变频器基础知识培训课件.ppt

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1、变频器的基础知识电气管理处2010.04东方希望电气管理处员工变频器交流学习第一讲主　　要　　内　　容1、变频调速的基本原理12、变频器及其分类23、变频器的基本结构3一、变频调速的基本原理变频器是转换电能并能改变频率的电能转换装置，其是在变频器R、S、T端输入频率固定的三相交流电，首先经过全波整流电路整流成直流电、再由逆变电路逆变成频率和电压任意可调的三相交流电，从U、V、W端输出，作为三相异步电动机的变频电源。我们知道，三相交流异步电动机的转速为式中f1——电动机电源的频率(Hz)；p——电动机定子绕组的磁极对数；s——转差率。可见，在转差率变化不大的

2、情况下，可以认为，调节电动机定子电源频率时，电动机的转速，n大致随之成正比变化。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。二、变频器及其分类什么是变频器?变频器是利用半导体器件的通断作用将频率固定的交流电(三相或单相)变换成频率连续可调的交流电的电能控制装置，其作用如图所示。(1)按变换环节可分为二类1)交-交变频器:把频率固定的交流电直接变换成频率和电压连续可调的交流电。其主要优点是没有中间环节，故变换效率高。但连续可调的频率范围窄，一般为额定频率的1／2以下，主要适用于电力牵引等容量较大的低速拖动系统中。2)交-直-交变频器:先把频

3、率固定的交流电整流成直流电，再把直流电逆变成频率连续可调的三相交流电。由于把直流电逆变成交流电的环节较易控制，因此在频率的调节范围以及改善变频后电动机的特性等方面，都有明显优势，是目前广泛采用的变频方式。(2)按直流环节的储能方式分为二类1)电流型变频器:直流环节的储能元件是电感线圈L，如图所示。2)电压型变频器:直流环节的储能元件是电容器C，如图所示。(3)按用途可分为三类1)通用变频器:所谓通用变频器，是指能与普通的笼型异步电动机配套使用，能适应各种不同性质的负载并具有多种可供选择功能的变频器。2)高性能专用变频器:高性能专用变频器主要应用于对电动机的

4、控制要求较高的系统，与通用变频器相比，高性能专用变频器大多数采用矢量控制方式，驱动对象通常是变频器厂家指定的专用电动机。3)高频变频器:在超精密加工和高性能机械中，常常要用到高速电动机，为了满足这些高速电动机的驱动要求，出现了采用PAM(脉冲幅值调制，是一种在整流电路部分对输出电压的幅值进行控制，而在逆变电路部分对输出频率进行控制)控制方式的高频变频器，其输出频率可达到3000Hz。(4)按工作原理可分为三类1)V／f控制变频器:V／f控制的基本特点是对变频器输出的电压和频率同时进行控制，通过使电压和频率的的比值保持一定而得到所需的转矩特性。采用V／f控制

5、的变频器控制电路结构简单，成本低，多用于对精度要求不高的通用变频器。2)转差频率控制变频器:转差频率控制方式是对V／f控制的一种改进，这种控制需要由安装在电动机上的速度传感器检测出电动机的转速，构成速度闭环，速度调节器的输出为转差频率，而变频器的输出频率则由电动机的实际转速与所需转差频率之和决定。由于通过控制转差频率来控制转矩和电流，与V/f控制相比其加减速特性和限制过流的能力得到提高。3)矢量控制变频器:矢量控制是一种高性能异步电动机控制方式，它的基本思路是：将异步电动机的定子电流分为产生磁场电流的分量（励磁电流）和与其垂直的产生转矩的电流分量(转矩电流

6、)，并分别加以控制。由于在这种控制方式中必须同时控制异步电动机定子电流的幅值和相位，即定子电流的矢量，因此这种控制方式被称为矢量控制方式。变频器的控制方式U/f控制方式转差率频率控制矢量控制方式直接转矩控制方式对变频调速的基本要求（1）主磁通保持不变（2）过载能力保持不变铁心过饱和不变绕组过热带负载能力不变（1）主磁通保持不变（2）过载能力保持不变与负载性质有关U/f控制原理若，为恒磁通控制方式或恒转矩调速。若，为恒功率调速。U/f控制方式不变不变从基频向下调，属于恒转矩调速方式；从基频向上调，属于恒功率调速方式。对变频器的输出的电压和频率同时进行控制，保

7、持U/f恒定使电动机获得所需的转矩特性当f较低时，r1不能忽略通常以保持不变（电压补偿）通用变频器大多采用交-直-交变频变压方式，其基本构成如图所示。3、变频器的基本结构变频器的基本构成整流器逆变器中间直流环节控制电路保护电路交-直-交变频器工作原理网侧交流器Ⅰ负载侧交流器Ⅱ中间直流环节Ⅲ整流器逆变器控制电路控制指令控制指令运行指令ACACDCM~~380380V50Hz0～380V0～50Hz中间直流环节的储能元件用于直流环节和电动机间的无功功率交换整流器可以把三相交流电整流成直流电控制电路可完成对逆变器的开关控制，对整流器的电压控制，通过外部接口电路发

8、送控制信息，以及各种保护功能逆变器是利用电力电子器件，有规律地控制