变频调速控制技术教案.ppt

《变频调速控制技术教案.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、变频调速控制技术----罗恒年上课时间：3月14（六）、22（日）、28（六）9：00--12：:0013:30—15:00§1交流电动机调速控制技术一、三相交流异步电动机的旋转原理1、分析三相交流异步电动机的旋转原理：ns=60f/p2、结论三相对称定子绕组中通入三相对称的交流电，在定子与转子空气隙中产生（旋转磁场），静止的转子绕组切割旋转磁场，产生（感应电动势），形成（感应电流），有感应电流的转子绕组在旋转磁场的作用下产生（电磁力），形成（电磁转矩），使转子旋转，转子的旋转方向与旋转磁场的旋转方向（相同）。若n=ns，转子与旋转磁场相对静止，转子转速和旋转

2、磁场转速做到同步，因此旋转磁场转速也称（同步转速），转子上导体无切割磁力线，不产生感应电动势，也无感生电流和电磁转矩。所以n≠ns，一般n略小于ns，故称为“（异步）”。转差率二、三相交流异步电动机的调速调速指用人为的方法改变异步电动机的转速三相交流异步电动机的转速公式：S=(ns-n)/nsn=ns(1-s)=(1-s)由上式得三相交流异步电动机的三种调速方法：1、变极调速2、改变转差率调速3、变频调速60fp三、变频调速基本原理我们知道，三相交流异步电动机的转速公式为：n=（1－s）60f1/p式中f1——电动机电源的频率（Hz）p——电动机定子绕组的磁极对数s

3、——转差率可见，在转差率s变化不大的情况下，可以认为，调节电动机定子电源频率f1，电动机的转速n随之成正比变化。若均匀改变电动机电源的频率f1，则可以平滑地改变电动机的转速。§2变频调速技术的发展史一、交流电动机变频调速技术逐步成熟直流电动机调速系统具有良好的启动、制动性能及在大范围内平滑调速的优点。因此过去很长一段时间内，在需要进行调速控制的拖动系统中一直占主导地位。但直流电动机采用机械换向器换向，它在单机容量、最高电压、最大转速等方面受到限制，而且维护、维修复杂。20世纪70年代以来。随着交流电动机调速控制理论、电力电子技术、以微处理器为核心的全数字化控制等关键

4、技术的发展，交流电动机变频调速技术逐步成熟。目前，变频调速技术的应用几乎已经扩展到了工业生产的所有领域，并且在空调、洗衣机、电冰箱等家电产品中也得到了广泛的应用。二、变频器的发展1、新型电力电子器件的应用，使变频器的容量和电压等级不断扩大和提高；2、微处理器位数的的增加使变频器的功能从单一的变频调速功能发展为含有逻辑和智能控制的变频器；3、应用矢量控制和转矩直接控制使变频器不仅能实现宽调速，还可以进行伺服控制（具有内置的可编程、参数辨识及通信等功能）。一、按变换频率的方法分二、按主电路工作方式分三、按变频器调压方式不同分四、按工作原理分类五、按照用途分类§3变频器的

5、分类一、按变换频率的方法分1、交－直－交变频器又称间接变频器（中间直流环节的变频装置）。工作原理：先将工频交流电通过整流器变成直流电，再经过逆变器将直流电变成可控频率的交流电。构成环节：整流逆变ACDCAC~50HZ恒压恒频CVCF中间直流环节变压变频VVVF2、交－交变频器又称直接变频器。工作原理：只用一个变换环节就可以把恒压恒频的交流电源变换成VVVF电源。常用的交－交变频器输出的每一相都是一个两组晶闸管整流装置反并联的可逆线路，正反向的两组按一定周期相互切换，在负载上就获得交变的输出电压，输出电压的幅值取决于两组整流装置的控制角，输出电压的频率取决于两组整流装

6、置的切换频率。电路原理图：二、按主电路工作方式分1、电压型变频器经整流电路产生的直流电压通过电容进行滤波后再送入逆变器的方式。输出电压是矩形波或阶梯波。适用于不要求正反转或快速加减速的通用变频器中。结构图：因电容器两端的电压不能突变，输出电压波形较平直。逆变器+-UdCd2、电流型变频器经整流电路产生的直流电压通过大电感滤波后再送入逆变器的方式。输出交流电流是矩形波。适用于频繁可逆运转的变频器和大容量变频器。结构图：因流过电感器的电流不能突变故输出电流波形较平直。逆变器+-UdLdid三、按变频器调压方式不同分1、PAM（脉冲幅度调制）变频器是一种改变电压源的电压U

7、d或电流源的电流Id的幅值进行输出控制的方式。在改变输出频率的同时，通过改变输出脉冲的幅度，达到改变输出电压有效值的目的。2、PWM（脉冲宽度调制）变频器是在变频器输出波形的一个周期内产生多个等幅不等宽的脉冲。在改变输出频率的同时，通过改变输出脉冲的宽度，达到改变等效输出的一种方法。保持脉冲个数不变而改变脉冲宽度，均可改变半周内输出电压的平均值，从而达到改变输出电压有效值的目的。四、按工作原理分类1、U/f控制变频器对变频器输出电压和频率同时进行控制，通过保持U/f恒定使电动机获得所需的转矩特性。成本低，多用于精度要求不太高的通用变频器。2、SF控制变频器（转差