PLC与变频器 教学课件 作者 韩亚军 项目十.ppt

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1、项目十变频器的使用1．掌握变频器基本构成及其工作原理。2．掌握变频器各种控制方式的特点及应用。3．掌握变频器的选型方法。4．熟悉变频器的安装、拆卸、保养和维护。5．了解国内国外常用变频器的特点一、学习目标二、学习任务1.项目任务：近年来，随着电力电子技术、微电子技术及大规模集成电路的发展，生产工艺的改进及功率半导体器件价格的降低，变频调速越来越被工业上所采用。如何选择性能好的变频其应用到工业控制中，是我们专业技术人员共同追求的目标。本项目的学习任务包含以下内容：（1）变频器的特点和发展；（2）变频器的组成和基本

2、工作原理；（3）变频器的分类；（4）变频器的选型。二、学习任务2.任务流程图学习变频器的基础知识分析变频器的控制特点熟悉变频器的基本应用认识常用变频器的外型根据机械负载选用变频器变频调速系统的安装变频器参数的设置变频调速系统的调试变频调速系统的故障分析变频器调速系统的拆卸三、环境设备序号分类名称型号规格数量单位备注1工具常用电工工具1套2万用表MF471只3设备PLCFX2N-48MR1只4两极小型断路器DZ47-631只5控制变压器BK100、380/220、24V1只6三相电源插头16A1只7熔断器底座RT

3、18-323只8熔管2A3只四、背景知识1．变频器的特点和发展趋势：（1）使用变频器的目的变频调速已被公认为是最理想、最有发展前途的调速方式之一，采用变频器构成变频调速传动系统的主要目的：一是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求；二是为了节约能源、降低生产成本。（2）变频器的功能和用途变频器和交流电动机构成的可调速传动称为变频器传动，其功能用途如表10-2所示。（3）变频调速系统节能由于采用变频调速后，风机、泵类负载的节能效果最明显，节电率可达到20%-60%

4、四、背景知识（4）变频器的发展趋势①实现高水平的控制基于电动机和机械模型的控制策略，有矢量控制、磁场控制、直接传矩控制和机械扭振补偿等基于现代理论的控制策略，有滑模变结构技术、模型参考自适应技术、采用微分几何理论的非线性解耦、鲁棒观察器等基于智能控制思想的控制策略。②开发清洁电能的变流器所谓清洁电能变流器是指变流器的功率因数为1，网侧和负载侧有尽可能低的谐波分量，以减少对电网的公害和电动机的转矩脉动。③缩小装置的尺寸紧凑型变流器要求功率和控制元件具有高的集成度，其中包括智能化的功率模块、紧凑型的光耦合器、高频率

5、的开关电源。④高速度的数字控制Windows操作系统的引入使得可自由设计，图形编程的控制技术也有很大的发展。⑤模拟与计算机辅助设计(CAD)技术电动机模拟器、负载模拟器以及各种CAD软件的引入对变频器的设计和测试提供了强有力的支持。四、背景知识2.变频器的组成及简单工作原理变频器的功能就是将频率、电压都固定的交流电源变成频率、电压都连续可调的三相交流电源，按照变换环节有无直流环节可以分为交－交变频器和交－直－交变频器。现在使用的变频器绝大多数为交-直-交变频器，交-直-交变频器的电路组成框图如图下所示。由图下可

6、见，电路组成包括4个组成部分：整流电路、中间电路、逆变电路和控制电路。四、背景知识（1）交-直-交变频器的主电路主电路包括3个组成部分：整流电路、中间电路和逆变电路，电路组成如图下图所示，各部分的功能及工作原理如下：四、背景知识①整流电路整流电路通常是由二极管或可控硅构成的桥式电路组成。根据输入电源的不同，分为单相桥式整流电路和三相桥式整流电路。我国常用的小功率的变频器多数为单相220V输入，较大功率的变频器多数为三相380V（线电压）输入。②中间电路根据贮能元件不同，可分为电容滤波和电感滤波两种。由于电容两端

7、的电压不能突变，流过电感的电流不能突变，所以用电容滤波就构成电压源型变频器，用电感滤波就构成电流源型变频器。③逆变电路逆变电路是交－直－交变频器的核心部分，其中6个三极管按其导通顺序分别用VT1～VT6表示，与三极管反向并联的二极管起续流作用。按每个三极管的导通电角度又分为120°导通型和180°导通型两种类型。逆变电路的输出电压为阶梯波，虽然不是正弦波，却是彼此相差120°的交流电压，即实现了从直流电到交流电的逆变。输出电压的频率取决于逆变器开关器件的切换频率，达到了变频的目的。实际逆变电路除了基本元件三极管

8、和续流二极管外，还有保护半导体元件的缓冲电路，三极管也可以用门极可关断晶闸管代替。四、背景知识3.变频器的分类（1）按变换的环节分类①交－交变频器②交—直—交变频器（2）按直流环节的储能方式分类①电压源型变频器②电流源型变频器（3）按控制方式分类①U/f控制变频器②矢量控制变频器四、背景知识（4）按功能分类①恒转矩变频器②平方转矩变频器（5）按用途分类①通用变频器②高性能专用变频器③高