2課后小結(jié)變頻器與外部連接的端子分為主電路端子和控制電路端子。教學(xué)內(nèi)容6.1變頻器的外部接線端子知識(shí)目標(biāo)：掌握變頻器的外部接線端子組成。技能目標(biāo)：學(xué)會(huì)區(qū)別主電路端子和控制端子。教學(xué)內(nèi)容6.1變頻器的外部接線端子圖6-1示出森蘭SB70G變頻器的連接端子圖。圖6-1森蘭SB70G變頻器的連接端子圖6.1.1主回路端子教學(xué)內(nèi)容變頻器通過(guò)主電路端子與外部連接，主電路端子及其功能如表6-1所示。表6-1變頻器的主電路端子及其功能端子符號(hào)端子名稱(chēng)功能說(shuō)明R、S、T交流電源輸入端子連接三相交流電源U、V、W變頻器輸出端子連接三相電動(dòng)機(jī)P1、P+直流電抗器連接用端子改善功率因數(shù)和抗干擾P+、DB外部制動(dòng)電阻器連接用端子連接外部制動(dòng)電阻器P+、N-制動(dòng)單元連接端子連接外部制動(dòng)單元PE變頻器接地端子變頻器機(jī)殼接地端子SB70G2.2～15機(jī)型主回路端子排列如圖6-7所示。圖6-7SB70G2.2～15機(jī)型主回路端子排列教學(xué)內(nèi)容3.控制板端子、跳線及配線SB70G375kW及以下機(jī)型控制板端子排列如圖6-11所示。圖6-11SB70G375kW及以下機(jī)型控制板端子排列6.1.3控制端子的配線1）模擬輸入端子配線2）多功能輸入端子X(jué)1～X6、FWD、REV端子及多功能輸出端子Y1、Y2配線3）繼電器輸出端子TA、TB、TC配線章節(jié)課題6.2變頻器的主要功能參數(shù)及預(yù)置6.3變頻器的頻率參數(shù)課時(shí)2教學(xué)目的1.掌握變頻器的主要功能參數(shù)及預(yù)置方法。2.了解變頻器的頻率參數(shù)及預(yù)置。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：變頻器的主要功能參數(shù)及預(yù)置難點(diǎn)：變頻器的主要功能參數(shù)教學(xué)方法結(jié)合變頻器實(shí)際，講解變頻器的主要功能參數(shù)及預(yù)置方法，最好通過(guò)實(shí)訓(xùn)操作，使學(xué)生真正掌握變頻器的主要功能參數(shù)及預(yù)置。教具變頻器作業(yè)習(xí)題6-4；習(xí)題6-5課后小結(jié)對(duì)功能參數(shù)進(jìn)行預(yù)置，大致有下面幾個(gè)步驟：1)查功能參數(shù)碼表，找出需要預(yù)置參數(shù)的功能碼。2)在參數(shù)設(shè)定模式(編程模式)下，讀出該功能碼中原有的數(shù)據(jù)。3)修改數(shù)據(jù)，送入新數(shù)據(jù)。教學(xué)內(nèi)容6.2變頻器的主要功能參數(shù)及預(yù)置6.3變頻器的頻率參數(shù)知識(shí)目標(biāo)：1.掌握變頻器的主要功能參數(shù)及預(yù)置方法。2.了解變頻器的頻率參數(shù)及預(yù)置。技能目標(biāo)：學(xué)會(huì)變頻器的主要功能參數(shù)及預(yù)置方法。教學(xué)內(nèi)容6.2變頻器的主要功能參數(shù)及預(yù)置6.2.1變頻器運(yùn)行前的功能參數(shù)預(yù)置變頻器在運(yùn)行前需要經(jīng)過(guò)下面幾個(gè)步驟的操作：功能參數(shù)預(yù)置，運(yùn)行方式的選擇，給出起動(dòng)信號(hào)。6.2.2變頻器的運(yùn)行功能參數(shù)1.加速時(shí)間；2.加速模式；3.減速時(shí)間；4.減速模式；5.多功能端子；6.程序控制6.2.3優(yōu)化特性功能及預(yù)置1.節(jié)能功能；2.PID控制功能；3．自動(dòng)電壓調(diào)整；4．瞬間停電再起動(dòng)；5.電動(dòng)機(jī)參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整；6.變頻器和工頻電源的切換6.2.4變頻器的保護(hù)功能及預(yù)置1．過(guò)電流保護(hù)；2．電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)；3.過(guò)電壓保護(hù)；4.欠電壓保護(hù)和瞬間停電的處理教學(xué)內(nèi)容6.3變頻器的頻率參數(shù)及預(yù)置6.3.1各種基本頻率參數(shù)1.給定頻率；2.輸出頻率；3．基本頻率；4.上限頻率和下限頻率；5.跳躍頻率6.3.2變頻器的其他頻率參數(shù)1.點(diǎn)動(dòng)頻率；2.載波頻率(PWM頻率)；3.起動(dòng)頻率；4.直流制動(dòng)起始頻率；5.多擋轉(zhuǎn)速頻率章節(jié)課題第7章變頻器的控制方式7.1U／f控制7.2轉(zhuǎn)差頻率控制（SF控制）課時(shí)2教學(xué)目的1.掌握變頻器常用的控制方式。2.掌握變頻器的U／f控制方式。3.了解轉(zhuǎn)差頻率控制方式。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)：變頻器的U／f控制方式。