變頻器技術(shù)及其應(yīng)用-課件

變頻器技術(shù)及其應(yīng)用1ppt課件變頻器技術(shù)及其應(yīng)用1ppt課件1第一章引言

1.1交流變頻調(diào)速技術(shù)概述

一、變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展歷史

實(shí)際生產(chǎn)過程中離不開電氣傳動(dòng)，控制系統(tǒng)通過對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制來拖動(dòng)工作機(jī)械按給定的的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)行。電氣傳動(dòng)經(jīng)歷了由恒速到調(diào)速、從低性能到高性能的發(fā)展過程。由于技術(shù)原因，早期不多的有調(diào)速控制要求的系統(tǒng)基本采用直流電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)秀的調(diào)速性能，但由于自身結(jié)構(gòu)上的原因，例如需要定期更換電刷和換向器，維護(hù)保養(yǎng)困難，壽命較短；存在換向火花，不適應(yīng)易燃易爆的惡劣環(huán)境；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以制造大容量、高轉(zhuǎn)速和高電壓的規(guī)格；體積大，造價(jià)高，并且無節(jié)能效果等，使其無法廣泛使用。而傳統(tǒng)的交流調(diào)速技術(shù)如滑差離合器調(diào)速、變極調(diào)速、定子調(diào)壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速等在調(diào)速性能、機(jī)械特性、控制精度、系統(tǒng)復(fù)雜程度及能耗等方面卻無法令人真正滿意，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和控制理論的發(fā)展，交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的出現(xiàn)體現(xiàn)出了更多的優(yōu)點(diǎn)，如節(jié)能、易實(shí)現(xiàn)大范圍內(nèi)的高效連續(xù)調(diào)速控制、易實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)切換、可進(jìn)行高頻起、停、運(yùn)轉(zhuǎn)、可進(jìn)行電氣制動(dòng)、可對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行高速驅(qū)動(dòng)、可用一臺(tái)變頻器對(duì)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制、可以組成高性能的控制系統(tǒng)等。2第一章引言1.1交流變頻調(diào)速技術(shù)概述2精品資料精品資料3你怎么稱呼老師？如果老師最后沒有總結(jié)一節(jié)課的重點(diǎn)的難點(diǎn)，你是否會(huì)認(rèn)為老師的教學(xué)方法需要改進(jìn)？你所經(jīng)歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽(yáng)曬，也不怕那風(fēng)雨狂，只怕先生罵我笨，沒有學(xué)問無顏見爹娘……”“太陽(yáng)當(dāng)空照，花兒對(duì)我笑，小鳥說早早早……”變頻器技術(shù)及其應(yīng)用--ppt課件4二、變頻調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展動(dòng)向

功率元件功耗越來越低，第四代功率開關(guān)器件IGBT的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路模塊IPM可做到小型、低價(jià)且保護(hù)功能完善；抑制噪聲和諧波技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用；通用型變頻器控制核心目前多采用高性能的32位微處理器；伺服控制變頻器逐漸由軟件運(yùn)算處理改為采用專用集成電路ASIC實(shí)現(xiàn)硬件處理，極大提高了控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度。在控制方式上，變頻器也由U/f控制、轉(zhuǎn)差頻率控制發(fā)展到廣泛采用矢量控制方式和直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）技術(shù)。采用多種開放式現(xiàn)場(chǎng)總線通信接口，如Modbus、CANopen總線接口，有利于系統(tǒng)組態(tài)，提高系統(tǒng)集成度和數(shù)據(jù)傳輸效率、延長(zhǎng)有效控制距離，并有利于提高系統(tǒng)抗干擾性能和擴(kuò)展系統(tǒng)功能

。同步電動(dòng)機(jī)逐步取代異步電動(dòng)機(jī)成為變頻器的主要控制對(duì)象，而其中永磁同步電動(dòng)機(jī)可以自解耦，電磁時(shí)間常數(shù)也較小，控制性能已優(yōu)于直流電動(dòng)機(jī)。5二、變頻調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展動(dòng)向51.2變頻調(diào)速基本原理

根據(jù)電機(jī)學(xué)原理可知，交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為：

若以n表示異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并以同步轉(zhuǎn)速n0為基準(zhǔn)，將異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率定義為：

則異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速n為：

其中：為定子供電頻率；

p

為電動(dòng)機(jī)磁極對(duì)數(shù)；從上式中可以看出，如果連續(xù)改變供電頻率

的話，則可以平滑地改變電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速和實(shí)際轉(zhuǎn)速。在變頻調(diào)速技術(shù)中，向電動(dòng)機(jī)提供頻率可變的電源并控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的裝置是變頻器。61.2變頻調(diào)速基本原理6第二章變頻器控制方式

從理論上講，只要連續(xù)改變供電頻率f0，則可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。但在實(shí)際中，由于電磁轉(zhuǎn)矩會(huì)隨著S的變化而變化，當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩不適合負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性則變差。所以在變頻調(diào)速過程中，不僅要控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，還必須要控制電磁轉(zhuǎn)矩，使之適合負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化。按照控制電磁轉(zhuǎn)矩方式的不同，對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)劃分出了不同的控制方式。常見的轉(zhuǎn)矩控制方式有以下幾類：U/f控制方式轉(zhuǎn)差頻率控制方式矢量控制方式直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）方式下面我們分別對(duì)幾種控制方式作簡(jiǎn)單的定性介紹。

7第二章變頻器控制方式從理論上講，只要連續(xù)改變2.1U/f控制方式由電機(jī)學(xué)可知，三相異步電動(dòng)機(jī)定子每相電動(dòng)勢(shì)的有效值為：式中，為電動(dòng)機(jī)定子繞組每相串聯(lián)匝數(shù)；為基波繞組系數(shù)；為電機(jī)每極主磁通。從上式可以看出，在改變供電頻率調(diào)速時(shí)，同時(shí)也改變了電動(dòng)機(jī)內(nèi)部阻抗，從而引起勵(lì)磁電流變化，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁不足或勵(lì)磁過強(qiáng)，即主磁通低于或高于額定值。磁通太弱，鐵心利用不充分，電磁轉(zhuǎn)矩減小，如電動(dòng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時(shí)，將導(dǎo)致定、轉(zhuǎn)子過流，繞組發(fā)熱；磁通太強(qiáng)，則處于過勵(lì)磁狀態(tài)，使勵(lì)磁電流過大，在恒定負(fù)載情況下導(dǎo)致繞組過流發(fā)熱，功率因數(shù)降低。因此，我們希望保持磁通恒定。從理論上講，只要控制好和

，便可以控制磁通，不過需要考慮的是基頻以下和基頻以上兩種情況。82.1U/f控制方式8一、基頻以下調(diào)速

由前面公式可知，要保持不變，當(dāng)頻率從額定值向下調(diào)節(jié)時(shí)，必須同步降低，使得：即采用恒電動(dòng)勢(shì)頻比控制方式。然而，繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)難以直接控制，而定子端電壓U與定子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的關(guān)系為

式中，Z為定子繞組每相阻抗；

I

為定子繞組相電流。在電動(dòng)勢(shì)值較高時(shí)，可以忽略定子繞組的漏阻抗壓降IZ，而近似認(rèn)為定子端電壓U≈E，則得恒壓頻比控制方式：

9一、基頻以下調(diào)速9但在低頻時(shí)，U和E都較小，定子漏阻抗上壓降所占比例增大，不能忽略，從而當(dāng)U/f1不變時(shí)，E/f1實(shí)際隨f1下降而減小，主磁通Φm隨之下降，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩降低。為了改善U/f變頻器在低頻時(shí)的轉(zhuǎn)矩特性，可在低頻時(shí)適當(dāng)提高U/f的值以提升轉(zhuǎn)矩。

其恒壓頻比控制特性曲線如圖所示：曲線2為帶定子壓降補(bǔ)償?shù)目刂铺匦郧€1為無補(bǔ)償?shù)目刂铺匦浴?/p>

由于這種方式在變頻同時(shí)也需變壓，所以稱為VVVF（變頻變壓）變頻器。二、基頻以上調(diào)速在基頻以上調(diào)速時(shí)，頻率可以超過額定值，但電動(dòng)機(jī)繞組絕緣強(qiáng)度卻是按照額定電壓等級(jí)設(shè)計(jì)的，因此定子電壓不可能與頻率成正比地升高，只能保持在額定電壓。10但在低頻時(shí)，U和E都較小，定子漏阻抗上壓降所占

供電頻率f1由額定值向上增大時(shí)，電壓U由于受額定電壓U1N的限制不能再升高，只能保持U1N不變，這樣必然會(huì)使主磁通Φm隨著f1的上升而減小，電磁轉(zhuǎn)矩M減小。但頻率增加使得轉(zhuǎn)速n增加，角速度ω=2πn也隨之增加，適當(dāng)調(diào)整M和ω的變化規(guī)律，電機(jī)功率P=M﹡ω便能滿足近似的恒功率調(diào)速方式。這時(shí)適合帶恒功率負(fù)載，屬于恒功率調(diào)速控制方式，如圖所示：

