变频器原理及控制方式

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1、机电江苏大区变频器基础培训变频器原理及控制方式张根军2011.11内容大纲1.异步电机的基本参数2.异步电机与同步电机的特性3.电机转速转矩图4.变频器原理5.变频器的控制模式6.变频器的接线7.V/F控制模式下的参数调试异步电机的基本参数•额定功率•极数•额定电流•引出端子基本接法•额定电压•频率范围•额定转速异步电机与同步电机异步电机同步电机电机铭牌IM与SPM/IPM的差异同步马达是一种交流马达，转子旋转速度与所提供交流电的频率相同。交流马达的原理是由交流电在马达的定子处产生旋转磁场，因此使马达转子旋转。在同步电动机的转子有电磁铁或永久磁铁，使用永久磁铁的

2、称为永磁同步马达。同步马达的定子所产生的磁场吸引转子磁场的异极，由于定子所产生的磁场是以若干速度旋转，因此转子会随着定子磁场的旋转速度，以相同的速度旋转。同步马达的特点是转速固定，不受电源电压的影响。只要马达的负载低于其最大转矩，转速也不会受负载的影响。SPM(SurfacePermanentMagnet)NNSSSSNNNNSSSNIPM(InteriorPermanentMagnet)NNSSSSNNNSNSNSNＳＳNSNSN电机速度，电流与转矩图额定转矩与功率与转速的关系式问题，一台3.7KW,4极，额定转速1730转的电机额定转矩有多大？电机的额定转矩

3、并不是电机当前输出的转矩，它是电机在额定转速下能连续长期工作的转矩。电机产生的转矩不是恒定的，当负载很小时，即使电机的容量很大，电机产生的转矩一样很小，并且正比于负载大小。电机产生的转矩随负载转矩的变化而变化，电机的速度同样也是随负载的波动而波动。电机特性曲线市电控制与变频控制的对比市电直接控制(1)起动电流Is=600to700[%](2)起动转矩Ts=150to250[%](3)最大转矩Tm=200to300[%](4)额定负载下的滑差S=3to5[%]市电直接控制：起动转矩也大，起动电流大，对电网有冲击，且电机无法调速。由变频器控制控制：从低频率起动，使电

4、机的起动电流小，同时，起动转矩也相应减小，电机可无极调速。电机的四象限运行反转发电机模式正向转矩正转电动机模式06-12电流限制06-12电流限制外部模拟端子03-0~02外部模拟端子03-0~02d7正向扭力限制d7正向扭力限制d10正/负向扭力限制d10正/负向扭力限制d9回生扭力限制反转回生扭力限制正转电动扭力限制07-3507-32第2象限第1象限正转速度速度第3象限第4象限反转07-3407-33反转电动扭力限制正转回生扭力限制外部模拟端子03-0~02外部模拟端子03-0~02d8反向扭力限制d8反向扭力限制d10正/负向扭力限制d10正/负向扭力限

5、制d9回生扭力限制06-12电流限制06-12电流限制反转电动机模式负向转矩正转发电机模式电机的四象限运行第1象限运行第4象限运行异步电动机的调速方法l调压调速——控制加于电动机定子绕组的电压；l串级调速——控制附加在转子回路的电势；l变频调速——控制定子的供电电压与频率；l异步电动机矢量变换控制系统；l无换向器电机调速系统；l电磁转差离合器调速系统等。异步电机变频器调速n=(1-s)(60f/p)n---转子转速(r/min)s---转差率(%)f---供电电源频率(Hz)p---电机极对数异步电动机的工作原理60fn=(1-s)p由上式可知，异步电动机的调速

6、方法分为三种：l改变转差率S——调节定子电压、转子电阻、转子电压、定转子供电频率等。l改变极对数l改变频率什么是变频器？•变频器是利用电力半导体器件(IGBT)的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。(把电压和频率固定不变的交流电整流成直流电，然后再PWM脉宽调制成电压或频率可变的交流电输出给电机的装置)变频器的分类变频调速系统的分类1.交－直－交变频调速——带直流环节的间接变频调速2.交－交变频调速——不带直流环节的直接变频调速交流交流交流直流交流变整滤逆MM频流波变3～3～器器器器(a)(b)图1-1两种类型的变频器(a)交－交变频器；(b)交—

7、直－交变频器变频器基本原理•交—交变频器没有明显的中间滤波环节，电网交流电被直接变成可调频调压的交流电，又称为直接变频器。而交—直—交变频器先把电网交流电转换为直流电，经过中间滤波环节之后，再经过逆变才转换为变频变压的交流电，故称为间接变频器。从图1-1(a)、(b)的对比中可以看出，交—直—交变频器有一个明显的中间滤波环节，按照这个中间滤波环节是电容性或是电感性可以将交—直—交变频器划分为电压（源）型或电流（源）型交—直—交变频器。•目前通用变频器产品最常用的是交—直—交电压型电路形式，其结构如图1-2所示。该电路首先用二极管整流器接入电网，将交流电变成直流电

8、，整流之后采用电容滤波，