教學(xué)方法聯(lián)系工程實(shí)際講授變頻器常用的控制方式，使學(xué)生掌握變頻器的U／f控制方式，了解轉(zhuǎn)差頻率控制方式。。教具作業(yè)習(xí)題7-1；習(xí)題7-2；習(xí)題7-6課后小結(jié)變頻器的控制方式有：U／f控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等。U／f控制是使變頻器的輸出在改變頻率的同時(shí)也改變電壓，通常是使U／f為常數(shù)，這樣可使電動(dòng)機(jī)磁通保持一定，在較寬的調(diào)速范圍內(nèi)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、效率、功率因數(shù)不下降。低頻時(shí)，可通過(guò)提高U/f比使輸出轉(zhuǎn)矩得到補(bǔ)償?shù)?，這種方法被稱(chēng)作轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。轉(zhuǎn)差頻率控制就是檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，構(gòu)成速度閉環(huán)，速度調(diào)節(jié)器的輸出為轉(zhuǎn)差頻率，通過(guò)控制轉(zhuǎn)差頻率來(lái)控制轉(zhuǎn)矩和電流，使速度的靜態(tài)誤差變小。教學(xué)內(nèi)容7.1U／f控制7.2轉(zhuǎn)差頻率控制（SF控制）知識(shí)目標(biāo)：1.掌握變頻器的U／f控制原理。2.了解轉(zhuǎn)差頻率控制原理。技能目標(biāo)：學(xué)會(huì)根據(jù)負(fù)載類(lèi)型選擇變頻器的U／f控制曲線。教學(xué)內(nèi)容7.1U／f控制7.1.1U／f控制原理U／f控制是使變頻器的輸出在改變頻率的同時(shí)也改變電壓，通常是使U／f為常數(shù)，這樣可使電動(dòng)機(jī)磁通保持一定，在較寬的調(diào)速范圍內(nèi)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、效率、功率因數(shù)不下降。7.1.2恒U／f控制方式的機(jī)械特性觀察各條機(jī)械特性，它們的特征如下：1）從fN向下調(diào)頻時(shí)，n0x下移，TKx逐漸減小。2）fx在fN附近下調(diào)時(shí)：kf=ku→1，TKx減小很少，可近似認(rèn)為T(mén)Kx≈TKN，fx調(diào)的很低時(shí)：kf=ku→0，TKx減小很快。3）不同fx時(shí)，臨界轉(zhuǎn)差ΔnKx變化不是很大，所以穩(wěn)定工作區(qū)的機(jī)械特性基本是平行的，且機(jī)械特性較硬。7.1.3對(duì)額定頻率fN以下變頻調(diào)速特性的修正在低頻時(shí)，TKx的大幅減小，嚴(yán)重影響到電動(dòng)機(jī)在低速時(shí)的帶負(fù)載能力，造成低頻時(shí)TKx教學(xué)內(nèi)容針對(duì)kf=ku下降時(shí)Ex在Ux的比重減小，從而造成ΦM和電磁轉(zhuǎn)矩TKx的下降的情況，可適當(dāng)提高調(diào)壓比ku，使ku＞kf，即提高Ux的值，使得Ex的值增加。從而保證Ex/fx＝常數(shù)。因此這種方法被稱(chēng)作電壓補(bǔ)償，也有些資料稱(chēng)為轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。7.1.4U／f控制的功能低頻時(shí)U／f比決不可盲目取大。但在負(fù)載變化較大的拖動(dòng)系統(tǒng)，會(huì)不可避免的出現(xiàn)上述情況。例如：起重機(jī)械起吊的重物有時(shí)重，有時(shí)輕；電梯里的乘客有時(shí)多、有時(shí)少等等。負(fù)載變動(dòng)，則電流也必變動(dòng)，阻抗壓降也就變動(dòng)。而U／f比只能根據(jù)負(fù)載最重時(shí)的工況進(jìn)行設(shè)定，設(shè)定后是不能隨負(fù)載而變的。因此，在輕載時(shí)就出現(xiàn)了補(bǔ)償過(guò)分。針對(duì)U／f控制中的過(guò)分補(bǔ)償情況，一些高性能的變頻器都設(shè)置了自動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償功能。2.U／f控制功能的選擇為了方便用戶(hù)選擇U／f比，變頻器通常都是以U／f控制曲線的方式提供給用戶(hù)，讓用戶(hù)選擇的，如圖8-3所示。7.2轉(zhuǎn)差頻率控制（SF控制）轉(zhuǎn)差頻率控制就是檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，構(gòu)成速度閉環(huán)，速度調(diào)節(jié)器的輸出為轉(zhuǎn)差頻率，然后以電機(jī)速度對(duì)應(yīng)的頻率與轉(zhuǎn)差頻率之和作為變頻器的給定輸出頻率。由于通過(guò)控制轉(zhuǎn)差頻率來(lái)控制轉(zhuǎn)矩和電流，與U／f控制相比其加減速特性和限制過(guò)電流的能力得到提高。