电力电子技术复习资料.ppt

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1、（复习资料）某公司要生产一款电动机调速装置，下图是电路原理图，请认真分析并完成以下任务。电动机调速电路原理图任务一：说明变频器组成及各元件作用(30分)变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。交-直部分整流电路：由VD1-VD6六个整流二极管组成不可控全波整流桥。对于380V的额定电源，一般二极管反向耐压值应选1200V，二极管的正向电流为电机额定电流的1.414-2倍。直-交部分VT1-VT6逆变管（IGBT绝缘栅双极型功率管）：

2、构成逆变电路的主要器件，也是变频器的核心元件。把直流电逆变频率，幅值都可调的交流电。T1-T6是续流二极：作用是把在电动机在制动过程中将再生电流返回直流电提供通道并为逆变管T1-T6在交替导通和截止的换相过程中，提供通道。电容C1：是吸收电容,整流电路输出是脉动的直流电压，必须加以滤波，压敏电阻：有三个作用,一过电压保护,二耐雷击要求,三安规测试需要.热敏电阻：过热保护霍尔：安装在UVW的其中二相,用于检测输出电流值。选用时额定电流约为电机额定电流的2倍左右。充电电阻：作用是防止开机上电瞬间电容对地短

3、路，烧坏储能电容开机前电容二端的电压为0V；所以在上电（开机）的瞬间电容对地为短路状态。如果不加充电电阻在整流桥与电解电容之间，则相当于380V电源直接对地短路，瞬间整流桥通过无穷大的电流导致整流桥炸掉。一般而言变频器的功率越大，充电电阻越小。充电电阻的选择范围一般为：10-300Ω。储能电容：又叫电解电容，在充电电路中主要作用为储能和滤波。PN端的电压电压工作范围一般在430VDC～700VDC之间，而一般的高压电容都在400VDC左右，为了满足耐压需要就必须是二个400VDC的电容串起来作800V

4、DC。容量选择≥60uf/A均压电阻：防止由于储能电容电压的不均烧坏储能电容；因为二个电解电容不可能做成完全一致，这样每个电容上所承受的电压就可能不同，承受电压高的发热严重（电容里面有等效串联电阻）或超过耐压值而损坏。C2电容;吸收电容,主要作用为吸收IGBT的过流与过压能量。控制部分:电源板、驱动板、控制板（CPU板）电源板：开关电源电路向操作面板、主控板、驱动电路、检测电路及风扇等提供低压电源，开关电源提供的低压电源有：±5V、±15V、±24V向CPU其附属电路、控制电路、显示面板等提供电源。驱

5、动板：主要是将CPU生成的PWM脉冲经驱动电路产生符合要求的驱动信号激励IGBT输出电压。控制板（CPU板）：也叫CPU板相当人的大脑，处理各种信号以及控制程序等部分任务二：请说明电机的旋转速度为什么能够自由地改变？(25分)电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，也可表示为rpm.例如：2极电机50Hz3000[r/min]4极电机50Hz1500[r/min]可见电机的旋转速度同频率成比交流电机的旋转速度决定于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值（

6、为2的倍数，例如极数为2，4，6），所以一般不适于通过改变该值来调整电机的速度。另外，频率能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。      因此，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。n=60f/p（n:同步速度f:电源频率p:电机极对数）改变频率和电压是最优的电机控制方法：如果仅改变频率而不改变电压，频率降低时会使电机出于过电压（过励磁），导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时，电压却不可以继续

7、增加，最高只能是等于电机的额定电压。      例如：为了使电机的旋转速度减半，把变频器的输出频率从50Hz改变到25Hz，这时变频器的输出电压就需要从400V改变到约200V任务三：当变频器调速到大于50Hz频率时，电机的输出转矩将怎样变化？(25分)通常的电机是按50Hz电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速.(T=Te,P<=Pe)变频器输出频率大于50Hz频率时，电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。      当电机以大于50

8、Hz频率速度运行时，电机负载的大小必须要给予考虑，以防止电机输出转矩的不足。      举例，电机在100Hz时产生的转矩大约要降低到50Hz时产生转矩的1/2。      因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速.(P=Ue*Ie)其他和输出转矩有关的因素发热和散热能力决定变频器的输出电流能力，从而影响变频器的输出转矩能力。载波频率:一般变频器所标的额定电流都是以最高载波频率,最高环境温度下能保证持续输出的数值.降低载波频率,电机的电流不会受到影响。