兩種調(diào)頻控制方式的機(jī)械特性如下圖所示。11供電頻率f1由額定值向上增大時(shí)，電壓U由于受額恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速機(jī)械特性恒功率調(diào)速機(jī)械特性

U/f控制方式的調(diào)速系統(tǒng)方框圖如下圖：1212主電路中逆變器采用BJT，用PWM進(jìn)行控制。逆變器的控制脈沖發(fā)生器同時(shí)受控于頻率指令和電壓指令，而與之間的關(guān)系是由函數(shù)發(fā)生器決定的。這樣經(jīng)PWM控制之后，變頻器的輸出頻率、輸出電壓之間的關(guān)系就是函數(shù)發(fā)生器所確定的關(guān)系。由上圖可見，電機(jī)轉(zhuǎn)速的改變是靠改變頻率的設(shè)定值來實(shí)現(xiàn)的?？刂剖且环N轉(zhuǎn)速開環(huán)控制，控制電路簡(jiǎn)單，負(fù)載可以是通用標(biāo)準(zhǔn)異步電動(dòng)機(jī)，通用性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)性好。但電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速受負(fù)載大小變化的影響，在不變的條件下，電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速將隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化而變化，因而常用于速度精度要求不高的場(chǎng)合。早期的通用型變頻器基本上采用U/f控制方式，多用于通風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載，具有節(jié)能和軟起動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。

13主電路中逆變器采用BJT，用PWM進(jìn)行控制。逆2.2轉(zhuǎn)差頻率控制方式

轉(zhuǎn)差頻率控制方式是一種直接控制輸出轉(zhuǎn)矩的方法。由公式

可知，如果電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的電源頻率為f0，電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的電源頻率為fn，則轉(zhuǎn)差頻率fs為：

fs=sf0=f0-fn

由電機(jī)學(xué)原理可以得知，當(dāng)轉(zhuǎn)差頻率fs較小時(shí)，如果E/f=常數(shù)，則電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩近似與轉(zhuǎn)差頻率fs成正比。在進(jìn)行U/f控制的基礎(chǔ)上，只要知道了異步電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的電源頻率fn，并根據(jù)希望得到的轉(zhuǎn)矩（對(duì)應(yīng)于某一轉(zhuǎn)差頻率fs）按照上式調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率f0，就可使電動(dòng)機(jī)具有某一所需的轉(zhuǎn)差頻率fs，即使得電動(dòng)機(jī)輸出所需的電磁轉(zhuǎn)矩。在轉(zhuǎn)差頻率控制方式中，需檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，一般是在電動(dòng)機(jī)軸上安裝速度傳感器，速度檢測(cè)由速度傳感器和變頻器主控板運(yùn)算電路完成，同時(shí)根據(jù)檢測(cè)的速度通過適當(dāng)?shù)乃惴óa(chǎn)生轉(zhuǎn)差頻率和其他控制信號(hào)，屬于閉環(huán)控制。

142.2轉(zhuǎn)差頻率控制方式142.3矢量控制方式直流電動(dòng)機(jī)電樞電流的控制調(diào)速方式被認(rèn)為是最優(yōu)良的一種控制傳動(dòng)。直流電動(dòng)機(jī)的各種電磁量具有自解耦的特點(diǎn)，因此直流調(diào)速時(shí)，可以對(duì)勵(lì)磁電流（產(chǎn)生主磁通）和電樞電流（產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩）分別進(jìn)行控制，從而達(dá)到調(diào)速并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩的目的。而交流電動(dòng)機(jī)的許多電磁量，如：磁通、轉(zhuǎn)矩、電流等處于高耦合、互影響的狀態(tài)，矢量控制的基本思想就是對(duì)幾個(gè)關(guān)鍵電磁量之間的交互耦合關(guān)系進(jìn)行解耦，使之各自獨(dú)立化，然后再分別加以控制來實(shí)現(xiàn)調(diào)速傳動(dòng)。電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)可以由三相交變電流的合成磁場(chǎng)、兩相交變電流的合成磁場(chǎng)或本身旋轉(zhuǎn)的直流磁場(chǎng)等多種方式產(chǎn)生。因此，在產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相同的條件下，以上三類合成磁場(chǎng)可以相互等效變換?；谏鲜鏊枷耄瑒t異步電動(dòng)機(jī)的定子電流矢量可以分解為勵(lì)磁和轉(zhuǎn)矩兩個(gè)電流矢量，如下圖所示。152.3矢量控制方式15

異步電動(dòng)機(jī)的等效電路圖和電流矢量圖

在轉(zhuǎn)差頻率控制方式中，通過調(diào)整轉(zhuǎn)差頻率來控制轉(zhuǎn)矩電流

幅值從而控制轉(zhuǎn)矩，但其僅僅是通過控制定子電流

的幅值來達(dá)到目的，并未對(duì)定子電流

的相位進(jìn)行控制；當(dāng)調(diào)整轉(zhuǎn)矩電流

到

時(shí)，由于定子電流

的相位初期未變，將導(dǎo)致勵(lì)磁電流

隨之發(fā)生變化，使得輸出轉(zhuǎn)矩并非期望值，電機(jī)轉(zhuǎn)速也并非期望的實(shí)際轉(zhuǎn)速；在不滿足公式的情況下，必須通過速度檢測(cè)裝置將電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋給變頻器控制電路以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩電流

和勵(lì)磁電流

的矢量關(guān)系從而達(dá)到轉(zhuǎn)差頻率控制的目的。在這一過渡過程中，將造成電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的較大波動(dòng)。1616

而基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式其定常特性與轉(zhuǎn)差頻率控制方式一致，區(qū)別在于前者在控制定子電流

的幅值時(shí)同時(shí)控制定子電流

的相位，從而控制勵(lì)磁電流

的變化，使輸出轉(zhuǎn)矩迅速達(dá)到期望值。由下圖可以看出，矢量控制方式在輸出轉(zhuǎn)矩的特性方面有很大改善。

轉(zhuǎn)差頻率控制方式和矢量控制方式對(duì)比

(a)轉(zhuǎn)差頻率控制方式;(b)矢量控制方式

17而基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式其定常特性與2.4各種控制方式比較變頻器的控制方式可分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種方式。其中，U/f控制屬于開環(huán)控制，而轉(zhuǎn)差頻率控制和矢量控制則屬于閉環(huán)控制方式。1、U/f控制方式特點(diǎn)控制方式簡(jiǎn)單，能適合各種交流電動(dòng)機(jī)。調(diào)速范圍1∶10不能進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制。在急加減速過程中過流抑制能力小。2、轉(zhuǎn)差頻率控制的特點(diǎn)調(diào)速范圍1∶20除用于車輛調(diào)速時(shí)可控制轉(zhuǎn)矩外，一般不適合轉(zhuǎn)矩控制。在急加減速過程中過流抑制能力比U/f控制方式強(qiáng)。

182.4各種控制方式比較183、矢量控制的特點(diǎn)控制性能優(yōu)良，可與直流電機(jī)的電樞電流加勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)相媲美。調(diào)速范圍大，達(dá)到1∶100能適應(yīng)要求高速響應(yīng)的場(chǎng)合?？蛇M(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制。控制運(yùn)算中，必須存儲(chǔ)和頻繁地使用電動(dòng)機(jī)的參數(shù)。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

U/f控制方式的變頻器盡管不能給出令人滿意的控制性能，但在著眼于節(jié)能且對(duì)控制精度要求不高的應(yīng)用場(chǎng)合，卻有著良好的性價(jià)比。轉(zhuǎn)差頻率控制方式的變頻器采用了有速度反饋的閉環(huán)控制方式，其動(dòng)、靜態(tài)性能都優(yōu)于前者，可用于對(duì)速度和精度有較高要求的調(diào)速系統(tǒng)，但由于其控制性能不如矢量控制方式的變頻器，而二者在硬件電路的復(fù)雜程度上卻相差無幾，目前轉(zhuǎn)差頻率控制方式的變頻器基本上被矢量控制方式的變頻器所取代。193、矢量控制的特點(diǎn)19第三章變頻器各部分結(jié)構(gòu)

及其功能變頻器通常由主電路、控制電路、制動(dòng)電路及保護(hù)電路等構(gòu)成。其基本工作原理是：交流電源經(jīng)整流、濾波后變成直流電源，控制回路有規(guī)則地控制逆變器的導(dǎo)通和截止，使之向異步電動(dòng)機(jī)輸出電壓和頻率可變的電源，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。下圖系統(tǒng)是開環(huán)系統(tǒng)。對(duì)于響應(yīng)速度和精度要求更高的系統(tǒng)，則只能采用具有閉環(huán)結(jié)構(gòu)形式的變頻器，其基本結(jié)構(gòu)如下圖所示。這類變頻器需要從主回路及電機(jī)側(cè)檢測(cè)反饋信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算電路處理后去控制觸發(fā)電路。在矢量控制方式的變頻器中，由于需要進(jìn)行大量的運(yùn)算，其運(yùn)算電路中往往還有一個(gè)以DSP或ASIC或直接采用單片機(jī)構(gòu)成的轉(zhuǎn)矩計(jì)算單元以及磁通檢測(cè)和調(diào)節(jié)電路。20第三章變頻器各部分結(jié)構(gòu)

