变频器基本原理及相关知识ppt课件.ppt

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1、变频器基本原理和调试维修基础知识2021/7/29目录第一节变频器的发展和主要相关技术第二节变频器的主要构成及其工作原理第三节变频器使用应注意事项第四节变频器各种功能和应用第五节变频器常见故障分析及维护保养第六节市场上变频器几大品牌2021/7/29第一节：变频器的发展和主要相关技术2021/7/29电气传动系统概述以交流（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。大致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皮带轮、齿轮箱等直流电机交流调速装

2、置交流输出执行机构变频器变频器的工作原理我们知道，交流电动机的异步转速表达式为：n＝60f(1－s)/p(1)其中n———异步电动机的转速；f———异步电动机的频率；s———电动机转差率；p———电动机极对数。由公式(1)可知，电动机的输出转速与输入的电源频率、转差率、电机的极对数有关系，因而交流电动机的直接调速方式主要有变极调速(调整P)、转子串电阻调速或串级调速或内反馈电机(调整s)和变频调速(调整f)等。而我们现在运用最广泛的就是变频调速，由转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的

3、范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。交流电动机的同步转速表达式位：n＝60f/P故也可以用变频调速。变频器的发展史4.变频器相关技术（即发展基础）（1）电力电子技术定义是把电子电路应用到电能变化中的技术，通过有效的手段对电能进行变换、控制和调节，从而把可利用的输入电能形式变成所希望的输出电能形式的技术。（2）电力电子器件概念又称为功率半导体器件，主要用于实现电能变换或控制的电子器件2021/7/29通态损耗是器件功率损耗的主要成因。器件开关

4、频率较高时，开关损耗可能成为器件功率损耗的主要因素。（3）电力电子器件的损耗2021/7/29（4）电力电子器件的分类2021/7/292021/7/29（5）电能变化的基本形式◆交流—直流（AC—DC）变换◆交流—交流（AC—AC）变换◆直流—交流（DC—AC）变换◆直流—直流（DC—DC）变换2021/7/29（6）应用领域◆电源设计领域：开关电源、UPS不间断电源等◆电机传动领域：工艺、节能、牵引、精密及特种◆电子领域：汽车电子（电子打火器、电动车窗、电动座椅等）、家用电器（电磁炉、变频空调等），变频电源（航空400Hz）

5、◆绿色照明领域：电子整流器（提高效率及功率因数）◆新能源开发领域：太阳能、风能、潮汐能、地热能、生物废料能2021/7/29（7）发展方向◆集成化、模块化：应用不同，主电路及控制电路不同，集成为专用芯片或模块◆智能化：植入传感器、数字芯片。控制、驱动、检测、通讯、故障自诊断。◆高频化：提高开关速度，降低导通压降。可降低体积及重量。◆不断拓展电压应用范围：高压场合的应用需求（半控型8KV、全控型6.5KV）集成电路电源电压多样化（18V/15V/12V/5V/3.3V/1.8V/1.5V/1.2V/0.8V）2021/7/29第二

6、节：变频器的主要构成及其工作原理2021/7/29变频器的分类按变频的原理，变频器分为交－交变频器和交－直－交变频器。交一交变频器它是将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，变换效率高。但其连续可调的频率范围较窄，一般在额定频率的1／2以下，故主要用于容量较大的低速拖动系统中。交一直一交变频器先将频率固定的交流电整流后变成直流，再经过逆变电路，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较易控制，因此在频率的调节范围，以及变频后电动机特性的改善等方面，都具有明显的优势，

7、目前使用最多的变频器均属于交一直－交变频器。根据直流环节的储能方式来分，交一直一交变频器又可分成电压型和电流型两种。(1)电压型：整流后若是靠电容来滤波称为电压型，现在使用的变频器大部分为电压型。电压源型逆变器的中间直流环节由于采用电容储能，因此直流环节电压值不受负载影响，其主要运行特点如下：逆变器采用PWM技术，既变压又变频；由于直流电压源的箝位作用，交流侧电压波形为矩形波，与负载阻抗角无关，而交流侧电流波形和相位因负载阻抗角的不同而异，其波形接近正弦波。系统响应速度快；可多台逆变器共用一套直流电源并联运行；同一相的上下桥臂有

8、直通短路的可能，这时电流的变化率和峰值都很大，需要在极短的时间内进行保护，所以保护困难；由于整流部分采用不控整流，因此不能实现能量回馈制动。如果电动机需要向交流电源反馈能量，因直流测电压方向不能改变，所以只能靠改变直流电流的方向来实现，这就需要给交－直变换的整流