另外，它有速度調(diào)節(jié)器，利用速度反饋進(jìn)行速度閉環(huán)控制，速度的靜態(tài)誤差小，適用于自動(dòng)控制系統(tǒng)。教學(xué)內(nèi)容7.2.1轉(zhuǎn)差頻率控制原理如果保持電動(dòng)機(jī)的氣隙磁通一定，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩及電流由轉(zhuǎn)差角頻率決定，因此，若添加控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差角頻率的功能，那么異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩就可以控制。轉(zhuǎn)差頻率是施加于電動(dòng)機(jī)的交流電壓頻率與電動(dòng)機(jī)速度(電氣角頻率)的差頻率，在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上安裝測(cè)速發(fā)電機(jī)(PG)等速度檢出器可以檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的速度，檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子速度加上轉(zhuǎn)差頻率(與產(chǎn)生所要求的轉(zhuǎn)矩相對(duì)應(yīng))就是逆變器的輸出頻率。7.2.2轉(zhuǎn)差頻率控制的系統(tǒng)構(gòu)成圖8-7為轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)構(gòu)成圖。采用轉(zhuǎn)子速度閉環(huán)控制，速度調(diào)節(jié)器通常采用PI控制。它的輸入為速度設(shè)定信號(hào)ω2*和檢測(cè)的電機(jī)實(shí)際速度ω2之間的誤差信號(hào)。速度調(diào)節(jié)器的輸出為轉(zhuǎn)差頻率設(shè)定信號(hào)ωs*。變頻器的設(shè)定頻率即電動(dòng)機(jī)的定子電源頻率ω1*為轉(zhuǎn)差頻率設(shè)定值ωs*與實(shí)際轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速ω2之和。當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，定子頻率設(shè)定將會(huì)自動(dòng)補(bǔ)償由負(fù)載所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)差，保持電動(dòng)機(jī)的速度為設(shè)定速度。速度調(diào)節(jié)器的限幅值決定了系統(tǒng)的最大轉(zhuǎn)差頻率。章節(jié)課題7.3矢量控制（VC）7.4直接轉(zhuǎn)矩控制課時(shí)2教學(xué)目的1.掌握變頻器矢量控制方式。2.了解直接轉(zhuǎn)矩控制方式。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)：變頻器的矢量控制方式。教學(xué)方法聯(lián)系工程實(shí)際講授變頻器的矢量控制方式，使學(xué)生掌握變頻器的矢量控制方式原理，了解直接轉(zhuǎn)矩控制方式。。教具作業(yè)習(xí)題7-10；習(xí)題7-11課后小結(jié)矢量控制是通過(guò)控制變頻器輸出電流的大小、頻率及相位，用以維持電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的磁通為設(shè)定值，產(chǎn)生所需的轉(zhuǎn)矩。是一種高性能的異步電動(dòng)機(jī)控制方式。直接轉(zhuǎn)矩控制是直接分析交流電動(dòng)機(jī)的模型，控制電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。教學(xué)內(nèi)容7.3矢量控制（VC）7.4直接轉(zhuǎn)矩控制知識(shí)目標(biāo)：1.掌握變頻器的矢量控制原理。2.了解直接轉(zhuǎn)矩控制原理。技能目標(biāo)：弄清楚使用矢量控制的要求。教學(xué)內(nèi)容7.3矢量控制(VC)矢量控制是通過(guò)控制變頻器輸出電流的大小、頻率及相位，用以維持電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的磁通為設(shè)定值，產(chǎn)生所需的轉(zhuǎn)矩。7.3.1直流電動(dòng)機(jī)與異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速上的差異1．直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特征直流電動(dòng)機(jī)具有兩套繞組，即勵(lì)磁繞組和電樞繞組，它們的磁場(chǎng)在空間上互差π/2電角度，兩套繞組在電路上是互相獨(dú)立的。2．