及其功能變頻器通常由閉環(huán)結(jié)構(gòu)形式的變頻器

下面以下圖所示電壓型通用變頻器內(nèi)部結(jié)構(gòu)為例說明其各部分的結(jié)構(gòu)和功能。2121

電壓型通用變頻器的內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)

22223.1變頻器主電路

給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)頻調(diào)壓電源的電力變換部分稱為主電路。如下圖所示，主電路由三部分組成：整流部分、濾波部分、逆變部分。一、整流電路

整流電路的主要作用是對(duì)電網(wǎng)的交流電源進(jìn)行整流后給逆變電路和控制電路提供所需要的直流電源。根據(jù)所用整流器件的不同，常見的整流電路主要有二極管整流、晶閘管整流、帶斬波器的二極管整流等幾種形式。1、二極管整流電路主要用于PWM變頻器，結(jié)構(gòu)如下圖所示。工頻電源經(jīng)二極管整流電路變換為直流電源，由于該電路不可控，且不具有開關(guān)功能，因此電功率的傳送不可逆，整流橋輸出的直流平均電壓值決定于輸入的交流電源電壓值。

233.1變頻器主電路23

二極管整流電路2、晶閘管整流電路晶閘管整流電路可以控制輸出的直流平均電壓，因此屬于可控型整流電路。按照晶閘管整流電路中電流是否可以正反方向均可流動(dòng)，晶閘管整流橋可分為單向型和可逆型晶閘管整流橋?？赡嫘驼鳂蛴捎诠β史较蚩赡?，可以進(jìn)行再生制動(dòng)運(yùn)行，此時(shí)整流橋也稱為變流器。兩種類型的晶閘管整流橋基本結(jié)構(gòu)如下圖所示。2424

(a)單向型晶閘管整流電路;(b)可逆型晶閘管整流電路3、帶斬波器的二極管整流電路主要用于小容量的電壓型PAM方式變頻器中，利用斬波器調(diào)制二極管整流輸出的恒幅電壓，以得到所需的直流平均電壓，如下圖所示。帶斬波器的二極管整流電路

2525二、濾波儲(chǔ)能電路整流后的直流電壓或電流含有頻率為電源頻率六倍的紋波，此外，逆變器也因?yàn)檩敵龊洼d頻等原因產(chǎn)生紋波電壓或電流，使得整流后的直流電壓或電流很不平滑。為了抑制這些波動(dòng)，通常采用平波電抗器或大容量的電容器來吸收這些脈動(dòng)電壓或電流。1、電壓型變頻器電壓型變頻器典型的一種主電路結(jié)構(gòu)形式如下圖所示。這種變頻器的特點(diǎn)是在直流側(cè)并聯(lián)了一個(gè)大濾波電容，用來存儲(chǔ)能量以緩沖直流回路與電動(dòng)機(jī)之間的無功功率傳輸。從直流輸出端看，電源因并聯(lián)大電容，其等效阻抗變得很小，大電容又使電源電壓穩(wěn)定，因此具有恒壓電源的特性。對(duì)負(fù)載電動(dòng)機(jī)而言，變頻器是一個(gè)交流電壓源，在不超過容量的情況下，可驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，具有不選擇負(fù)載的通用性，因而使用廣泛。通用變頻器大多是電壓型變頻器。但電壓型變頻器在深度控制時(shí)，電源側(cè)的功率因數(shù)低，同時(shí)因存在較大的濾波電容，動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢。而且當(dāng)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)處于再生發(fā)電狀26二、濾波儲(chǔ)能電路26態(tài)時(shí)，回饋到直流側(cè)的無功能量難于回到交流電網(wǎng)，只有采用可逆變流器，才能將再生能量回饋電網(wǎng)。2、電流型變頻器電流型變頻器的特點(diǎn)是在直流回路中串聯(lián)了一個(gè)大電感，用來限制電流的變化以吸收無功功率，如下圖所示。由于串入了大電感，故電源的內(nèi)阻很大，直流電流驅(qū)于平穩(wěn)，類似于恒流源。電流型變頻器的一個(gè)較突出的優(yōu)點(diǎn)是，無須在主回路中附加任何設(shè)備，就可將回饋到直流側(cè)的再生能量回饋到交流電網(wǎng)。這是因?yàn)檎骱湍孀儍刹糠值慕Y(jié)構(gòu)相似，無論變頻器工作在任何狀態(tài)下，濾波器上的電流方向不變，只要改變逆變器的控制角(>90o)，使逆變器上電壓極性反向，變?yōu)殡娫淳湍馨涯芰炕仞伒诫娋W(wǎng)。這種變頻器可用于頻繁急加減速的大容量電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)。

27態(tài)時(shí)，回饋到直流側(cè)的無功能量難于回到交流電網(wǎng)，只有采用可逆變

(a)電壓型變頻器主電路;(b)電流型變頻器主電路三、逆變電路逆變器是變頻器最主要的部分之一，其主要作用是在控制電路的驅(qū)動(dòng)下由功率開關(guān)將整流濾波后的直流電壓（電流）轉(zhuǎn)換為設(shè)定頻率的交流電壓（電流），2828逆變電路的輸出就是變頻器的輸出，直接用來實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制。下面簡(jiǎn)單介紹其工作原理和基本結(jié)構(gòu)。1、逆變器的工作原理下圖給出了一個(gè)等效PAM型三相逆變電路。在電路中，由六個(gè)開關(guān)組成一個(gè)三相橋式電路。交替通斷這六個(gè)開關(guān)，就可在輸出端得到相位上各相差120度（電氣角）的三相交流電源，其頻率由開關(guān)頻率決定，而線電壓幅值則等于直流電源的幅值，要改變此交流電源相序使電動(dòng)機(jī)反向運(yùn)行，只需改變各開關(guān)通斷順序即可。由于這些開關(guān)同時(shí)又起著改變電流方向的作用，所以又被稱為換流開關(guān)或換流器件。變頻調(diào)速時(shí)，往往需要同時(shí)調(diào)節(jié)輸出電壓和頻率，以控制電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩。對(duì)輸出電壓的調(diào)節(jié)主要有兩種方式：PAM方式和PWM方式。2、PAM方式

PAM控制是PulseAmplitudeModulation（脈沖振幅調(diào)制）控制的簡(jiǎn)稱，這種方式是在整流電路部分對(duì)輸出電壓（電流）幅值進(jìn)行控制，而在逆變電路部分對(duì)輸29逆變電路的輸出就是變頻器的輸出，直接用來實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速逆變電路基本工作原理

(a)正向旋轉(zhuǎn);(b)反向旋轉(zhuǎn)

3030出頻率進(jìn)行控制，其主電路如下圖所示。由于這類逆變電路換流器件的開關(guān)頻率就是變頻器的輸出頻率，因此是一種同步調(diào)速方式。由于逆變電路換流器件的開關(guān)頻率（簡(jiǎn)稱載波頻率）較低，這類變頻器調(diào)速驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)具有噪聲低、效率高的特點(diǎn)。但是，由于需同時(shí)對(duì)整流電路和逆變電路進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，其控制電路較復(fù)雜，而且電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)波動(dòng)較大，因而現(xiàn)在較少采用這種控制方式。

PAM控制變頻器基本結(jié)構(gòu)

31出頻率進(jìn)行控制，其主電路如下圖所示。由于這類逆變電路換流器件3、PWM方式

PWM控制是PulseWidthModulation（脈沖寬度調(diào)制）控制的簡(jiǎn)稱，是在逆變電路部分同時(shí)對(duì)輸出電壓（電流）的幅值和頻率進(jìn)行控制的方式。這種控制方式使逆變電路的開關(guān)器件以較高頻率通斷，并通過改變輸出脈沖的寬度來達(dá)到控制電壓（電流）的目的。

PWM控制變頻器基本結(jié)構(gòu)及正弦波PWM

323、PWM方式32為了使異步電動(dòng)機(jī)在調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠更加平滑，目前變頻器中多采用正弦波PWM控制方式，即通過改變PWM輸出的脈沖寬度，使輸出電壓的平均值接近于正弦波。這種方式也稱為SPWM控制方式。這類變頻器具有能降低高次諧波的不良影響，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小，控制電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，但當(dāng)載波頻率不合適時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪音；目前的實(shí)用變頻器都具有載波頻率用戶可調(diào)的功能，以克服這個(gè)缺點(diǎn)。上圖給出了這種變頻器的基本結(jié)構(gòu)和SPWM控制的波形示意圖。對(duì)于SPWM波形的生成和調(diào)制方式，這里不再贅述，任課老師可以根據(jù)需要選擇講述。必須要清楚的是PWM逆變器輸出交流電壓（電流）有效值大小和頻率是如何調(diào)節(jié)的。為了幫助同學(xué)們加深理解逆變電路工作原理，下面對(duì)部分常見的大功率開關(guān)器件通斷條件和它們各自對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求和保護(hù)方式作一些簡(jiǎn)單的介紹。33為了使異步電動(dòng)機(jī)在調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠更加平滑，目四、常見大功率開關(guān)元件大功率開關(guān)器件都屬于半導(dǎo)體器件，按照是否可以觸發(fā)關(guān)斷可以分為可自關(guān)斷和不可自關(guān)斷，按觸發(fā)通斷方式主要分為電流型和壓控型兩類，按載流子的種類可劃分為雙極型和單極性兩種。下面分別介紹。（一）晶閘管（可控硅、SCR）1、SCR的特性SCR的三個(gè)引腳：陽(yáng)極A、陰極K、門極G導(dǎo)通條件：陽(yáng)極加正向電壓，門極加正向觸發(fā)電流，陽(yáng)極正向電壓應(yīng)小于轉(zhuǎn)折電壓；門極觸發(fā)信號(hào)電壓、電流、功率幅值有限值，否則門極過熱。關(guān)斷條件：門極電流為零，陽(yáng)極通態(tài)電流小于維持電流；陽(yáng)極加反向電壓。屬于電流型不可自關(guān)斷器件；受開通和關(guān)斷時(shí)間限制，開關(guān)頻率較低，否則開關(guān)損耗過大。34四、常見大功率開關(guān)元件3435352、SCR的保護(hù)

