变频器-电力电子-电机原理及基础

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1、变频器/电力电子/电机原理及基础-VFD，VSD，VVVF一种控制交流电机的装置.它将固定电压，固定频率的电源转换为电压可变，频率可变的电源，从而调节被驱动电机的转速。VFD控制对象为通用交流电机，包括异步电机和同步电机。VFD可实现节能，降低用户运行成本。能改善工艺，提高生产效率降低设备磨损，减少机械设备维护量实现自动控制VFD可以替代其它更贵或效率低下的调速设备(如直流传动，滑差电机，串级调速，液力偶合器等），实现更高的性价比变频器的优点P泵特性曲线系统特性曲线AQBQ2Q1P1P2用调节风门来调节风量时的曲线风机风量，压力与转速，转矩，功率的关系QnPTn2Pw

2、T*nn3一、节电效果显著泵特性曲线速度1工作点泵特性曲线速度2PQQ1Q2P1P2调节电机速度来调节风量时的曲线1、运行压力或风量等工艺参数更平稳。2、被控量调节更及时，准确，易构成自动控制。二、改善工艺1、能实现软起动，电机起动电流被限制在额定电流附近，消除起动过程对电机和机械负载的冲击2、机械转速降低，有效降低机械磨损，降低维护量三、延长电机，机械寿命，降低维护成本1、电机起动过程对电网无冲击，不会影响电网上的其它用电设备2、改善功率因数，有效降低所需配电变压器容量四、有效降低起动时对电网的冲击火力发电-送风机，引风机，循环水泵，冷凝泵，给水泵，灰浆泵等。水和污水-取

3、水泵，配水泵，污水泵石化-风机，压缩机，油泵。钢铁-焦炉鼓风，转炉除尘风机，水泵。石油、天然气-注水泵，输油泵，电潜泵，压缩机。应用范围电力油气及石化水处理钢铁其它变频调速原理电机调速基本公式：N=60f(1-s)/pf=电机供电频率S=(n0-n)/n0转差率P=电机极对数改变电机的极对数。改变电机的转差率。转子串电阻调速定子调压调速电磁转差离合器调速转子串级调速改变电机的频率。电机调速分类变频调速基本原理E=4.44f1KNØf1-电机频率。N-每相绕组匝数Ø-电机气隙磁通K-与绕组有关的常数Ф=E/(4.44*K*N*f1)=KФ*(E/f1)VVVF-变压变频同时进行

4、是电机正常运行的需要VF曲线Uff0un电机在任何速度下都应保持磁通恒定。磁通太强-电机励磁电流过大，损耗增加磁通太弱-电机铁芯利用不充分，输出力矩下降。保持磁通恒定的必要性通用变频器的基本结构整流器中间直流环节逆变器控制电路整流器逆变器电动机直流环节控制电路ACDCAC整流器三相全波桥式二极管整流效率高，成本低，控制简单斩控式整流器（PWM整流器）效率高，功率因素可调，能量可回馈电网六脉波整流电路直流环节也称滤波或储能环节由电感或电容组成用于负载与整流器之间的无功功率的缓冲电容电感逆变器将直流电压或电流转换成频率、幅值可变的交流电器件工作于开关状态器件通常为全控型（GTR，

5、GTO，IGBT，IGCT等）当K1、K2同时闭合时，电机上的电压为A点高，B点低；K3、K4同时闭合时，则电机上的电压为A点低B点高。这样和连续不断地交替开合，在电机两端就形成了一交变电压，也就是交流电。PWM-Pulsewidthmodulation脉冲宽度调制-通过控制电力电子器件的通、断时间及通断次序将直流电压转换为系列宽度不一的矩形脉冲电压，达到等同交流输出的效果PWM的类型-SPWM-正弦波PWM优化PWM-SVPWM，SAPWM，SHE（指定谐波消除）PWMPWM技术电力电子技术二极管广泛应用与各种整流电路中。晶闸管是一种半可控器件IGBT绝缘栅型双极晶体管。是

6、一种广泛应用于变频器中的电压控制型全控器件，开关速度高，电压，电流等级已超过BJTIGCT（SGCT）门极换流晶闸管，是一种新型的电力电子器件，其突出优点是耐压高，电流大，开关速度高，缺点是驱动复杂，成本高GEC高压大功率变频器用电力电子器件DeviceTypeBlockingVoltageMaximumCurrentusecTOffPeakGatePower"ON"VoltageCostDiode70001000050N/A1.0LowThyristor70001000010-3002W1.25LowGTO6000300010-5012kW2.5HighTransistor

7、140012003-520W2.5MedIGBT330018000.53W2.5MedI/SGCT60003000145kW2.0Med一个IGCT/SGCT驱动电路--222个元件ElectrolyticCaps12DriverFET’s84路IGBT驱动电路按主回路结构形式：电流源型电压源型按控制方式分：U/F控制转差频率控制矢量控制直接转矩控制变频器的分类按高压输出方式分：直接高压输出型高-低-高型高压变频器的分类变频器拓扑结构一般都由三部分组成:整流电路:ACtoDC;中间直流环节:滤波和能量储