異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特征異步電動(dòng)機(jī)雖然也有兩套繞組，即定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組，但只有定子繞組和外部電源相接，定子電流I1是從電源吸取電流，轉(zhuǎn)子電流I2是通過(guò)電磁感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流。因此異步電動(dòng)機(jī)的定子電流應(yīng)包括兩個(gè)分量，即勵(lì)磁分量和負(fù)載分量。勵(lì)磁分量用于建立磁場(chǎng)；負(fù)載分量用于平衡轉(zhuǎn)子電流磁場(chǎng)。既然直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能優(yōu)良，那么能否將異步電動(dòng)機(jī)的定子電流分解成勵(lì)磁電流和負(fù)載電流，并分別進(jìn)行控制，而它們所形成的磁場(chǎng)在空間上也能互差π/2電角度？如果能實(shí)現(xiàn)上述設(shè)想異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速就可以和直流電動(dòng)機(jī)相差無(wú)幾了。教學(xué)內(nèi)容7.3.2矢量控制中的等效變換異步電動(dòng)機(jī)的定子電流，實(shí)際上就是電源電流，我們知道，將三相對(duì)稱(chēng)電流通入異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組中，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)就是我們所說(shuō)的主磁場(chǎng)ΦM。設(shè)想一下，如果將直流電流通入某種形式的繞組中，也能產(chǎn)生和上述旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一樣的ΦM，就可以通過(guò)控制直流電流實(shí)現(xiàn)先前所說(shuō)的調(diào)速設(shè)想。7.3.3.直角坐標(biāo)／極坐標(biāo)變換在矢量控制系統(tǒng)中，有時(shí)需將直角坐標(biāo)變換為極坐標(biāo)，用矢量幅值和相位夾角表示矢量。7.3.4變頻器矢量控制的基本思想7.3.5使用矢量控制的要求1．矢量控制的給定；2．矢量控制的要求；3．使用矢量控制的注意事項(xiàng)7.3.6矢量控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用范圍優(yōu)點(diǎn)：1）動(dòng)態(tài)的高速響應(yīng)；2）低頻轉(zhuǎn)矩增大；3）控制靈活。應(yīng)用范圍：1）要求高速響應(yīng)的工作機(jī)械；2）適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境；3）高精度的電力拖動(dòng)；4）四象限運(yùn)轉(zhuǎn)。教學(xué)內(nèi)容7.4直接轉(zhuǎn)矩控制7.4.1直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)圖8-13所示為按定子磁場(chǎng)控制的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的原理框圖，采用在轉(zhuǎn)速環(huán)內(nèi)設(shè)置轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)的方法，以抑制磁鏈變化對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響，因此，轉(zhuǎn)速與磁鏈子系統(tǒng)也是近似獨(dú)立的。7.4.2直接轉(zhuǎn)矩控制的優(yōu)勢(shì)直接轉(zhuǎn)矩控制的優(yōu)勢(shì)在于：轉(zhuǎn)矩控制是控制定子磁鏈，在本質(zhì)上并不需要轉(zhuǎn)速信息；控制上對(duì)除定子電阻外的所有電動(dòng)機(jī)參數(shù)變化魯棒性好；所引入的定子磁鏈觀測(cè)器能很容易地估算出同步速度信息。因而能方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)速度傳感器化。這種控制也稱(chēng)為無(wú)速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制。章節(jié)課題第8章變頻調(diào)速系統(tǒng)的選擇與操作8.1變頻器的選擇課時(shí)2教學(xué)目的掌握變頻器選擇的方法。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)：變頻器選擇的方法教學(xué)方法聯(lián)系工程實(shí)際講授變頻器選擇的方法。