變頻器原理-PPT版教程

變頻器原理電氣傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介定義以交流（直流）電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械的系統(tǒng)我們稱之為交流（直流）電氣傳動(dòng)系統(tǒng)，也稱交流（直流）電氣拖動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)交流電源輸入終端機(jī)械交流電機(jī)直流調(diào)速裝置直流輸出皮帶輪、齒輪箱等風(fēng)機(jī)、泵等直流電機(jī)交流調(diào)速裝置交流輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)變頻器CompanyName交流異步電機(jī)的機(jī)械特性公式

n＝60f/p(1-s)n：電機(jī)轉(zhuǎn)速f：給電機(jī)供電的交流電頻率p：電機(jī)極對(duì)數(shù)s：轉(zhuǎn)差率交流同步電機(jī)的機(jī)械特性公式

n＝60f/pn：電機(jī)轉(zhuǎn)速f：給電機(jī)供電的交流電頻率p：電機(jī)極對(duì)數(shù)

CompanyName交流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展歷程調(diào)速方式名稱控制對(duì)象特點(diǎn)變極調(diào)速交流異步電動(dòng)機(jī)有級(jí)調(diào)速，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，最多4段速調(diào)壓調(diào)速無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍窄電機(jī)最大出力能力下降，效率低系統(tǒng)簡(jiǎn)單，性能較差轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速變頻調(diào)速交流異步電動(dòng)機(jī)交流同步電動(dòng)機(jī)真正無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍寬電機(jī)最大出力能力不變，效率高系統(tǒng)復(fù)雜，性能好可以和直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美CompanyName變頻器變頻器是交流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的一種,是將交流工頻電源轉(zhuǎn)換成電壓、頻率均可變的適合交流電機(jī)調(diào)速的電力電子變換裝置，英文簡(jiǎn)稱VVVF(VariableVoltageVariableFrequency）變頻器的控制對(duì)象三相交流異步電機(jī)和三相交流同步電機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)適配電機(jī)極數(shù)是2/4極變頻調(diào)速的優(yōu)勢(shì)（與其它交流電機(jī)調(diào)速方式對(duì)比）序號(hào)優(yōu)點(diǎn)1平滑軟啟動(dòng)，降低啟動(dòng)沖擊電流，減少變壓器占有量，確保電機(jī)安全2在機(jī)械允許的情況下可通過提高變頻器的輸出頻率提高工作速度3無級(jí)調(diào)速，調(diào)速精度大大提高4電機(jī)正反向無需通過接觸器切換5非常方便接入通訊網(wǎng)絡(luò)控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化控制CompanyName交流低壓交直交通用變頻器系統(tǒng)框圖～整流部分儲(chǔ)能環(huán)節(jié)逆變部分M控制系統(tǒng)交流直流直流交流整流器：將交流電變換成直流的電力電子裝置，其輸入電壓為正弦波，輸入電流非正弦，帶有豐富的諧波逆變器：將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的電力電子裝置，其輸出電壓為非正弦波，輸出電流近似正弦CompanyName變頻器的基本構(gòu)成CompanyName變頻器的種類按直流電源的性質(zhì)分類電流型電壓型按輸出電壓調(diào)節(jié)方式分PAM方式PWM方式調(diào)載波頻率的PWM方式按控制方式分類U/f控制轉(zhuǎn)差頻率控制矢量控制按主開關(guān)器件分類：如以IGBT、BJT、GTO和SCR分類國(guó)內(nèi)流行的幾種品牌：松下變頻器、富士變頻器、歐姆龍變頻器、西門子變頻器、霍尼威爾變頻器等CompanyName實(shí)用原理框圖143256CompanyName類別作用主要構(gòu)成器件主回路整流部分1將工頻交流變成直流，輸入無相序要求整流橋逆變部分2將直流轉(zhuǎn)換為頻率電壓均可變的交流電，輸出無相序要求IGBT制動(dòng)部分3/4消耗過多的回饋能量，保持直流母線電壓不超過最大值單管IGBT和制動(dòng)電阻,大功率制動(dòng)單元外置上電緩沖6降低上電沖擊電流，上電結(jié)束后接觸器自動(dòng)吸合，而后變頻器允許運(yùn)行限流電阻和接觸器儲(chǔ)能部分5保持直流母線電壓恒定，降低電壓脈動(dòng)電解電容和均壓電阻控制回路鍵盤7對(duì)變頻器參數(shù)進(jìn)行調(diào)試和修改，并實(shí)時(shí)監(jiān)控變頻器狀態(tài)MCU(單片機(jī)）控制電路8交流電機(jī)控制算法生成，外部信號(hào)接收處理及保護(hù)DSP(或兩個(gè)MCU）CompanyName類別作用結(jié)構(gòu)件散熱器將整流橋、逆變器產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去溫度傳感器檢測(cè)散熱器溫度，確保模塊工作在允許溫度環(huán)境下風(fēng)扇配合散熱器，將變頻器內(nèi)部的熱量帶走，有直流風(fēng)扇（24V)和交流風(fēng)扇兩種CompanyNamePWM（PulseWidthModuration）調(diào)制PWM調(diào)制是：利用半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷把直流電壓調(diào)制成電壓可變、頻率可變的電壓脈沖列。SPWM調(diào)制是：采用三角波和正弦波相交獲得的PWM波形直接控制各個(gè)開關(guān)可以得到脈沖寬度和各脈沖間的占空比可變的呈正弦變化的輸出脈沖電壓電壓，能獲得理想的控制效果：輸出電流近似正弦載波頻率必須高，才能保證調(diào)制后得到的波形與調(diào)制前效果相同GTR變頻器由于開關(guān)頻率太低，電機(jī)噪聲較大，IGBT有效的解決了這個(gè)問題SPWM調(diào)制載波CompanyName交流調(diào)速的控制核心是：只有保持電機(jī)磁通恒定才能保證電機(jī)出力，才能獲得理想的調(diào)速效果V/F控制－－－－簡(jiǎn)單實(shí)用，性能一般，使用最為廣泛只要保證輸出電壓和輸出頻率恒定就能近似保持磁通保持恒定例:對(duì)于380V50Hz電機(jī)，當(dāng)運(yùn)行頻率為40HZ時(shí)，要保持V/F恒定，則40HZ時(shí)電機(jī)的供電電壓:380×（40/50)＝304V低頻時(shí)，定子阻抗壓降會(huì)導(dǎo)致磁通下降，需將輸出電壓適當(dāng)提高矢量控制－－－性能優(yōu)良，可以與直流調(diào)速媲美，技術(shù)成熟較晚模仿直流電機(jī)的控制方法，采用矢量坐標(biāo)變換來實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電機(jī)定子勵(lì)磁電流分量和轉(zhuǎn)矩電流分量的解耦控制，保持電機(jī)磁通的恒定，進(jìn)而達(dá)到良好的轉(zhuǎn)矩控制性能，實(shí)現(xiàn)高性能控制。性能優(yōu)良，控制相同復(fù)雜，直到90代計(jì)算