SCR承受過流和過壓能力較差，短時(shí)間的過流、過壓就容易使器件損壞。但為了充分發(fā)揮器件應(yīng)有的過載能力，則必須設(shè)置保護(hù)措施以保證裝置運(yùn)行的可靠性。⑴晶閘管的過電流保護(hù)晶閘管過流主要原因：電網(wǎng)電壓波動(dòng)過大，電動(dòng)機(jī)過載，裝置中開關(guān)管誤導(dǎo)通以及同一橋臂上管子擊穿引起電源短路等。由于晶閘管過流能力很差，故必須在極短時(shí)間內(nèi)切除電源或把電流值降下來。常見的過流保護(hù)有以下幾種：快速熔斷器保護(hù)?？焖偃蹟嗥鲗Ｓ糜诒Ｗo(hù)大功率電力電子器件，與普通熔斷器相比，在通常的短路過電流時(shí)，熔斷時(shí)間小于20ms，能保證在晶閘管損壞之前，快速切斷短路故障。在電路中，往往每個(gè)SCR器件直接串聯(lián)一個(gè)快熔，與其他方式相比，快熔是最直接可靠的保護(hù)手段，但因價(jià)格較貴，通常作為最后手段。362、SCR的保護(hù)36過電流繼電器保護(hù)。利用電流互感器隔離檢測(cè)主電路直流側(cè)或交流側(cè)電流，當(dāng)發(fā)生過電流故障時(shí)過流繼電器動(dòng)作，斷開交流電源。由于過電流繼電器動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)（數(shù)百毫秒），故只能對(duì)機(jī)械過載和小短路起保護(hù)作用。過電流繼電器保護(hù)電路37過電流繼電器保護(hù)。利用電流互感器隔離檢測(cè)主電路直流側(cè)或交流側(cè)反饋控制過電流保護(hù)。利用電流互感器檢測(cè)主電路電流，在出現(xiàn)異常時(shí)，測(cè)得的信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)送入電壓比較器，與預(yù)置的過電流整定值進(jìn)行比較，超過則關(guān)閉控制電路中的控制門電路，改變觸發(fā)電路的工作模式，迅速降低相應(yīng)電流。之所以不直接關(guān)斷開關(guān)器件，是為了讓線路中的電抗器等釋放儲(chǔ)存的能量。

用反饋控制作過電流保護(hù)的電路38反饋控制過電流保護(hù)。利用電流互感器檢測(cè)主電路電流，在出現(xiàn)異常⑵電壓與電流上升率的限制在晶閘管關(guān)斷時(shí)，如電壓上升率過大，則其PN結(jié)等效電容的充電電流過大，在流經(jīng)門極達(dá)到陰極時(shí)相當(dāng)于觸發(fā)電流，從而導(dǎo)致晶閘管誤導(dǎo)通引起短路，燒毀快熔或晶閘管。因此對(duì)電壓上升率du/dt要有一定的限制。限制措施主要有：在交流電源輸入端串接空心小電感，與交流側(cè)阻容吸收電路構(gòu)成濾波電路，用來限制du/dt過大。進(jìn)線串L限制電壓上升率39⑵電壓與電流上升率的限制39每個(gè)橋臂串接空心小電感或在橋臂上套入磁環(huán)，電感量約為20~30μH。晶閘管在導(dǎo)通瞬間，如果陽(yáng)極電流上升率（di/dt）過大，雖然電流未超過器件的額定值，但由于在管芯內(nèi)部PN結(jié)面未完全開通，會(huì)導(dǎo)致部分已開通的結(jié)面電流密度過大，因過熱而燒焦。因此必須要限制di/dt。其限制措施與限制電壓上升率相同。但需要指出的是，在大容量和高頻逆變電路中通常采用的是在橋臂上套鐵氧磁環(huán)的辦法，避免了串空心小電感延長(zhǎng)換相時(shí)間的弊病。⑶晶閘管的過電壓保護(hù)：晶閘管過電壓分為幾種情況，采取的措施也不相同：自感電動(dòng)勢(shì)引起的過壓。由于在電路中存在各類電感（如變壓器漏抗），在管子突然關(guān)斷瞬間，產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)尖峰反向加在管子兩端，極易導(dǎo)致其反向擊穿。常用的保護(hù)措施是在晶閘管兩端并聯(lián)RC阻容吸收元件，利用電容兩端電壓不能瞬時(shí)突變的特性，吸收尖峰過電壓。串電阻的作用：①在電路中存在L情況下，對(duì)LC串聯(lián)電路可能出現(xiàn)的諧振起到阻尼作用，避免諧振電壓擊穿管子；②在晶閘40每個(gè)橋臂串接空心小電感或在橋臂上套入磁環(huán)，電感量約為20~3管承受正向電壓尚未導(dǎo)通時(shí)，電容已充電至正向電壓，在管子觸發(fā)導(dǎo)通瞬間，電容迅速經(jīng)管子放電，形成放電尖峰電流，不僅增加管子開通損耗，而且使管子電流上升率過大，極易損壞管子。串聯(lián)電阻后可限制這個(gè)電流。在并接RC元件時(shí)要注意接線要盡量短。阻容吸收抑制關(guān)斷過電壓交流側(cè)操作過電壓。在接通、斷開交流側(cè)電源時(shí)由于暫態(tài)過程引起瞬時(shí)尖峰過電壓串入變頻裝置。抑制的有效辦法是并聯(lián)阻容吸收電路。交流側(cè)浪涌過電壓。發(fā)生雷擊或電網(wǎng)上串入的高壓干擾引起的晶閘管過壓，稱為浪涌過壓。通常浪涌過壓作用時(shí)間長(zhǎng)、能量大，無法用阻容吸收電路抑制，只能采用壓敏電阻或硒堆元件并配合進(jìn)線電源斷路器跳閘來實(shí)現(xiàn)浪涌過壓保護(hù)。41管承受正向電壓尚未導(dǎo)通時(shí)，電容已充電至正向電壓，在管子觸發(fā)導(dǎo)交流側(cè)阻容吸收幾種接法壓敏電阻的接法

a)單相聯(lián)結(jié)b)三相星形聯(lián)結(jié)a)單相聯(lián)結(jié)b)三相星形聯(lián)結(jié)

c)三相△聯(lián)結(jié)d)三相整流聯(lián)結(jié)c)三相△聯(lián)結(jié)4242（二）門極關(guān)斷晶閘管（GTO）與普通晶閘管相比，屬于“全控型器件”或“自關(guān)斷器件”，既可控制器件的開通，也可控制器件的關(guān)斷。GTO的特性：導(dǎo)通條件：在門極和陰極之間加正向電壓，即G(+)，K(-)，GTO導(dǎo)通；關(guān)斷條件：在門極和陰極之間加反向電壓，即G(-)，K(+)，GTO關(guān)斷；GTO的陽(yáng)極電流限制有兩個(gè)：一是發(fā)熱限制，即額定工作結(jié)溫限制。二是利用門極負(fù)電流脈沖能關(guān)斷的最大陽(yáng)極電流的限制，這是由GTO的臨界飽和導(dǎo)通條件所限制的；陽(yáng)極電流過大，GTO會(huì)處于深度飽和狀態(tài)，可導(dǎo)致門極關(guān)斷失敗。所以GTO通常以最大門極關(guān)斷陽(yáng)極電流作為其標(biāo)稱電流，與SCR有所不同。43（二）門極關(guān)斷晶閘管（GTO）43門極關(guān)斷晶閘管（三）大功率晶體管（GTR）雙極型硅晶體管有PNP和NPN兩種結(jié)構(gòu)，GTR多采用NPN結(jié)構(gòu)，通常連接成共發(fā)射極電路。GTR和小功率晶體管一樣，也有飽和、截止、放大三個(gè)工作區(qū)，對(duì)應(yīng)通態(tài)、斷態(tài)和線性放大區(qū)域，在變頻器中，GTR作為功率開關(guān)，只允許其工作在開（飽和導(dǎo)通）、關(guān)（截止）兩種狀態(tài)。1、GTR特性導(dǎo)通條件：基極提供正向電流，并在導(dǎo)通期間不得撤除；關(guān)斷條件：撤除基極正向電流。為了加快關(guān)斷時(shí)間，可提供適當(dāng)?shù)姆聪蚧鶚O電流44442、對(duì)基極驅(qū)動(dòng)電路的要求