教具變頻器作業(yè)習(xí)題8-1；習(xí)題8-2課后小結(jié)變頻調(diào)速系統(tǒng)包括變頻器、電動(dòng)機(jī)和負(fù)載等，合理選擇系統(tǒng)設(shè)備和規(guī)范的操作，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。變頻器一般依據(jù)容量大小選擇電壓等級(jí)，而容量大小的選擇應(yīng)依據(jù)所帶電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方式、負(fù)載機(jī)械特性等因素。教學(xué)內(nèi)容8.1變頻器的選擇知識(shí)目標(biāo)：1.掌握變頻器電壓等級(jí)的選擇;2.掌握變變頻器容量的選擇方法。技能目標(biāo)：能根據(jù)電動(dòng)機(jī)類(lèi)型、運(yùn)行方式和負(fù)載類(lèi)型選擇變頻器及控制方式。教學(xué)內(nèi)容8.1變頻器的選擇8.1.1變頻器電壓等級(jí)的選擇變頻器電壓等級(jí)的選擇應(yīng)考慮以下因素：系統(tǒng)的綜合造價(jià)、電源諧波的影響以及場(chǎng)地環(huán)境等。一般情況下，400kW以下的功率范圍建議選用400V（380V）的變頻器產(chǎn)品；400～1000kW的功率范圍建議選用660V或以上電壓等級(jí)的變頻器產(chǎn)品；1000～2000kW的功率范圍建議選用2.3kV電壓等級(jí)的變頻器產(chǎn)品；5000kW及以上建議選用4.16kV或以上電壓等級(jí)的變頻器產(chǎn)品。8.1.2變頻器容量的選擇變頻器的容量以千伏安（kVA）值表示，同時(shí)也標(biāo)明它所適配的電動(dòng)機(jī)功率（kW）值。變頻器容量的選擇主要依據(jù)以下幾個(gè)方面。根據(jù)原有的電動(dòng)機(jī)功率。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率。3）根據(jù)代換后的功率。實(shí)際工作中，有時(shí)采取臨時(shí)措施將不同工作制的電動(dòng)機(jī)代用。例如短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)使用到連續(xù)工作的負(fù)載上，這時(shí)需要合理計(jì)算代換后的電動(dòng)機(jī)功率，然后再去選擇變頻器。教學(xué)內(nèi)容8.1.3依據(jù)電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型選用變頻器1籠型電動(dòng)機(jī)1．依據(jù)負(fù)載電流選擇變頻器2．考慮低速轉(zhuǎn)矩特性3．考慮短時(shí)最大轉(zhuǎn)矩4．考慮容許最高頻率范圍5．考慮噪聲6．考慮振動(dòng)2繞線式異步電動(dòng)機(jī)繞線式異步電動(dòng)機(jī)采用變頻器控制運(yùn)行，大多是對(duì)老設(shè)備進(jìn)行改造，利用已有的電機(jī)。改用變頻器調(diào)速時(shí)，可將繞線式異步機(jī)的轉(zhuǎn)子短路，去掉電刷和起動(dòng)器。考慮電機(jī)輸出時(shí)的溫度上升的問(wèn)題，所以要降低容量的10％以上。由于繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)阻較小，是一種高效的籠形異步機(jī)，但容易發(fā)生諧波電流引起的過(guò)電流跳閘，所以應(yīng)選擇比通常容量稍大的變頻器。3變頻器專(zhuān)用電機(jī)1)在運(yùn)轉(zhuǎn)頻率區(qū)域內(nèi)低噪聲、低振動(dòng)。2)在低頻區(qū)內(nèi)提高連續(xù)容許轉(zhuǎn)矩(恒轉(zhuǎn)矩式電機(jī))。3)高速用電機(jī)。4)用于閉環(huán)控制(抑制轉(zhuǎn)速變動(dòng))的帶測(cè)速發(fā)電機(jī)的電機(jī)。5)矢量控制用電機(jī)。教學(xué)內(nèi)容8.1.4依據(jù)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方式選擇變頻器1．一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，變頻器的額定工作電流應(yīng)滿足I＞1.1Im(8-1)式中I——變頻器的額定工作電流，A；Im——電動(dòng)機(jī)最大工作電流，A。詳見(jiàn)電動(dòng)機(jī)參數(shù)，該電流值與電動(dòng)機(jī)種類(lèi)、極數(shù)等有關(guān)，當(dāng)最大電流小于額定電流時(shí)取額定電流。2．一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)1）n臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)、停止，變頻器工作電流I應(yīng)滿足I＞1.1∑IM(8-2)式中∑IM——n臺(tái)電動(dòng)機(jī)輸出電流總和，A。2）先投入n1臺(tái)，后投入n2臺(tái)，變頻器工作電流I應(yīng)滿足I＞(8-3)式中Ist——電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流，A。