任務(wù)1.1 了解變頻器系統(tǒng)講解

任務(wù)1.1了解變頻器系統(tǒng)1.1.1變頻調(diào)速系統(tǒng)1.1.2變頻器的分類(lèi)1.1.3變頻器的應(yīng)用1.1.4變頻器技術(shù)發(fā)展

1.1.1變頻調(diào)速系統(tǒng)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)分類(lèi)

（1）直流調(diào)速系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：調(diào)速性能好

缺點(diǎn)：①維修工作量大，事故率高；②容量、電壓、電流和轉(zhuǎn)速的上限值均受到換向條件的制約，在一些大、特大容量的調(diào)速領(lǐng)域中無(wú)法應(yīng)用；③使用環(huán)境受限，特別是在易燃易爆場(chǎng)合難于應(yīng)用。

（2）交流調(diào)速系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：容量、電壓、電流和轉(zhuǎn)速的上限，不像直流電動(dòng)機(jī)那樣受限制；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；堅(jiān)固耐用，事故率低，容易維護(hù)。

缺點(diǎn)：調(diào)速困難1.1.1變頻調(diào)速系統(tǒng)2.交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法改變輸入頻率（無(wú)級(jí)調(diào)速）——變頻器n=60f/P（1-S）P：磁極對(duì)數(shù)f：頻率S：轉(zhuǎn)差率改變轉(zhuǎn)差率（方法多實(shí)現(xiàn)困難）調(diào)速原理：調(diào)速方法：改變磁極對(duì)數(shù)（機(jī)械的有級(jí)調(diào)速）1.1.1變頻調(diào)速系統(tǒng)3.電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的組成以交流（直流）電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械的系統(tǒng)我們稱(chēng)之為交流（直流）電氣傳動(dòng)系統(tǒng)，也稱(chēng)交流（直流）電氣拖動(dòng)系統(tǒng)。

大致構(gòu)成中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)交流電源輸入終端機(jī)械交流電機(jī)直流調(diào)速裝置直流輸出皮帶輪、齒輪箱等直流電機(jī)交流調(diào)速裝置交流輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)變頻器1.1.2變頻器的分類(lèi)變頻器：是將固定頻率的交流電變換成頻率、電壓連續(xù)可調(diào)的交流電，供給電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的電源裝置。濾波方式變換環(huán)節(jié)交-直-交變頻器交-交變頻器通用型風(fēng)機(jī)泵類(lèi)專(zhuān)用注塑機(jī)專(zhuān)用其他專(zhuān)用電壓調(diào)制方式PAM脈幅調(diào)制PWM脈寬調(diào)制電壓型變頻器電流型變頻器U/F控制方式轉(zhuǎn)差頻率控制矢量控制方式變頻器種類(lèi)控制方式用途1、在節(jié)能方面的應(yīng)用（1）節(jié)能的前景：在2003年的中國(guó)電力消耗中，60-70％為動(dòng)力電，而在總?cè)萘繛?．8億千瓦的電動(dòng)機(jī)總?cè)萘恐?，只有不?000萬(wàn)千瓦的電動(dòng)機(jī)是帶變頻控制的。據(jù)分析，在中國(guó)，帶變動(dòng)負(fù)載、具有節(jié)能潛力的電機(jī)至少有1.8億千瓦。

（2）節(jié)能的原理：（以風(fēng)機(jī)水泵為例）根據(jù)流體力學(xué)原理，軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。當(dāng)所需風(fēng)量減少，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，其功率按轉(zhuǎn)速的三次方下降。因此，精確調(diào)速的節(jié)電效果非常可觀(guān)。與此類(lèi)似，許多變動(dòng)負(fù)載電機(jī)一般按最大需求來(lái)生產(chǎn)電動(dòng)機(jī)的容量，因而設(shè)計(jì)裕量偏大。而在實(shí)際運(yùn)行中，輕載運(yùn)行的時(shí)間所占比例卻非常高。如采用變頻調(diào)速，可大大提高輕載運(yùn)行時(shí)的工作效率。因此，變動(dòng)負(fù)載的節(jié)能潛力巨大。

1.1.3變頻器的應(yīng)用2、在自動(dòng)控制系統(tǒng)方面的應(yīng)用3、在產(chǎn)品工藝和質(zhì)量方面的應(yīng)用

1.1.3變頻器的應(yīng)用由于變頻器內(nèi)置有32位或16位的微處理器，具有多種算術(shù)邏輯運(yùn)算和智能控制功能，輸出頻率精度高達(dá)0.01%-0.1%，還設(shè)置有完善的檢測(cè)、保護(hù)環(huán)節(jié)。因此，變頻器在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。例如：化纖工業(yè)中的卷繞、拉伸、計(jì)量、導(dǎo)絲；玻璃工業(yè)中的平板玻璃退火爐、玻璃窯攪拌、拉邊機(jī)、制瓶機(jī)；電弧爐自動(dòng)加料、配料系統(tǒng)以及電梯的智能控制等。變頻器還廣泛用于傳動(dòng)、起重、擠壓和機(jī)床等各種機(jī)械設(shè)備控制領(lǐng)域，它可以提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量，減少設(shè)備的沖擊和噪聲，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。采用變頻調(diào)速控制后，使機(jī)械系統(tǒng)簡(jiǎn)化，操作和控制更加方便，有的甚至可以改變?cè)械墓に囈?guī)范，從而提高了整個(gè)設(shè)備的功能。4、在家用電器方面的應(yīng)用1.1.3變頻器的應(yīng)用除了工業(yè)相關(guān)行業(yè)，在普通家庭中，節(jié)約電費(fèi)、提高家電性能、保護(hù)環(huán)境等方面也受到越來(lái)越多的關(guān)注，變頻家電成為變頻器的另一個(gè)廣闊市場(chǎng)。帶有變頻控制的冰箱、洗衣機(jī)、家用空調(diào)等，在節(jié)電、減小電壓沖擊、降低噪音、提高控制精度等方面有很大的優(yōu)勢(shì)。數(shù)控機(jī)床控制依拉帕克食品包裝機(jī)亞新科汽車(chē)部件裝配線(xiàn)線(xiàn)纜制造開(kāi)關(guān)柜控制恒壓供水控制1.1.3變頻器的應(yīng)用1.1.4變頻器技術(shù)發(fā)展1、電力電子器件是變頻器發(fā)展的基礎(chǔ)第一代電力電子器件是出現(xiàn)于1956年的晶閘管。

（半控型器件）第二代電力電子器件是以門(mén)極可關(guān)斷（GTO）晶閘管和電力晶體管（GTR）為代表。（電流自關(guān)斷器件）其開(kāi)關(guān)頻率仍然不高，一般在5kHz以下。第三代電力電子器件是以電力MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）和絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）為代表。（電壓自關(guān)斷器件）其開(kāi)關(guān)頻率可達(dá)到20kHz以上。第四代是以智能功率模塊（IPM）為代表，IPM是以IGBT為開(kāi)關(guān)器件，但集成有驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路。1.1.4變頻器技術(shù)發(fā)展2、計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)控制理論是變頻器發(fā)展的支柱8位微處理器→16位（甚至32位）