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1、XXXXXXXXXXXX电压源型变频器保护电路的设计学生姓名XX专业班级电气工程及其自动化完成日期2011年11月9日目录1、2008级实训任务书——12、设计内容及对象——23、电压源型变频器主电路的构成及基本原理——24、四种保护发生的原因及对策——35、设计要点及注意事项——56、四种保护电路电路图——57、总结——92008级实训任务书1、题目：电压源型变频器保护电路的设计。2、技术参数变频器主电路的技术参数:输入电压380V,容量5.5KW,额定电流10A。过压保护:直流侧电压大于800V时,产生过压保护信号欠压保护:当输
2、入电压小于10%额定电压时,产生欠压保护信号过流保护:当电流超过2.24倍额定电流时,产生过流保护信号过热保护:当散热片温度超过60度时,产生过热保护信号将检测到的各种信号转化成计算机能识别的数字信号.3、设计要求：①熟悉电压源型变频器主电路的构成及基本原理。②掌握各种保护发生的原因及保护的作用。③设计四种保护电路,同时要有强弱电隔离功能.④通过实验验证设计电路的正确性。4、工作量：①熟悉电压源型变频器主电路的构成及基本原理：20学时；②掌握各种保护发生的原因及保护的作用：10学时；③设计四种保护电路：50学时；④通过实验验证设计电
3、路的正确性：20学时。5、工作计划：①第一周：掌握电压源型变频器主电路的构成及基本原理,分析各种保护发生的原因及保护的作用,设计过压保护电路.②第二周：设计欠压保护,过流保护,过热保护电路。③第三周：进行实验验正并书写实验报告。一、设计内容及对象本设计主要是针对电压源型变频器主电路的保护，分为过压保护、欠压保护、过流保护、过热保护，同时针对四种保护电路进行分析。本设计中的保护电路是对电压源型变频器主电路的保护,因此,必须熟悉主电路的构成和电路中各个元器件的作用,并要分析故障产生的原因和过程,过电压的产生不是因电源过高,而是因变频器所
4、带的电动机在减速过程中,电机绕组产生的感应电动势经反并联二极管回到直流侧产生的,因此,检测的位置在直溜侧电容的两端,因直流侧的滤波电容额定电压是800V,所以,过电压保护值定为800V.欠电压则是因电源电压过低造成的,设定欠电压的保护值是额定电压的10%.过电流是一般是因负载短路或逆变电路中器件损坏短路或逆变电路触发信号错误造成的,检测的位置应在直溜母线上,这样上述各种过流才能都检测到.过热是因整流,逆变等开关器件在工作中发热产生的,因此,应检测安装器件的散热片的温度,过热保护的温度一般设定在60度。二、电压源型变频器主电路的构成及
5、基本原理整流电路滤波电路制动电路逆变电路其主电路主要由整流电路、滤波电路、逆变电路及制动电路等几部分构成，其中绝缘栅双极晶体管构成了变频器主要硬件。(1)电压源型变频器主电路中各种期间的名称及作用1、D1~D6：（二极管）整流二极管（六合一或二合一）。2、R1：（电阻）限流充电电阻KM：（接触器触点）延时切除R1（充电电流）Icq=U/R3、C1、C2：（电解电容）滤波作用4、R2、R3：（电阻）①均压电阻：电容误差±10%，电阻误差10%，C1、C2额定电压400~450V，必须两个串联。②放电电阻5、RD：快速熔断器过流保护6、
6、T4、R4：能耗制动回路Udc>760V打开7、T1~T6：逆变8、D11~D16：反并联二极管（2）变频调速的基本原理异步电动机同步转速n0=60f1/np=60×50／np=3000np=11500np=21000np=3750np=4（3）变频电源主电路类型1、电压源型大电容滤波（C1、C2）二极管整流输出电压为矩形波，输出电流近似正弦波送变侧必须有反并联二极管2、电流源型大电感滤波晶闸管整流输出电流为矩形波，输出电压近似正弦波送变侧不需要反并联二极管三、四种保护发生的原因及对策①电压源变频器过电压原因及对策1、对于无制动电阻
7、及制动单元的变频调速系统，在停机时可能出现过电压原因：主要原因是减速时间设定太短，造成停机时电机的转速大于此时的转速。对策：增加减速时间或加装制动电阻或制动单元。2、对于有制动电阻及制动单元的变频调速系统，在制动时出现过电压原因：制动电流设定太大或制动的时间太短，或制动加入的时间过早。对策：减小制动电流或延长制动时间，降低加入制动时的频率（在频率降到更低时再加入制动）。3、在变电所或供电线路中投入补偿电容时，导致变频器发生过电压故障原因：在投入补偿电容时会引起电网出现尖峰电压，导致变频器过电压故障。对策：在变频器输入侧加装AC电抗器
8、。4、制动或减速时间过短原因：当制动或减速时间过短时，电机反馈产生的大量能量会积聚在滤波电容上，从而造成变频器过电压。对策：在满足控制要求的条件事，适当增加或延长制动时间或减速时间。5、雷电过电压原因：当发生雷电时，会造成电网产生高电