電動(dòng)機(jī)周期性4）電動(dòng)機(jī)非周期運(yùn)行3.電動(dòng)機(jī)快速加速或快速減速教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容8.1.5依據(jù)負(fù)載的機(jī)械特性選擇變頻器1．恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載變頻器的選擇1）依據(jù)調(diào)速范圍。2）依據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變動(dòng)范圍。3）考慮負(fù)載對(duì)機(jī)械特性的要求。2．恒功率負(fù)載變頻器的選擇對(duì)恒功率負(fù)載，一般可選擇通用型的，采用V/f控制方式的變頻器。但對(duì)于動(dòng)態(tài)性能有較高要求的卷取機(jī)械，則必須采用具有矢量控制功能的變頻器。3．二次方律負(fù)載變頻器的選擇可以選用“風(fēng)機(jī)、水泵用變頻器”。4．直線律負(fù)載變頻器的選擇直線律負(fù)載的機(jī)械特性雖然也有典型意義．但在考慮變頻器時(shí)的基本要點(diǎn)與二次方律負(fù)載相同，故不作為典型負(fù)載來(lái)討論。5．特殊性負(fù)栽變頻器的選擇當(dāng)機(jī)床對(duì)加工精度有特殊要求時(shí)，才考慮有反饋矢量控制方式。8.1.6變頻器控制方式的選擇變頻器控制方式的選擇是依據(jù)電動(dòng)機(jī)特性的以下幾個(gè)主要指標(biāo)。1）機(jī)械特性的硬度。2）低頻時(shí)帶負(fù)載能力。3）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩值。4）調(diào)速范圍。5）動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。章節(jié)課題8.2變頻調(diào)速系統(tǒng)的主電路及電器選擇課時(shí)2教學(xué)目的掌握變頻調(diào)速系統(tǒng)的主電路的組成。掌握主電路電器選擇的方法。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)：變頻調(diào)速系統(tǒng)的主電路的組成教學(xué)方法聯(lián)系工程實(shí)際講授變頻調(diào)速系統(tǒng)的主電路及電器選擇方法。教具變頻器作業(yè)習(xí)題8-3；習(xí)題8-4；習(xí)題8-5課后小結(jié)變頻調(diào)速系統(tǒng)的主電路的主要電器有：斷路器、接觸器、繼電器和開(kāi)關(guān)器件等。應(yīng)根據(jù)變頻器和負(fù)載的需要，合理選擇。教學(xué)內(nèi)容8.2變頻調(diào)速系統(tǒng)的主電路及電器選擇知識(shí)目標(biāo)：1.掌握變頻器選擇的依據(jù)。2.掌握變頻調(diào)速系統(tǒng)的主電路及電器選擇方法。技能目標(biāo)：能根據(jù)電動(dòng)機(jī)和負(fù)載類(lèi)型選擇變頻調(diào)速系統(tǒng)的主電路及電器.教學(xué)內(nèi)容變頻調(diào)速系統(tǒng)的完整主電路示意圖。教學(xué)內(nèi)容8.2.1斷路器一般變頻器允許的過(guò)載能力為150%，1min。所以為了避免誤動(dòng)作，低壓斷路器的額定電流IQN應(yīng)選：IQN≥（1.3～1.4）IN（8-15）式中，IN為變頻器的額定電流。在電動(dòng)機(jī)要求實(shí)現(xiàn)工頻和變頻的切換控制的電路中，斷路器應(yīng)按電動(dòng)機(jī)在工頻下的起動(dòng)電流來(lái)進(jìn)行選擇：IQN≥2.5IMN（8-16）式中，IMN為電動(dòng)機(jī)的額定電流。8.2.2接觸器變頻器輸入側(cè)接觸器的選擇原則是，主觸點(diǎn)的額定電流IKN只需大于或等于變頻器的額定電流IN即可。IKN≥IN（8-17）變頻器輸出側(cè)接觸器僅用于和工頻電源切換等特殊情況下，一般不用。主觸點(diǎn)的額定電流IKN就滿足：IKN≥1.1IMN（8-18）工頻接觸器的選擇應(yīng)考慮到電動(dòng)機(jī)在工頻下的起動(dòng)情況，其觸點(diǎn)電流通?？砂措妱?dòng)機(jī)的額定電流再加大一個(gè)擋次來(lái)選擇。8.2.3傳感器傳感器的定義是“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成?！?.傳感器的種類(lèi)2.傳感器選用的一般原則教學(xué)內(nèi)容8.2.4輸入交流電抗器接入的交流電抗器應(yīng)滿足以下要求：電抗器自身分布電容??；自身的諧振點(diǎn)要避開(kāi)抑制頻率范圍；保證工頻壓降在2%以下，功耗要小。8.2.5電源濾波器在對(duì)防止無(wú)線電干擾要求較高及要求符合CE、UL、CSA標(biāo)準(zhǔn)的使用場(chǎng)合，或變頻器周?chē)锌垢蓴_能力不足的設(shè)備等情況下，均應(yīng)使用該濾波器。