变频器知识课件.ppt

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1、变频器知识一、异步电动机原理1、异步电机基础知识三相异步电动机要旋转起来的先决条件是具有一个旋转磁场，三相异步电动机的定子绕组就是用来产生旋转磁场的。我们知道，三相电源相与相之间的电压在相位上是相差120度的，三相异步电动机定子中的三个绕组在空间方位上也互差120度，这样，当在定子绕组中通入三相电源时，定子绕组就会产生一个旋转磁场，其产生的过程如图1所示。图中分四个时刻来描述旋转磁场的产生过程。电流每变化一个周期，旋转磁场在空间旋转一周，即旋转磁场的旋转速与电流的变化是同步的。旋转磁场的旋转方向与绕组中电流的相序有关。相序A、B、C顺时针排列，磁场顺时针方向旋

2、转，若把三根电源线中的任意两根对调，例如将B相电流通入C相绕组中，C相电流通入B相绕组中，则相序变为：C、B、A，则磁场必然逆时针方向旋转。利用这一特性我们可很方便地改变三相电动机的旋转方向。2定子绕组产生旋转磁场后，转子导条（鼠笼条）将切割旋转磁场的磁力线而产生感应电流，转子导条中的电流又与旋转磁场相互作用产生电磁力，电磁力产生的电磁转矩驱动转子沿旋转磁场方向以n1的转速旋转起来。一般情况下，电动机的实际转速n1低于旋转磁场的转速n。因为假设n=n1，则转子导条与旋转磁场就没有相对运动，就不会切割磁力线，也就不会产生电磁转矩，所以转子的转速n1必然小于n。为

3、此我们称三相电动机为异步电动机。异步电动机的同步转速由电动机的磁极对数（极对数）和电源频率所决定。电机的同步转速：ns=60f/p且转差率：s=ns-n/ns因此，电动机的转子转速：n=ns×(1–s)=60f/p×(1–s)其中：n———电动机转速，r/min；ns———同步转速，r/min；f———电源频率，Hz；p———电动机磁极对数；s———转差率。3图a图b图c42.改变转差率s改变转差率是通过在转子电路中串联电阻来实现的。所以，这种方法只适用于绕线转子异步电动机，如图d。这种调速方法虽然在一部分机械中得到了较为普遍的应用，但其缺点也是十分明显的:(

4、1)因为调速电阻是在外部的，为了使转子电路和调速电阻之间建立电的联系，绕线转子异步电动机在结构上加入了电刷和集电环等薄弱环节，提高了故障率。(2)调速电阻内将白白的消耗掉许多电能。(3)转速的档次也不可能很多。(4)调速后的机械特性较“软”，不够理想。如图e图d图e注：由于电阻箱发热，容易变形，故此种方法尤其不适用于煤矿井下等防爆要求等级高的场所！53.改变频率f调节了电动机的频率，便调节了同步转速，也就调节了异步电动机轴上的转速，并且只有变频，异步电动机才能实现无级调速，才有可能和直流电机一比高低。变频调速具有以下特点：（1）调速范围广，精度高。通用变频器的

5、最低工作频率为0.5HZ，档次较高的变频器的最低工作频率可达0.1HZ，电动机转速可在0.1至50HZ之间调节。（2）调速平滑性好，效率高。（3）起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显。（4）在工作特性方面，不管是静态特性还是动态特性，都能做到和直流调速系统不相上下的程度，如图f。（5）经济性方面，变频调速装置的价格虽明显地高于直流调速装置，但在故障率方面，由于直流电机本身的弱点，变频调速系统具有较大的优势。这也是为什么变频调速技术发展得十分迅速的根本原因。图f由于变频器具有以上优点，所以它广泛用于钢铁、化工、水泥等行业，近年来矿山对变频器的需求也能与日

6、俱增，它主要应用于输送带、提升机、刮板机、采煤机及乳化液泵等系统，这也是我们今天要学习变频器的主要原因。6二、变频器基础知识交交变频把频率固定的交流电源直接变换成频率连续可调的交流电源。其主要优点是没有中间环节，故变换频率高，但其连续可调的频率范围窄，一般为额定频率的1/2以下（0-f/2），故它主要用于容量较大的低速拖动系统中。1、变频器的分类1.1按变换环节分交直交变频先把频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及改善变频后电动机的特性等方面，都具有明显的优势。目前

7、迅速的普及应用的主要是这一种。我们公司也主要生产这一种变频器，本教程也只介绍这一种变频器。PAM脉幅调制把变频器输出电压的大小通过改变直流电压的大小来进行调制。在中小容量变频器中，这种方式几近绝迹。1.2按输出电压的调制方式分PWM脉宽调制变频器输出电压的大小通过改变输出脉冲的占空比来进行调制。目前普遍应用的是占空比按正弦规律安排的正弦波脉宽调制（SPWM）方式，这也是本教程所要介绍的方式。电流源型1.3按直流环节的储能方式分直流环节的储能元件是电容器CF，如图H。本教程将只介绍电压型变频器。电压源型图G图H直流环节的储能元件是电感线圈LF，如图G。1.3按控

8、制方式分根据电压、频率对应关系对变频器