GTR理想的基極驅(qū)動(dòng)電流波形如下圖所示，對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求是：GTR開通時(shí)要采用強(qiáng)驅(qū)動(dòng)，基極電流前沿要陡，并應(yīng)有一定的過飽和驅(qū)動(dòng)電流（），以縮短開通時(shí)間，減小開通損耗。過飽和系數(shù)一般為1.5~2。GTR導(dǎo)通后應(yīng)相對(duì)減小驅(qū)動(dòng)電流（），維持器件處于臨界飽和狀態(tài)，以降低驅(qū)動(dòng)功率，減少存儲(chǔ)時(shí)間。GTR關(guān)斷時(shí)要提供較大的反向基極電流（），以迅速抽取基區(qū)的剩余載流子，加快關(guān)斷時(shí)間。反向驅(qū)動(dòng)系數(shù)一般為1~2。GTR關(guān)斷期間要維持一定的反向偏置電壓以保證可靠關(guān)斷，在GTR開通前，反偏電壓應(yīng)降為零。驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)采取隔離措施，以防止主電路和控制電路相互干擾。為防止GTR進(jìn)入線性放大區(qū)域，應(yīng)設(shè)置自動(dòng)保護(hù)電路。452、對(duì)基極驅(qū)動(dòng)電路的要求45

GTR理想的基極驅(qū)動(dòng)電流波形目前在變頻器中，GTR驅(qū)動(dòng)電路通常采用集成模塊化的驅(qū)動(dòng)電路，最常見的驅(qū)動(dòng)模塊有EXB35N系列和UAA4002等，其各引腳功能及工作方式這里不再贅述，可參考相應(yīng)資料。3、GTR的保護(hù)電路由于GTR的開關(guān)頻率較高，因此采用快熔保護(hù)無效，通常采用緩沖電路，主要有RC緩沖電路、充放電型R-C-VD緩沖電路和阻止放電型R-C-VD緩沖電路三類。如下圖所示。4646

GTR的緩沖電路

a)RC緩沖電路b)充放電型R-C-VD緩沖電路

c)阻止放電型R-C-VD緩沖電路

RC緩沖電路較簡(jiǎn)單，只適用于小容量GTR（電流10A以下），對(duì)關(guān)斷時(shí)集-射極間電壓上升有抑制作用；充放電型R-C-VD緩沖電路增加了緩沖二極管VD2，可用于大容量的GTR，但其中電阻較大，不適合于高頻開關(guān)電路；阻止放電型R-C-VD緩沖電路，由于管子導(dǎo)通時(shí)放電回路串接了負(fù)載，因此適用于大容量和高頻開關(guān)電路，最大優(yōu)點(diǎn)是緩沖損耗小。此外，通常在裝置中設(shè)置了過電流檢測(cè)環(huán)節(jié)，一旦出現(xiàn)過流故障，則直接封鎖GTR的控制脈沖，使其及時(shí)關(guān)斷。從上圖中可以看出，對(duì)于電感性負(fù)載，通常并聯(lián)續(xù)流二極管，在GTR關(guān)斷時(shí)，以釋放感性負(fù)載中儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能。4747（四）功率MOSFET

功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管是壓控型器件，其控制信號(hào)是電壓而非電流。功率MOS-FET基本做成N溝道增強(qiáng)型，其載流子為單一電子，因此MOSFET又稱為單極型晶體管。功率MOSFET符號(hào)

a)N型溝道b)P型溝道c)等效電路1、功率MOSFET的特性（N溝道增強(qiáng)型）MOSFET的三個(gè)引腳：源極S、漏極D、柵極G輸出特性：從其輸出特性曲線可以看出，功率MOSFET輸入控制信號(hào)是電壓而非電流；通態(tài)電阻比GTR大，因此帶負(fù)載容量相對(duì)較小；在飽和區(qū)是更好的恒流源，比GTR更適合工作在開關(guān)狀態(tài)。48（四）功率MOSFET48轉(zhuǎn)移特性：在漏源電壓一定的情況下，當(dāng)功率MOSFET充分導(dǎo)通時(shí)，柵源控制電壓很高，但電壓的變化不會(huì)影響漏極電流。開關(guān)特性：功率MOSFET是多數(shù)載流子器件，沒有與關(guān)斷時(shí)間相聯(lián)系的存儲(chǔ)時(shí)間，其開通、關(guān)斷只和結(jié)電容的充放電有關(guān)，因此其開關(guān)速度很快，為幾微妙~幾十微妙，開關(guān)頻率可達(dá)500kHz以上。其驅(qū)動(dòng)電路主要用于驅(qū)動(dòng)?xùn)旁撮g結(jié)電容，因此其開關(guān)時(shí)間大小與驅(qū)動(dòng)電路的輸出阻抗即驅(qū)動(dòng)回路的充放電時(shí)間常數(shù)有很大關(guān)系。綜上所述，功率MOSFET有兩個(gè)特點(diǎn)：一是驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)功率??；二是開關(guān)速度快，工作頻率高。2、功率MOSFET的保護(hù)技術(shù)柵源過電壓保護(hù)：過高的柵源電壓將擊穿柵源氧化層，造成永久性損壞。解決辦法一是盡量降低柵極驅(qū)動(dòng)電路輸出阻抗，以限制柵源電壓在額定值以下，并且使得柵極上的瞬態(tài)電壓不會(huì)發(fā)生寄生開通；二是在柵源間并接一個(gè)穩(wěn)壓二極管，49轉(zhuǎn)移特性：在漏源電壓一定的情況下，當(dāng)功率MOSFET充分導(dǎo)通以對(duì)柵源電壓起到鉗位作用。功率MOSFET柵源電壓不許超過20V，穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值一般選擇為15V。漏源過電壓保護(hù)：盡管通常感性負(fù)載都做了鉗位措施，但由于線路中始終存在雜散電感，因此，在器件關(guān)斷時(shí)，產(chǎn)生的尖峰自感電動(dòng)勢(shì)會(huì)加在器件上形成過壓而擊穿器件，開關(guān)頻率越高，尖峰電壓越大。解決的辦法，一是仔細(xì)布局線路，盡量減小雜散電感；二是在靠近MOSFET的漏源兩端加鉗位穩(wěn)壓二極管。

用柵源鉗位穩(wěn)壓管限制瞬態(tài)過電壓50以對(duì)柵源電壓起到鉗位作用。功率MOSFET柵源電壓不許超過2功率MOSFET的過電流保護(hù)：過電流是MOSFET最容易發(fā)生的故障，通常不允許長(zhǎng)期工作在連續(xù)電流額定值，而應(yīng)留有一定裕量。當(dāng)漏極電流等于或大于連續(xù)電流額定值，應(yīng)關(guān)斷MOSFET，防止過流發(fā)生。下圖是一種過電流保護(hù)電路。過電流保護(hù)電路上圖中VF1的漏極電流流過電流檢測(cè)電阻RS，當(dāng)電阻兩端的電壓達(dá)到越0.6V時(shí)，V3導(dǎo)通，V1和V2互鎖導(dǎo)通，VF1的柵極電荷迅速通過V2放掉并關(guān)斷，從而把漏極電流降至零。這種電路的優(yōu)點(diǎn)是消除了擴(kuò)展延時(shí)，動(dòng)作非?？?。51功率MOSFET的過電流保護(hù)：過電流是MOSFET最容易發(fā)生過熱保護(hù)。MOSFET總功耗包括開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗兩部分。開關(guān)損耗與溫度無關(guān)，而導(dǎo)通損耗卻隨溫度升高通態(tài)電阻增大而增加。MOSFET的結(jié)溫不得大于額定結(jié)溫150℃，解決辦法一是加裝足夠大的散熱器；二是檢測(cè)結(jié)溫，其原理是利用通態(tài)電阻隨溫度升高而增大的性質(zhì)，在漏極電流一定的條件下，管壓降與通態(tài)電阻成正比，因此檢測(cè)管壓降即可檢測(cè)到結(jié)溫。靜電保護(hù)。MOSFET的輸入電容很容易吸收靜電荷，一旦靜電荷累積過多，使柵源極間電壓超過允許值，則會(huì)擊穿柵源極，損毀器件。因此需要注意：1）功率MOSFET要存放在防靜電袋子或?qū)щ娕菽芰蟽?nèi)，取用時(shí)要帶可靠接地的防靜電手腕帶；用手拿MOSFET時(shí)，不得觸摸管腳。2）工作臺(tái)要采用接地的桌子和地板墊。3）焊接時(shí)，電烙鐵要可靠接地。52過熱保護(hù)。MOSFET總功耗包括開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗兩部分。開（五）絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）