安裝時(shí)注意接線盡量縮短，濾波器亦應(yīng)盡量靠近變頻器。8.2.6制動(dòng)電阻及制動(dòng)單元1.制動(dòng)電阻RB的大小RB=UDH/2IMN～UDH/IMN式中，UDH為直流回路電壓的允許上限值(V)，在我國(guó)，UDH≈600V。2)電阻的功率PB式中，γ為修正系數(shù)。2.制動(dòng)單元VB一般情況下，只需根據(jù)變頻器的容量進(jìn)行配置即可。8.2.7直流電抗器根據(jù)變頻器的容量選擇。8.2.8輸出交流電抗器輸出交流電抗器的選擇與輸入交流電抗器相同。章節(jié)課題8.3變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制電路8.4變頻器的程序控制8.5外接給定信號(hào)課時(shí)2教學(xué)目的1.掌握變頻調(diào)速系統(tǒng)常用的控制電路原理。2.掌握變頻器的程序控制。2.掌握變頻調(diào)速系統(tǒng)外接給定電路。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：1）變頻與工頻切換的控制電路；2）變頻器的程序控制。難點(diǎn)：變頻器的程序控制。教學(xué)方法聯(lián)系工程實(shí)際講授變頻調(diào)速系統(tǒng)常用的控制電路及外接給定電路。讓學(xué)生掌握變頻調(diào)速系統(tǒng)常用的控制電路及外接給定電路的原理，并會(huì)依據(jù)工程實(shí)際進(jìn)行線路的設(shè)計(jì)。教具變頻器、各類(lèi)控制電器，控制電路PPT課件。作業(yè)習(xí)題8-6；習(xí)題8-7；習(xí)題8-8；習(xí)題8-9課后小結(jié)變頻調(diào)速系統(tǒng)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、正反轉(zhuǎn)、工頻-變頻切換的控制電路是工程中最常用的電路，要理解電路原理，并學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)控制電路。教學(xué)內(nèi)容8.3變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制電路8.4變頻器的程序控制8.5外接給定信號(hào)知識(shí)目標(biāo)：1.掌握變頻調(diào)速系統(tǒng)常用的控制電路原理。2.掌握變頻調(diào)速系統(tǒng)外接給定電路。技能目標(biāo)：學(xué)會(huì)變頻調(diào)速系統(tǒng)常用的控制電路及外接給定電路的設(shè)計(jì)方法。教學(xué)內(nèi)容8.3變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制電路8.3.1控制電路的主要組成控制電路主要由1)運(yùn)算電路2)信號(hào)檢測(cè)電路3)驅(qū)動(dòng)電路4)保護(hù)電路等組成。由外接的控制電路來(lái)控制變頻器運(yùn)行的有以下幾種。8.3.2正轉(zhuǎn)控制電路由繼電器控制的正轉(zhuǎn)運(yùn)行電路如圖8-23所示。教學(xué)內(nèi)容8.3.3正、反轉(zhuǎn)控制繼電器控制的正反轉(zhuǎn)電路如圖8-24所示。8.3.4升速與降速控制升速和降速控制如圖8-26所示。教學(xué)內(nèi)容8.3.5變頻與工頻切換的控制電路圖8-27所示為變頻與工頻切換的電路。8.4變頻器的程序控制1．用變頻器的編程功能進(jìn)行程序控制2.多擋轉(zhuǎn)速控制電路8.5外接給定信號(hào)8.5.1頻率給定信號(hào)的種類(lèi)1.數(shù)字量給定方式：（1）面板給定；（2）通訊接口給定。2.模擬量給定方式：（1）電位器給定；（2）直接電壓(或電流)給定。8.5.2選擇給定方法的一般原則8.5.3頻率給定線1．頻率給定線的定義2．基本頻率給定線3.頻率給定線的預(yù)置4.最大頻率、最大給定頻率與上限頻率的區(qū)別章節(jié)課題8.6變頻器與PLC的聯(lián)結(jié)8.7變頻器“1控X”切換技術(shù)8.8變頻器與PC機(jī)的通訊課時(shí)2教學(xué)目的1.掌握變頻器與PLC聯(lián)結(jié)的方法。2.掌握變頻器“1控X”切換技術(shù)。3.了解變頻器與PC機(jī)的通訊方法。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：1）變頻器“1控X”切換技術(shù)；2）變頻器與PLC的聯(lián)結(jié)。難點(diǎn)：變頻器與PLC的聯(lián)結(jié)。教學(xué)方法聯(lián)系工程實(shí)際講授變頻器與PLC的聯(lián)結(jié)、變頻器“1控X”切換技術(shù)和變頻器與PC機(jī)的通訊，讓學(xué)生掌握原理，學(xué)會(huì)應(yīng)用。教具變頻器、變頻器與PLC的聯(lián)結(jié)、變頻器“1控X”切換技術(shù)和變頻器與PC機(jī)的通訊實(shí)物演示，PPT課件。