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1、施耐德电气VSD产品培训教材G3分销商自动化产品培训培训内容变频器基本原理施耐德变频器概述总结和答疑培训内容变频器基本原理施耐德变频器概述总结和答疑变频器基本原理旋转电机的分类：直流电机交流电机交流异步电机，又称感应电动机交流同步电机，有同步电动机和同步发电机之分目前工厂中小型电机绝大多数是异步电动机直流电机用于大功率驱动，但有被取代的趋势异步电机制造成本低，维护方便，控制简单变频器基本原理电机转速的公式：式中：n1为电机的同步速例如：对于工频50Hz电源供电的异步电机，2极，4极，6极电机的同步转速分别为3000rpm,1500rpm,1000rpm。实
2、际异步电机的额定转速通常为29**rpm，14**rpm，9**rpm，7**rpm，与同步速之间的差别即为滑差。同步电机没有滑差，也就是转子（永磁磁体）转速与定子磁场保持相同。变频器基本原理从以上公式看，调节转速的最佳方法是调节供电电源的频率。调节供电电源频率的装置就称为变频器。用变频器调速的优势是控制简单，稳定性好，效率高。变频器的英文标识为VSD,VFD,Converter,Inverter,SpeedDrive等等实际也称为VVVF：即VariableVoltageVariableFrequency,原因是在改变电源频率的同时，必须保证供电电压同时
3、改变。变频器基本原理标准低压变频器的结构是交直交电压型的。进线端子EMC滤波器整流桥储能电容预充电回路制动晶体管制动电阻及其保护逆变桥电流互感器出线端子变频器的主回路—进线变频器的进线电源可以是三相380-500V，或三相200－240V，也可以是单相200－240V；也可以是690V。电源电压在690V以下称为低压变频器，1000V以上称为中压或高压变频器。进线电源的相序不影响电机的转向。变频器的整流回路—整流桥大多数变频器采取三相全波整流，整流器件为功率二极管。三相全波整流获得的直流输出电压为进线电压有效值的1.35倍，例如电网电压为400V，则这时直
4、流母线电压为540V左右。但随着负载的波动，直流母线电压也会波动。预充电电阻和预充电接触器上电瞬间，整流桥输出端将产生峰值1.414U的电压，对储能电容快速充电。为了保护储能电容，需要在直流母线中串联一个电阻。在变频器上电时，整流桥通过该电阻向整流桥充电，充电结束后，用接触器将该电阻旁路掉。该电阻称为预充电电阻，该接触器称为预充电接触器或预充电继电器。变频器的储能电容变频器运行过程中需要相对稳定的直流母线电压，用储能电容保证。该电容的形式为电解电容，对于中大功率变频器，需要将多个电容并联。当变频器处于过载的过程中，瞬间会把直流母线电压拉低；处于发电（制动）
5、过程中，瞬间会升高直流母线电压，若太高变频器则停止输出。有些应用中，为了提高变频器的动态能力，或者在断电瞬间保持变频器斜坡停车，需要外加蓄电池或电容，需要考虑回路其它部件的承受能力。直流电抗器直流电抗器是串联在直流中间回路的一个或两个扼流圈,因其通过的电流为直流电流,故亦成为直流扼流圈.直流电抗器的作用是抑制变频器的进线电流谐波,从而减少对电网的污染.通常采用适当大小的直流电抗器,即可使变频器的谐波污染减少到符合标准,这是一种低成本的方案.制动单元和制动电阻制动单元是一个或一组晶体管,与制动电阻串联之后,接在直流母线上.当直流母线电压超过某规定电压时,制动
6、晶体管导通,直流母线电容和电机向制动电阻释放能量.使直流母线电压降低,降低到另一规定电压后,制动晶体管截止.所以制动电阻的作用是能耗制动.图中Tfr为制动晶体管,PA-PB连接制动电阻。变频器的主回路–逆变桥逆变桥是变频器的核心部分,其作用是将直流电压通过6个桥臂可控硅的反复轮流通断形成所需要的幅值和频率变化的三相交流输出电压.逆变桥的桥臂的可控硅的类型主要是IGBT—绝缘珊双极型晶体管.变频器的输出波形输出电压波形为脉冲波，其形成机制称为脉宽调制技术输出电流波形接近正弦波，谐波成分为导致变频器输出干扰的主要原因。开关频率的概念和影响。恒转矩区与恒功率区T
7、/Tn1.751.701.501.2510.950.750.500.2500.10.1253050607590100120F(Hz)23141自冷却电机: 连续可用转矩2强迫通风电机: 连续可用力矩3瞬态过转矩 (对变转矩应用限制为1.1Tn)4恒功率段的超速力矩负载类型变频器的选型和应用,首先要考虑的就是负载的类型负载可以分为三大类恒转矩负载例如输送带,提升,钻床,挤出机,容积泵变转矩负载例如离心风机,离心泵恒功率负载例如磨床,高速车床,绕线筒等根据不同的负载类型,以及其它功能和性能的要求,选择对应系列的变频器恒转矩负载在整个运行的速度范围内,需要相同大
8、小的负载当转速变化时,负载转矩保持不变所需功率与转速成正比通常转速