IGBT器件綜合了MOSFET和GTR的優(yōu)點(diǎn)。IGBT柵極輸入阻抗高，是壓控型器件，同時(shí)，其輸出特性中通態(tài)電阻小，飽和壓降，與GTR相同。目前IGBT的容量已超過GTR的水平，而且它的驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，保護(hù)容易，不用緩沖電路，開關(guān)頻率高，可達(dá)到30~40kHz。

b)簡(jiǎn)化等效電路c)電路符號(hào)d)等效電路1、IGBT的特性IGBT的三個(gè)引腳：柵極G，集電極C，發(fā)射極E。通斷條件：IGBT的通斷由柵極電壓控制，當(dāng)柵極上加正電壓并維持，IGBT導(dǎo)通；當(dāng)柵極上電壓為零或加負(fù)壓時(shí)，IGBT關(guān)斷。53（五）絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）53IGBT的輸出特性：其輸出特性和GTR一樣，也有截止區(qū)、飽和區(qū)、放大區(qū)，飽和壓降較低。IGBT的轉(zhuǎn)移特性：與VDMOS相近，在導(dǎo)通后的大部分漏極電流范圍內(nèi)，Ic與UGE成線性關(guān)系。IGBT的伏安特性：若UGE不變，則通態(tài)壓降UCE將隨漏極電流增大而升高；若UGE增加，則通態(tài)電壓下降，導(dǎo)通損耗降低。一般UGE不允許超過20V。IGBT的過電流時(shí)間只有幾微妙，因此過流能力很差，必須有良好的過流保護(hù)電路，通常利用檢測(cè)通態(tài)電壓UCE來作為是否過電流的判別信號(hào)。2、對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求：與MOSFET一樣，要求驅(qū)動(dòng)電路輸出阻抗越小越好，以保證足夠小的放電時(shí)間常數(shù)。這也要求驅(qū)動(dòng)電路與IGBT的連線越短越好。驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)阻足夠小，在對(duì)IGBT輸入電容充放電時(shí)，能保證柵極控制電壓有足夠陡的前后沿，降低開關(guān)損耗；IGBT導(dǎo)通后，驅(qū)動(dòng)電路能提供足夠的功率，保54IGBT的輸出特性：其輸出特性和GTR一樣，也有截止區(qū)、飽和證IGBT不會(huì)退出飽和區(qū)進(jìn)入放大區(qū)而損壞。驅(qū)動(dòng)電路能提供幾十千赫的脈沖信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電平通常在12~15V。提高驅(qū)動(dòng)電平，雖然可以提高承受的過電流數(shù)值，但承受過電流的時(shí)間將大為縮短；降低驅(qū)動(dòng)電平，雖然提升了承受過電流時(shí)間，但承受的過電流數(shù)值將大大減小。為加快關(guān)斷過程，可在柵極上加負(fù)偏壓，但受G、E間的最大反向耐壓限制，一般取-10~-1V。對(duì)于大電感負(fù)載，IGBT開關(guān)時(shí)間不能太短，以限制過大的di/dt引起的尖峰電壓，確保IGBT的安全。IGBT多用于高壓場(chǎng)所，因此其驅(qū)動(dòng)電路與控制電路應(yīng)在電氣上嚴(yán)格隔離。IGBT的柵極驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)簡(jiǎn)單實(shí)用，自身帶有對(duì)IGBT的保護(hù)功能，有較強(qiáng)的抗干擾能力。IGBT的驅(qū)動(dòng)電路在短路保護(hù)過程中有個(gè)軟關(guān)斷的概念。具體見相關(guān)資料。55證IGBT不會(huì)退出飽和區(qū)進(jìn)入放大區(qū)而損壞。55目前IGBT采用了集成化驅(qū)動(dòng)模塊，如EXB8x系列（EXB840、EXB850等），另外HL402是IGBT的一種厚膜驅(qū)動(dòng)器，這里就不一一講述，可以自行查閱資料。3、IGBT的保護(hù)措施關(guān)斷過電壓保護(hù)。由于線路中雜散電感的作用，IGBT關(guān)斷時(shí)電流的急劇變化形成尖峰過壓。通常采用放電阻止型緩沖器吸收尖峰過壓。IGBT的過電流保護(hù)。IGBT形成過電流的原因較復(fù)雜，如VVVF變頻器所帶電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)電流突變或因?yàn)樵肼暩蓴_引起同一橋臂器件同時(shí)開通等等，不同情況形成的過電流大小不同，IGBT能承受的時(shí)間也不同。但在出現(xiàn)過電流時(shí)如關(guān)斷速度過快，會(huì)導(dǎo)致集-射極間瞬態(tài)電壓超出安全區(qū)范圍而損壞器件。因此應(yīng)采用較低的速度關(guān)斷IGBT，可以在這種情況下適當(dāng)提高柵極驅(qū)動(dòng)回路的放電時(shí)間常數(shù)，以實(shí)現(xiàn)所謂軟關(guān)斷。56目前IGBT采用了集成化驅(qū)動(dòng)模塊，如EXB8x系列（EXB83.2變頻器的控制電路為主電路提供所需驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電路稱為變頻器的控制電路。其主要作用是根據(jù)事先確定的變頻器控制方式產(chǎn)生進(jìn)行U/f或電流控制時(shí)所需的各種驅(qū)動(dòng)極信號(hào)，同時(shí)，還應(yīng)能對(duì)電壓、電流和電動(dòng)機(jī)速度進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)，為變頻器和電動(dòng)機(jī)提供保護(hù)，并具有對(duì)外接口等。通常控制電路由主控板、檢測(cè)保護(hù)電路、頻率給定和控制指令輸入接口、信號(hào)輸出接口、人機(jī)交互界面、遠(yuǎn)程通信接口及電源板等組成。由于變頻器控制電路非常復(fù)雜，因此本節(jié)不介紹其電路結(jié)構(gòu)，僅僅對(duì)其特點(diǎn)作簡(jiǎn)單介紹。（一）主控板1、主控板的功能主控板是變頻器運(yùn)行的控制中心，通常由一個(gè)模擬或數(shù)字控制器加上其他周邊電路組成，其主要功能如下：①接受各種信號(hào)：包括從鍵盤輸入的各種信號(hào)、從外接控制電路輸入的各種信號(hào)573.2變頻器的控制電路57以及內(nèi)部的采樣信號(hào)（如主電路電壓、電流信號(hào)，各部分溫度采樣信號(hào)，各開關(guān)器件工作狀態(tài)的采樣信號(hào)等）；②完成SPWM調(diào)制：將接受的各種信號(hào)進(jìn)行判斷和綜合運(yùn)算，產(chǎn)生SPWM調(diào)制信號(hào)并分配給各開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)電路；③輸出顯示信號(hào)：向顯示板和顯示屏輸出各種顯示信號(hào)；④發(fā)出保護(hù)指令：主控板根據(jù)采樣信號(hào)一旦發(fā)現(xiàn)異常工況，立即對(duì)變頻器發(fā)出保護(hù)指令；⑤為外接電路提供控制信號(hào)：如正常運(yùn)行信號(hào)、頻率到達(dá)信號(hào)、故障信號(hào)等。2、主控板的構(gòu)成主控板通常由高性能的數(shù)字控制器、開關(guān)器件專用驅(qū)動(dòng)器、各類接口電路和保護(hù)電路組成。①數(shù)字控制器。單片機(jī)、變頻器專用集成控制芯片、DSP芯片或是FPGA/CPLD器件均可構(gòu)58以及內(nèi)部的采樣信號(hào)（如主電路電壓、電流信號(hào)，各部分溫度采樣信成數(shù)字控制器。②驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)電路指的是功率器件的門極或基極驅(qū)動(dòng)電路，如IGBT的專用具有保護(hù)功能的智能驅(qū)動(dòng)器CWK-1、CWK-2，日本富士公司開發(fā)的帶保護(hù)功能的EXB系列驅(qū)動(dòng)模塊，帶保護(hù)功能的GTR驅(qū)動(dòng)模塊UAA4002等。它們具有以下特征：為了快速關(guān)斷GTR、IGBT或MOSFET，需設(shè)置施加反向電壓（電流）的回路；晶閘管不具有自我關(guān)斷能力，其門極驅(qū)動(dòng)電路相對(duì)簡(jiǎn)單；GTO需為門極提供反向電流才能關(guān)斷，因此驅(qū)動(dòng)電路較為復(fù)雜。③信號(hào)檢測(cè)及保護(hù)電路檢測(cè)電路的作用是將電動(dòng)機(jī)或變頻器的狀態(tài)反饋給數(shù)字控制器，經(jīng)處理后為各部分電路提供所需的控制信號(hào)和保護(hù)信號(hào)。電壓、電流信號(hào)的檢測(cè)器件主要是霍爾元件，轉(zhuǎn)速檢測(cè)多采用光碼盤或磁碼盤；溫度檢測(cè)包括電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻溫度和變頻器本身散熱片異常溫升檢測(cè)，前者通常采用熱敏電阻，而后者采用雙金屬片式熱傳感器檢測(cè)。59成數(shù)字控制器。59保護(hù)電路的主要作用是由數(shù)字控制器對(duì)檢測(cè)電路得到的各種信號(hào)進(jìn)行算法處理，以判斷變頻器本身或系統(tǒng)是否出現(xiàn)了異常，以便進(jìn)行各種必要的處理，包括停止變頻器的輸出，以對(duì)變頻器各系統(tǒng)提供保護(hù)。（二）人機(jī)交互界面通用變頻器的人機(jī)交互是在由數(shù)字操作面板（鍵盤和顯示）上來實(shí)現(xiàn)的。通過數(shù)字操作面板進(jìn)行各種設(shè)定并配合外部控制端子的不同連線方式來完成不同控制功能。用戶可以利用數(shù)字操作器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行各種運(yùn)行、停止的操作，監(jiān)測(cè)變頻器的運(yùn)行狀態(tài)，顯示故障內(nèi)容及發(fā)生順序以及根據(jù)生產(chǎn)工藝的需要進(jìn)行各種參數(shù)的設(shè)定等。1、如下圖所示，一般鍵盤應(yīng)配置以下按鍵：①模式轉(zhuǎn)換鍵?；竟ぷ髂Ｊ接校哼\(yùn)行和顯示、編程模式等。模式轉(zhuǎn)換鍵用來切換工作模式。常見符號(hào)有MOD、PRG、FUNC等。60保護(hù)電路的主要作用是由數(shù)字控制器對(duì)檢測(cè)電路得到的各種②數(shù)據(jù)增減鍵。用于改變數(shù)據(jù)大小。常見符號(hào)有：△、▽、↑、↓等。通用變頻器的外形結(jié)構(gòu)示意圖常見的鍵盤配置61②數(shù)據(jù)增減鍵。用于改變數(shù)據(jù)大小。常見符號(hào)有：△、▽、↑、↓③讀出、寫入鍵。在編程模式下用于讀出原數(shù)據(jù)或?qū)懭胄聰?shù)據(jù)。常見符號(hào)有SET、READ、WRITE、DATA、ENTER等。④運(yùn)行鍵。在運(yùn)行模式下進(jìn)行運(yùn)行操作。如RUN、FWD（正轉(zhuǎn)）、REV（反轉(zhuǎn)）、STOP（停止）、JOG（點(diǎn)動(dòng)）等。⑤復(fù)位鍵。變頻器故障修復(fù)后，必須先按復(fù)位鍵才能正常工作。符號(hào)為RESET或RST。2、顯示屏有發(fā)光二極管（LED）和液晶（LCD）兩種顯示屏，用來顯示運(yùn)行數(shù)據(jù)、功能碼、故障代碼和數(shù)據(jù)單位等。以施耐德Altivar31系列變頻器為例，下圖標(biāo)明了鍵盤和顯示的相關(guān)內(nèi)容。62③讀出、寫入鍵。在編程模式下用于讀出原數(shù)據(jù)或?qū)懭胄聰?shù)據(jù)。常見施耐德Altivar31系列63施耐德Altivar31系列63施耐德ATV31●●●●●●A系列（面板帶給定電位器和控制按鍵）64施耐德ATV31●●●●●●A系列（面板帶給定電位器和控制按3.3制動(dòng)電路（一）制動(dòng)電路的作用在異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速中，電動(dòng)機(jī)減速可以通過降低變頻器輸出頻率從而減小同步轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)；在減速過程中，由于同步轉(zhuǎn)速低于實(shí)際轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)變成了發(fā)電機(jī)，機(jī)械能量回饋給電動(dòng)機(jī)，并在電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生制動(dòng)力矩。對(duì)于電流型變頻器而言，在制動(dòng)時(shí)，電能將按照異步電動(dòng)機(jī)—變頻器—工頻電源方向流動(dòng)，只要適當(dāng)控制可直接將電能回饋給電源，無須專門設(shè)置制動(dòng)電路。而對(duì)于電壓型變頻器，由于回饋能量會(huì)給主電路整流濾波電容反充電，使其電壓上升，當(dāng)電容電壓過高時(shí)，則有可能燒毀功率器件，因此必須設(shè)置制動(dòng)電路。（二）制動(dòng)電路工作原理以中小容量電壓型變頻器為例，下圖給出了制動(dòng)電路原理圖。工作原理如下：當(dāng)檢測(cè)到直流電壓Ed超過規(guī)定的電壓上限時(shí)，晶體管開通，并以IR=Ed/R的放電電流放電，而當(dāng)檢測(cè)到直流電壓Ed達(dá)到事先設(shè)定的某一電壓下限時(shí)，則晶體管653.3制動(dòng)電路65關(guān)斷，電容重新進(jìn)入充電過程，從而限制直流電壓的上升。其中，制動(dòng)電阻R的大小決定了變頻器的制動(dòng)能力，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)需要正確選擇。66關(guān)斷，電容重新進(jìn)入充電過程，從而限制直流電壓的上升。其中，制以施耐德Altivar31系列為例，其制動(dòng)模式有多種，分為機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)兩大類。其中機(jī)械制動(dòng)主要適用于起重設(shè)備控制，需額外采用電磁離合器，電磁離合器的通斷電由變頻器的邏輯控制信號(hào)輸出端控制，在參數(shù)設(shè)定中需要考慮的是在提升重物時(shí)，松開離合器前應(yīng)有足夠的電磁轉(zhuǎn)矩。而電氣制動(dòng)通常有正常停車、自由停車、斜坡停車、緊急停車、直流注入停車幾種模式可供選擇，在其參數(shù)設(shè)定中不僅可以設(shè)定停車時(shí)間的快慢，同時(shí)還需定義停車指令發(fā)出的方式（如外部邏輯輸入控制端子、遠(yuǎn)程終端指令或現(xiàn)場(chǎng)總線功能代碼）。67以施耐德Altivar31系列為例，其制動(dòng)模式3.4變頻器的外部聯(lián)接端子變頻器的外部聯(lián)接端子分為動(dòng)力端子（主回路端子）和控制端子兩類，下面以施耐德Altivar31系列位列分別進(jìn)行介紹。（一）動(dòng)力端子（主回路端子）及其連線1、動(dòng)力端子的布置圖不同規(guī)格的變頻器動(dòng)力端子位置略有差異，但端子類型都大致相同。683.4變頻器的外部聯(lián)接端子682、動(dòng)力端子的功能R(L1)、S(L2)、T(L3)為交流電源輸入端。U(T1)、V(T2)、W(T3)為變頻器到電機(jī)的輸出端。692、動(dòng)力端子的功能69PO、PA/+這兩個(gè)端子用于連接改善功率因數(shù)的DC電抗器選件。當(dāng)不用DC電抗器時(shí)，PO、PA/+之間必須牢固連接。PA/+、用于連接外部制動(dòng)電阻以實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)。PB、PC/-用于連接制動(dòng)單元以實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)。3、主電路接線注意事項(xiàng)：①輸入側(cè)的接線。如圖所示，在電源側(cè)和變頻器之間通常應(yīng)接入斷路器和接觸器。使用接觸器便于控制，并當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí)能迅速切斷變頻器電源，但通常不用接觸器而是用外部控制端子頻繁起停電機(jī)，以避免濾波電容過早老化；使用斷路器可以在安裝或修理變頻器時(shí)起到隔離電源的作用。70PO、PA/+這兩個(gè)端子用于連接改善功率因數(shù)的DC電抗器選件②輸出側(cè)的接線。大多數(shù)情況下，變頻器的輸出側(cè)應(yīng)直接接至電動(dòng)機(jī)。輸出側(cè)接線時(shí)，有如下注意事項(xiàng)：1）在變頻器和電動(dòng)機(jī)之間一般不允許接入接觸器，以避免電動(dòng)機(jī)在較高頻率下突然直接啟動(dòng)，引起過電流。如必須接入接觸器，應(yīng)確保先接通接觸器再開始升速；2）由于變頻器本身具有電子熱保護(hù)功能，通?？梢圆挥脽崂^電器；但當(dāng)用一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，仍以接入熱繼電器為宜；3）輸出側(cè)禁止接電容器：不允許采用電容器濾波，也不允許接電容式單相電動(dòng)機(jī)。③變頻器與工頻電源之間的切換問題。由于某些生產(chǎn)機(jī)械在工作時(shí)不允許停機(jī)，當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí)，就必須將電動(dòng)機(jī)切換到工頻電源上以保證繼續(xù)運(yùn)行。其切換電路如下圖所示，切換時(shí)必須先斷開KM2使電動(dòng)機(jī)與變頻器脫開，再接通KM3連接到工頻電源，以避免變頻器的輸出端與工頻電源直接相聯(lián)接。71②輸出側(cè)的接線。71（二）控制端子控制端子主要有四類：頻率給定端子、邏輯輸入控制端子、信號(hào)輸出端子、遠(yuǎn)程通信接口。