作業(yè)習(xí)題8-11課后小結(jié)變頻器與PLC聯(lián)結(jié)與“1控X”切換技術(shù)也是工程中常用的電路，要理解電路原理，并學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)控制電路。教學(xué)內(nèi)容8.6變頻器與PLC的聯(lián)結(jié)8.7變頻器“1控X”切換技術(shù)8.8變頻器與PC機(jī)的通訊知識(shí)目標(biāo)：1.掌握變頻器與PLC聯(lián)結(jié)的方法。2.掌握變頻器“1控X”切換技術(shù)。3.了解變頻器與PC機(jī)的通訊方法。技能目標(biāo)：學(xué)會(huì)變頻器與PLC聯(lián)結(jié)的方法和變頻器“1控X”切換技術(shù)。教學(xué)內(nèi)容8.6變頻器與PLC的聯(lián)結(jié)8.6.1PLC與變頻器聯(lián)結(jié)時(shí)注意的問(wèn)題1.開(kāi)關(guān)指令信號(hào)的輸入2.數(shù)值信號(hào)的輸入8.6.2PLC與變頻器聯(lián)結(jié)實(shí)現(xiàn)多擋速控制例，某機(jī)床有8擋轉(zhuǎn)速(0擋轉(zhuǎn)速為0)，由手柄的8個(gè)位置來(lái)控制，每個(gè)位置只有一對(duì)觸點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)一對(duì)觸點(diǎn)與多個(gè)控制端之間的切換，采用PLC控制是比較方便的?，F(xiàn)以三菱FR-A540系列變頻器為例，其電路如圖9-25所示。8.7變頻器“1控X”切換技術(shù)8.7.1“1控X”工作過(guò)程假設(shè)有三臺(tái)水泵同時(shí)供水，由1號(hào)泵在變頻控制的情況下工作，當(dāng)用水量增大，1號(hào)泵已經(jīng)到達(dá)50Hz而水壓仍不足時(shí)，經(jīng)過(guò)短暫的延時(shí)后，將1號(hào)泵切換為工頻工作。同時(shí)變頻器的輸出頻率迅速降為0Hz，然后使2號(hào)泵投入變頻運(yùn)行。當(dāng)2號(hào)泵也到達(dá)50Hz而水壓仍不足時(shí)，又使2號(hào)泵切換為工頻工作，使3號(hào)泵投入變頻運(yùn)行。教學(xué)內(nèi)容反之，當(dāng)用水減少時(shí)，則先從1號(hào)泵，然后2號(hào)泵依次退出工作，完成一次加減泵的循環(huán)。8.7.2“1控3”供水電路原理圖1控3供水系統(tǒng)電路如圖9-27所示。8.8變頻器與PC機(jī)的通信8.8.1計(jì)算機(jī)與變頻器的通信連接圖8-39所示為計(jì)算機(jī)與變頻器硬件連接框圖。圖8-39計(jì)算機(jī)與變頻器硬件連接框圖8.8.2SB70變頻器的通信協(xié)議SB70變頻器使用的是RS-485Modbus協(xié)議，該協(xié)議包含三個(gè)層次：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。物理層和數(shù)據(jù)鏈路層采取了基于RS-485Modbus協(xié)議的接口方式，應(yīng)用層即控制變頻器運(yùn)行、停止、參數(shù)讀寫(xiě)等操作。8.8.3計(jì)算機(jī)與變頻器的數(shù)據(jù)格式SB70變頻器使用的數(shù)據(jù)格式有：1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，無(wú)奇偶校驗(yàn)，1個(gè)停止位。1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，偶校驗(yàn)，1個(gè)停止位。1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，奇校驗(yàn)，1個(gè)停止位。1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，無(wú)奇偶校驗(yàn)，2個(gè)停止位。教學(xué)內(nèi)容默認(rèn)為1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，無(wú)奇偶校驗(yàn)，1個(gè)停止位。數(shù)據(jù)格式的選擇可查閱附錄B，通過(guò)功能碼FF-01進(jìn)行設(shè)置。8.8.4計(jì)算機(jī)與變頻器的波特率SB70變頻器使用的波特率有：1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps、38400bps、57600bps、115200bps、250000bps、500000bps。8.8.5變頻器參數(shù)編址變頻器參數(shù)編址方法：16位的Modbus參數(shù)地址的高8位是參數(shù)的組號(hào)，低8位是參數(shù)的組內(nèi)序號(hào)，按16進(jìn)制編址。例如參數(shù)F4-17的地址為：0411H。對(duì)于通訊變量（控制字，狀態(tài)字等），參數(shù)組號(hào)為50（32H）。8.