《变频调速讲座》PPT课件

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1、变频调速讲座讲解人：马小亮目录Ⅰ.电力电子器件1.高效变换要求器件工作在开关状态2.主要电力电子器件Ⅱ.变频器分类1.交-交直接变频器2.交-直-交间接变频器Ⅲ.低压电压源型交-直-交间接变频器（<1KV）1.器件2.主电路3. 工作原理4.PWM控制方法目录5.桥臂开关“死时”的作用及影响Ⅳ.低压交-直-交变频器的应用1.开关频率选择2.变频器输入侧（网侧）滤波3.变频器输出侧（负载侧）滤波4. 输出电缆5.制动能量吸收6.公共直流母线7.电机降容曲线8.电解电容预充电目录Ⅴ.中压交-直-交间接变频器（1-10KV

2、）1.电压等级2.电压型三电平变频器3.电压型H桥级联变频器4.电流型PWM变频5.风机和泵用中压电机的转子变频Ⅵ.异步机变压变频调速系统1.V/F控制2.高性能调速的基础知识3.矢量控制4.异步机直接力矩控制系统Ⅰ.电力电子器件1.高效变换要求器件工作在开关状态主要评价指标：阻断电压、通态电流和压降、开关时间Ⅰ.电力电子器件2.主要电力电子器件A.不可控器件：整流二极管（D）B.可控器件：两个系列脉冲控制系列晶闸管（Th）半控门极关断晶闸管（GTO）全控6000V6000Afs≤500Hz控制脉冲电流大，要求庞大阻

3、尼电路绝缘门极晶闸管（IGCT）全控4500V4000Afs≤1000Hz控制脉冲电流小，器件和触发电路集成在一起，阻尼电路小Ⅰ.电力电子器件电平控制系列电力场效应晶体管(P-MOSFET)全控电压控制电压<500Vfs达100KHz双极型晶体管（BJT）曾用名：电力晶体管(GTR)全控电流控制1200V600Afs<5KHz绝缘栅双极晶体管（IGBT）全控电压控制阻尼简单低压IGBT1700V，2400Afs≤15KHz高压IGBT3300V，1200Afs1KHz左右电子注入加强门极晶体管（IEGT）(东芝公司专

4、有)全控电压控制阻尼简单4500V，3000Afs1KHz左右Ⅰ.电力电子器件Ⅱ变频器分类1.交-交直接变频A.晶闸管交-交直接变频：fo.max≤20Hz用于大功率，低速传动Ⅱ变频器分类B.矩阵变频器:fo不受限制，研究中尚未实用Ⅱ变频器分类2.交-直-交间接变频电压源型B.电流源型Ⅲ.低压电压源型交-直-交间接变频器（<1KV）1.器件低压IGBT1200V器件—380V变频器1700V器件—690V变频器功率范围：≤1000KW（690V）Ⅲ.低压电压源型交-直-交间接变频器（<1KV）2.主电路Ⅲ.低压电压源

5、型交-直-交间接变频器（<1KV）3.工作原理：脉宽调制（PWM）Ⅲ.低压电压源型交-直-交间接变频器(<1KV)4.PWM控制方法A.电压正弦PWM（三角波比较法）a.正弦波控制信号：Vomax=0.612Vd≈0.86Vi（Vd≈1.4Vi），380V输入不能输出380V。Ⅲ.低压电压源型交-直-交间接变频器(<1KV)b.正弦波+三次谐波控制信号（梯形波控制信号）：提高输出电压15.5%，380V输入能输出近380V。Ⅲ.低压电压源型交-直-交间接变频器(<1KV)B.电流正弦PWM（电流跟踪法）：开关频率变化

6、Ⅲ.低压电压源型交-直-交间接变频器(<1KV)磁链正弦PWM（电压空间矢量法）若幅值不变，沿圆形轨迹运动，将也沿圆形轨迹运动。Ⅲ.低压电压源型交-直-交间接变频器(<1KV)分6个扇区，查表选电压矢量，在Ⅰ区时:T6u6+T4u4+T0u0=TuVomax同梯形波控制方法Ⅲ.低压电压源型交-直-交间接变频器(<1KV)5.桥臂开关“死时”的作用及影响作用：保证安全开关，防止“直通”。影响：电流滞后（感性负荷）时，Vo相位超前，幅值减小。Ⅳ低压交-直-交变频器的应用1.开关频率选择：fs>3~6KHz后需降容Ⅳ低压交

7、-直-交变频器的应用2.变频器输入侧（网侧）滤波A.问题：输入电流波形及功率因数差Ⅳ低压交-直-交变频器的应用B.措施:a.交流进线电抗b.直流电抗Ⅳ低压交-直-交变频器的应用c.有源前端直流电源AFE（690V装置不可靠）d.12脉波整流（大中功率）Ⅳ低压交-直-交变频器的应用3.变频器输出侧（负载侧）滤波A.问题:a.dv/dt导致电机端部过电压，IGBT电流冲击。Ⅳ低压交-直-交变频器的应用b.共模电压导致轴电压、轴电流。电机相和轴共模电压1：相——地2：轴——地Ⅳ低压交-直-交变频器的应用B.措施：380V变

8、频器，电缆长L<50m，可以不采取措施，L>50m及690V变频器必须有措施：a.加输出电抗b.加dv/dt滤波（电抗+电容）c.加正弦波滤波（畸变<5%），电压损失10-15%d.使用变频专用电机dv/dt滤波正弦滤波Ⅳ低压交-直-交变频器的应用4.输出电缆A.问题：电磁干扰，影响其他电子设备B.措施：a.屏蔽电缆b.非屏蔽电缆+防护槽（管）