1、控制端子布置圖72722、控制端子出廠設(shè)定的連線圖和特性功能R1A、R1B、R1C是故障報(bào)警繼電器的輸出觸點(diǎn)；R2A、R2C是可編程繼電器的輸出觸點(diǎn)。LI1~LI6是邏輯量輸入控制端子，+24V是邏輯量輸入的電源。732、控制端子出廠設(shè)定的連線圖和特性功能73AI1是外接電位器頻率給定，+10V是外接電位器的供電電源。AI2是0±10V雙極性直流模擬電壓輸入端，+或-極性會(huì)影響設(shè)定點(diǎn)的方向，繼而影響運(yùn)轉(zhuǎn)方向。此端子既可作為直接頻率給定，也可作為構(gòu)成PI調(diào)節(jié)閉環(huán)控制系統(tǒng)中的電壓反饋量輸入端。AI3是X~YmA模擬電流輸入端，X和Y可在0~20mA范圍內(nèi)編程。此端子既可作為直接頻率給定，也可作為構(gòu)成PI調(diào)節(jié)閉環(huán)控制系統(tǒng)中的電流反饋量輸入端。AOV端：模擬電壓輸出端，輸出模擬電壓0~10VAOC端：模擬電流輸出端，輸出模擬電流X~YmA，X和Y可在0~20mA范圍內(nèi)編程。COM端：模擬I/O公共端。頻率給定方式、各個(gè)控制端子的具體功能均可在變頻器的參數(shù)設(shè)定中定義。74AI1是外接電位器頻率給定，+10V是外接電位器的供電電源。第四章變頻器的參數(shù)設(shè)定本章以施耐德Altivar31系列變頻器為例介紹通用型變頻器的參數(shù)設(shè)定方法。4.1變頻器的菜單及訪問方式一、施耐德Altivar31系列變頻器的菜單采用下拉式級(jí)聯(lián)菜單。一級(jí)菜單共有8項(xiàng)：SET：設(shè)置菜單DRC：電動(dòng)機(jī)控制菜單I/O：輸入/輸出菜單CTL：控制菜單FUN：功能菜單FLT：故障菜單COM：通信菜單SUP：監(jiān)測(cè)菜單部份參數(shù)可以在不同的菜單中訪問，同時(shí)，有些高級(jí)功能參數(shù)必須在相應(yīng)設(shè)定后才能在二級(jí)或三級(jí)菜單中出現(xiàn)和設(shè)定。75第四章變頻器的參數(shù)設(shè)定本章以施耐德Alti二、菜單訪問方式變頻器加電后（如是第一次加電，則會(huì)顯示工廠設(shè)置的電機(jī)頻率參數(shù)bFr），當(dāng)顯示rdy時(shí)，按一次ENT鍵，則進(jìn)入一級(jí)菜單，8個(gè)一級(jí)菜單通過▲▼兩個(gè)按鍵循環(huán)查找。選定一個(gè)一級(jí)菜單，再次按下ENT，則進(jìn)入下一級(jí)菜單，依次類推。要返回上級(jí)菜單，按下ESC鍵即可。進(jìn)入某個(gè)可以設(shè)定的參數(shù)后，可以通過▲▼兩個(gè)按鍵來調(diào)整數(shù)值大小或選擇參數(shù)代碼，選定后按下ENT，參數(shù)閃爍一次才確認(rèn)存儲(chǔ)，否則仍為設(shè)定前數(shù)據(jù)。為了區(qū)分參數(shù)代碼與菜單代碼，在菜單和子菜單后跟一破折號(hào)。示例:FUn-是菜單，ACC是參數(shù)。示例：調(diào)整加速時(shí)間，由15s增加至26s。76二、菜單訪問方式764.2變頻器主要參數(shù)及其含義

