变频器结构与原理ppt课件.ppt

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1、变频调速系统结构与原理1一、变频器的概述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，因此在过去很长的一段时间内，在需要进行调速控制的拖动系统中一直占有主导地位。但是直流电动机采用机械换向器换向，其单机容量、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系统理论、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领域的所有普通交流异步电动机的

2、调速控制，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2二、变频器的定义及分类1、定义：变频器是一种利用电力半导体器件的通断作用，将工频交流电换成频率、电压连续可调的交流电的电能控制装置。32、变频器的分类变频器的种类很多，分类方法也有多种，常见的分类方式见表分类方式种类分类方式种类按供电电压分低压变频器(110V220V380V)中压变频器(500V660V1140V)高压变频器(3kV3.3kV6kV6.6kv10kV)按控制方式分U/f控制变频器转差频率控制变频器矢量控制变频器按输出功

3、率分小功率变频器中功率变频器大功率变频器按用途分通用变频器高性能专用变频器高频变频器按直流电源性质分电流型变频器电压型变频器按供电电源相数分单相输入变频器三相输入变频器按输出电压调制方式分PAM（脉幅调制）控制变频器PWM（脉宽调制）控制变频器按变换环节分交—直—交变频器交—交变频器45三、变频器的基本结构：目前，变频器的变换环节大多采用交－直－交变频变压方式。交－直－交变频器是先把工频交流电通过整流器变成直流电，然后再把直流电逆变成频率、电压可调的交流电。通用变频器主要由主电路和控制电路组成，而主电路

4、又包括整流电路、直流中间电路和逆变电路三部分，其基本构成框图如图所示。1、变频器的主电路：下图所示为通用变频器的主电路，各部分的作用见表6整流电路部分：将频率固定的三个交流电变换成直流电元件三相整流桥滤波电容器CF限流电阻RL与开关S电源指示灯HL作用将交流电变换成脉动直流电。若电源线电压为UL,则整流后的平均电压UD=1.35UL滤平桥式整流后的电压纹波，保持直流电压平稳接通电源时，将电容器CF的充电冲击电流限制在允许范围内，以保护整流桥。而当CF充电到一定程度时，令开关S接通，将RL短路。在有些变频

5、器里，S由晶闸管代替HL除了表示电源是否接通外，另一个功能是变频器切断电源后，指示电容器CF上的电荷是否已经释放完毕。在维修变频器时，必须等HL完全熄灭后才能接触变频器的内部带电部分，以保证安全逆变电路部分：将直流电逆变成频率、幅值都可调的交流电元件三相逆变桥V1~V6续流二极管VD7~VD12缓冲电路R01~R06、VD01~VD06、C01~C06制动电阻RB和制动三极管VB作用通过逆变管V1~V6按一定规律轮流导通和截止，将直流电逆变成频率、幅值都可调的三相交流电在换相过程中为电流提供通路限制过高

6、的电流和电压，保护逆变管免遭损坏当电动机减速、变频器输出频率下降过快时，消耗因电动机处于再发生电制动状态而回馈到直流电路中的能量，以避免变频器本身的过电压保护电路动作而切断变频器的正常输出72、变频器的控制电路：变频器的控制电路为主电路提供控制信号，其主要任务是完成对逆变器开关元件的开关控制和提供多种保护功能。控制方式有模拟控制和数字控制两种。通用变频器控制电路的控制框图如下图所示，主要由主控板、键盘与显示板、电源板与驱动板、外接控制电路等构成。各部分的功能见表。8部件功能主控板主控板是变频器运行的控制

7、中心，其核心器件是控制器（单片微机）或数字信号处理器（DSP），其主要功能有：(1)接受并处理从键盘、外部控制电路输入的各种信号，如修改参数、正反转指令等(2)接受并处理内部的各种采样信号，如主电路中电压与电流的采样信号、各部分温度的采样信号、各逆变管工作状态的采样信号等(3)向外电路发出控制信号及显示信号，如正常运行信号、频率到达信号等，一旦发现异常情况，立刻发出保护指令进行保护或停车，并输出故障信号(4)完成SPWM调制，将接受的各种信号进行判断和综合运算，产生相应的SPWM调制指令，并分配给各逆变

8、管的驱动电路(5)向显示板和显示屏发出各种显示信号键盘与显示板键盘与显示板总是组合在一起。键盘向主控板发出各种信号或指令，主要用于向变频器发出运行控制指令或修改运行数据等显示板将主控板提供的各种数据进行显示，大部分变频器配置了液晶或数码管显示屏，还有指示灯，还有RUN（运行）、STOP（停止）、FWD（正转）、REV（反转）、FLT（故障）等状态指示灯和单位指示灯，如HZ、A、V等。可以完成以下指示功能：(1)在运行监视模式下，显示各种运行