变频调速技术-PPT精品文档.ppt

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1、变频调速技术及应用殷鹏一、电气传动系统概述定义以交流（直流）电动机为动力拖动各种生产机械的系统我们称之为交流（直流）电气传动系统，也称交流（直流）电气拖动系统构成中间传动机构交流电源输入终端机械交流电机直流调速装置直流输出减速箱等提升机、风机等直流电机交流调速装置交流输出执行机构变频器交（直）流电气传动系统的特点直流电气传动系统特点：控制对象：直流电动机控制原理简单，一种调速方式性能优良，对硬件要求不高电机有换向电刷（换向火化）电机设计功率受限电机易损坏，不适应恶劣现场需定期维护交流电气传动系统特点：控制对象：交流电动机控制原理复杂，有多种调速方式性能较差，对硬件要求较高

2、电机无电刷，无换向火化问题电机功率设计不受限电机不易损坏，适应恶劣现场基本免维护1、三相感应电动机的结构（1）定子部分定子铁心：由导磁性能很好的硅钢片叠成——导磁部分。定子绕组：放在定子铁心内圆槽内——导电部分。机座：固定定子铁心及端盖，具有较强的机械强度和刚度。（2）转子部分转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。转子绕组：1）鼠笼式转子：转子铁心的每个槽内插入一根裸导条，形成一个多相对称短路绕组。2）绕线式转子：转子绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。包括端盖、风扇等。（3）其它部分二、三相感应电动机的工作原理及结构按转子结构分：绕线型感应电动机笼型感应电动机下

3、面是它主要部件的拆分图。右图是一台三相笼型感应电动机的外形图。笼型转子铁心和绕组结构示意图三相绕线型转子结构图2、三相感应电动机的工作原理U2U1W2V1W1V2n（1）转动原理电生磁：三相对称绕组通往三相对称电流产生圆形旋转磁场。磁生电：旋转磁场切割转子导体感应电动势和电流。电磁力：转子载流（有功分量电流）体在磁场作用下受电磁力作用，形成电磁转矩，驱动电动机旋转，将电能转化为机械能。三、交流异步电机的变频调速调速方式主要有：1、变极调速2、变频调速3、变转差率调速4、转子串电阻调速（绕线式）当定子绕组中通入三相电流后，它们共同产生的合成磁场是随着电流的交变而在空间不断地

4、旋转着，这就是旋转磁场。表面看来，只要改变定子电压的频率f就可以调节转速大小了，但是事实上只改变，并不能正常调速．为什么呢?假设现在只改变f调速．设f上升，则φ将下降，于是拖动转矩T下降，这样电动机的拖动能力会降低，对恒转矩负载会因拖不动而堵转；倘若调节f下降，则φ上升．会引起主磁通饱和，这样励磁电流急剧升高．会使定子铁芯损耗I2R急剧增加。这两种情况都是实际运行中所不允许的。由上可知，只改变频率f实际上并不能正常凋速。在许多场合，要求在调节定子供电频率的同时，调节定子供电电压U的大小，通过u和f的配台实现不同类型的调频凋速。所以，变频的同时也必须变压，这也就是变频器常被

5、简称为VVVF(VariableVoltageVariableFrequency)的原因。变频器的分类与特点根据变频器的变流环节的不同进行分类：（1）交直交变频器交直交变频器是先将频率固定的交流电"整流"成直流电，再把直流电"逆变"成频率任意可调的三相交流电，又称间接式变频器。目前应用广泛的通用型变频器都是交直交变频器。（2）交交变频器交交变频器就是把频率固定的交流电直接转换成频率任意可调的交流电，而且转换前后的相数相同，又称直接式变频器。变频器的电路结构通用变频器的构造主回路包括整流部分、直流环节、逆变部分、制动或回馈环节等部分。～整流部分储能环节逆变部分M控制系统交流

6、交流低压交直交通用变频器系统框图直流直流交流整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。单相逆变电路工作原理S1S4S2S3EdU1S1,S3导通S2,S4导通S1,S3导通S2,S4导通S1,S3导通S2,S4导通f1f2EdU1逆变器的功能：通过改变开关管导通时间改变输出电压的频率通过改变开关管导通顺序改变输出电压的相序S1S4S5S2S3S6UVEdW561UUVUVWUVW612123234345456561612Ed缺点：输出电压的谐波分量太大电机谐波损耗增加，发热严重甚至烧坏电机转矩脉动较大，低速运行

7、时影响转速的平稳直到从通信技术中采用PWM调制才大大的缓解了以上问题电机PWM调制载波PWM（PulseWidthModuration）调制PWM控制是利用半导体开关器件的导通与关断把直流电压变为一系列等幅(幅值等于输入直流电压)电压脉冲序列，控制电压脉冲宽度和脉冲序列的周期以达到变压变频的目的。改变开关通断时间比就可以改变输出电压的大小。逆变器的输出脉冲的幅度取决于逆变器直流电压，脉冲的宽度取决于控制电压uc，而脉冲宽度的变化周期就是控制信号的周期1／f。控制电压载波控制电压交流调速的控制核心是：只有保持电机磁通恒定才能保证