在本章中，為了編程助記方便，借用計(jì)算機(jī)注冊(cè)表的表示方法來幫助助記，例如：\CTL-\Fr1=AIP一、電動(dòng)機(jī)額定參數(shù)設(shè)定

在變頻器只帶一臺(tái)電動(dòng)機(jī)情況下，設(shè)定電動(dòng)機(jī)額定參數(shù)有利于變頻器對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)過壓、過流及熱態(tài)保護(hù)。

電機(jī)額定參數(shù)主要有額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速、額定頻率、額定功率因數(shù)等。設(shè)定方法：\drC-\Uns=380V電機(jī)額定電壓380V\drC-\nCr=2.0A電機(jī)額定電流2.0A\drC-\nsp=1435電機(jī)額定轉(zhuǎn)速1435rpm\drC-\bFr=50Hz或\drC-\Frs=50Hz電機(jī)額定頻率50Hz，F(xiàn)rs必須和bFr一致，774.2變頻器主要參數(shù)及其含義77通常修改bFr必須修改HSP、Ftd、Frs、tFr等參數(shù)的預(yù)置值。\drC-\COS=0.5~1額定功率因數(shù)0.5~12、變頻器額定參數(shù)設(shè)定\SEt-\LSP=XHz對(duì)應(yīng)最小給定值時(shí)的輸出頻率\SEt-\HSP=YHz對(duì)應(yīng)最大給定值時(shí)的輸出頻率\SEt-\ItH=(0.2~1.5)電機(jī)銘牌額定電流電機(jī)熱保護(hù)-最大熱電流\SEt-\JGF=0~10Hz點(diǎn)動(dòng)工作頻率另外CL1和CL2是兩個(gè)電流限幅值，范圍為0.25~1.5In，用于限制轉(zhuǎn)矩和電機(jī)溫升。\SEt-\tLS=0~999.9s低速工作時(shí)間，低速運(yùn)行定義時(shí)間后自動(dòng)發(fā)出停車請(qǐng)求，如此時(shí)頻率給定值大于LSP并且運(yùn)行命令仍然存在，電機(jī)就會(huì)重新起動(dòng)。定義為0時(shí)表示無時(shí)間限制。78通常修改bFr必須修改HSP、Ftd、Frs、tFr等參數(shù)的二、頻率給定方式施耐德Altivar31系列變頻器提供的頻率給定方式很多，通過功能訪問等級(jí)：\CTL-\LAC=L1或L2或L3來定義變頻器的基本和高級(jí)給定模式，其中定義為L(zhǎng)3時(shí)出現(xiàn)的給定模式最多。1、本機(jī)給定：此方式只適合Altivar31●●●●●●A系列，面板上帶給定電位器。

\CTL-\Fr1(Fr2)=AIPAIP代表面板給定電位器2、端子外部給定：分為三種方式AI1是外接電位器頻率給定：\CTL-\Fr1(Fr2)=AI1AI2是0±10V雙極性直流模擬電壓輸入端，+或-極性會(huì)影響設(shè)定點(diǎn)的方向，繼而影響運(yùn)轉(zhuǎn)方向。此端子既可作為直接頻率給定，也可作為構(gòu)成PI調(diào)節(jié)閉環(huán)控制系統(tǒng)中的電壓反饋量輸入端。\CTL-\Fr1(Fr2)=AI2AI3是X~YmA模擬電流輸入端，X和Y可在0~20mA范圍內(nèi)編程。此端子既可作為直接頻率給定，也可作為構(gòu)成PI調(diào)節(jié)閉環(huán)控制系統(tǒng)中的電流反饋量輸入端。定義給定方式：\CTL-\Fr1(Fr2)=AI3定義電流范圍：\I-O-\CrL3=XmACrL3：對(duì)應(yīng)于LSP的AI3的值(0~20mA)\I-O-\CrH3=YmACrH3：對(duì)應(yīng)于HSP的AI3的值(0~20mA)79二、頻率給定方式79示例：3、當(dāng)LAC定義為L(zhǎng)2時(shí)，F(xiàn)r1或Fr2中可以出現(xiàn)參數(shù)：UPdt：經(jīng)由控制端子LIx實(shí)現(xiàn)速度+/-調(diào)速。（后面單獨(dú)介紹）UPdH：通過ATV31或ATV31*A鍵盤上的▲▼或遠(yuǎn)程終端加速/減速。運(yùn)行時(shí)顯示頻率rFr。以上兩個(gè)參數(shù)不能同時(shí)賦值給Fr1或Fr2，F(xiàn)r1的速度+/-功能與某些功能不能同使用，在設(shè)置前請(qǐng)確不存在兼容問題，尤其是輸入求和功能(設(shè)置SA2=NO)，預(yù)置速度功能(設(shè)置PS2,PS4=NO)，即處于工廠設(shè)置狀態(tài)。80示例：80Fr2中的速度+/-功能與預(yù)置速度功能、輸入求和功能和PI調(diào)節(jié)器不能同時(shí)使用。4、當(dāng)LAC定義為L(zhǎng)3時(shí)，F(xiàn)r1或Fr2中可以出現(xiàn)下列參數(shù)：\CtL-\Fr1(Fr2)=LCC定義為通過遠(yuǎn)程終端給定遠(yuǎn)程終端速度給定值定義：\SEt-\LFr=0~HSP在LAC=L1或L2時(shí)，如果有遠(yuǎn)程終端選項(xiàng)也可通過\CtL-\LCC=YES設(shè)置允許使用終端上的STOP/RESET,RUN與FWD/REV按鈕控制變頻器。\CtL-\Fr1(Fr2)=ndb定義為通過ModBus總線給定（RJ45插槽）\CtL-\Fr1(Fr2)=CAn定義為通過CANopen總線給定（RJ45插槽）

*這兩種總線都是控制系統(tǒng)組態(tài)時(shí)常用的現(xiàn)場(chǎng)總線，下面只簡(jiǎn)單介紹MODBUS

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MODBUS通訊協(xié)議是一種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊協(xié)議，它定義的是一種