變頻器應(yīng)用技術(shù) 課件 2.2.2變頻器動(dòng)力電路

2.2.2變頻器動(dòng)力電路目錄變頻器動(dòng)力電路組成變頻器主電路分析SPWM技術(shù)與SPWM逆變器主電路接線端子與動(dòng)力電路配線核心概念變頻器動(dòng)力電路——由變頻器本體及其外圍附件組成的電路，動(dòng)力電路的輸入側(cè)接恒壓恒頻的交流供電電網(wǎng)，輸出側(cè)輸出壓頻比等于常數(shù)的正弦脈沖寬度調(diào)制波（SPWM波），輸出側(cè)接交流異步電動(dòng)機(jī)或同步電機(jī)。核心概念正弦脈沖寬度調(diào)制——指利用全控型電力電子器件的導(dǎo)通和關(guān)斷把正弦電壓變換成一定形狀的電壓脈沖序列，實(shí)現(xiàn)變壓變頻控制的一種技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)SPWM（PulseWidthModulation）技術(shù)。1.變頻器動(dòng)力電路組成基本知識(shí)——變頻器動(dòng)力電路組成KM1具有上電和急?？刂频淖冾l器動(dòng)力電路(正常無(wú)故障情況下，R2A-R2C為接通狀態(tài)）2.變頻器的主電路分析基本知識(shí)——變頻器的主電路分析主電路的組成（交-直-交變頻器）正弦交流電壓恒壓恒頻高頻脈沖序列變壓變頻基本知識(shí)——變頻器的主電路分析基本知識(shí)——變頻器的主電路分析整流電路整流電路的作用是將固定頻率固定電壓的交流電變換成脈動(dòng)直流電，大多采用橋式整流電路。在中小容量變頻器中，一般采用不可控整流二極管模塊或集整流、逆變及制動(dòng)電路于一體的集成功率模塊。基本知識(shí)——變頻器的主電路分析集成功率模塊——SKiiP11NAB126V1整流電路基本知識(shí)——變頻器的主電路分析中間直流電路濾波電路的作用是平滑整流后的脈動(dòng)直流電，通常由若干個(gè)電容并聯(lián)成一組，又由兩個(gè)電容器組串連而成。PA+/PC-:直流母線端子直流母線電壓約513V濾波電容基本知識(shí)——變頻器的主電路分析中間直流電路RC1、RC2阻值相等，使CF1、CF2電壓保持平衡，避免由于電容分散性造成的器件損壞?；局R(shí)——變頻器的主電路分析中間直流電路變頻器出廠時(shí)主電路端子PO、PA+一般用短接片進(jìn)行短接。需要時(shí)可接入直流電抗器DL以提高變頻器的功率因數(shù)。注意：ATV340全系列變頻器內(nèi)置直流電抗器，主電路無(wú)PO接線端子。基本知識(shí)——變頻器的主電路分析中間直流電路限流電路Q(chēng):為什么要接限流電阻？電容充電瞬間相當(dāng)于短路，使電源電壓瞬間下降對(duì)電網(wǎng)形成干擾；過(guò)大的沖擊電流流經(jīng)整流橋，使整流橋可能損壞?；局R(shí)——變頻器的主電路分析中間直流電路限流電路Q(chēng):KM的作用是什么？限流電阻串接在直流母線中會(huì)導(dǎo)致直流母線電壓和變頻器輸出電壓下降；電路損耗也將增大；當(dāng)直流電壓增大到一定程度時(shí)，KM觸點(diǎn)閉合將RL短路基本知識(shí)——變頻器的主電路分析中間直流電路直流電壓指示電路的主要功能是在變頻器切斷電源后表示濾波電容上的電荷是否已經(jīng)釋放完畢，以確保操作人員的人身安全。直流電壓指示電路基本知識(shí)——變頻器的主電路分析③逆變電路控制電路逆變電路的作用是把直流母線電壓轉(zhuǎn)換成頻率、電壓可調(diào)的交流電壓（脈沖序列）基本知識(shí)——變頻器的主電路分析③逆變電路控制電路續(xù)流二極管的作用：逆變管關(guān)斷時(shí)續(xù)流；發(fā)電機(jī)狀態(tài)下為再生電流提供通路續(xù)流二極管基本知識(shí)——變頻器的主電路分析制動(dòng)單元用于防止電動(dòng)機(jī)處于再生制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，濾波電容電荷積累使直流回路產(chǎn)生泵升電壓而導(dǎo)致的器件損壞。④制動(dòng)單元電路基本知識(shí)——SPWM技術(shù)與SPWM逆變器

交-直-交變頻器主電路通過(guò)整流和逆變兩個(gè)環(huán)節(jié)將正弦交流電變換成頻率及電壓均可調(diào)的脈沖序列。Q1：逆變是如何實(shí)現(xiàn)的？Q2：逆變時(shí)如何保持壓頻比不變？基本知識(shí)——SPWM技術(shù)與SPWM逆變器逆變電路的工作原理單相橋式逆變電路逆變輸出波形VT1/VT4閉合VT2/VT3閉合Q1:逆變是如何實(shí)現(xiàn)的？A1:控制VT1/VT4和VT2/VT3的輪流通斷Q2:如何保持壓頻比不變？A2:同時(shí)改變直流電壓Ui和通斷周期T同時(shí)控制整流和逆變，線路復(fù)雜，協(xié)調(diào)困難！基本知識(shí)——SPWM技術(shù)與SPWM逆變器SPWM逆變技術(shù)——SPWM波SPWM逆變技術(shù)即正弦脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，其輸出波形為一系列等幅不等寬的矩形脈沖，這些脈沖與正弦波等效。SPWM電壓波形與正弦波相差甚遠(yuǎn)，但由于電動(dòng)機(jī)是電感性負(fù)載，當(dāng)把調(diào)制頻率為幾千赫茲的SPWM電壓波形加到電動(dòng)機(jī)時(shí)，其電流波形就接近正弦波?；局R(shí)——SPWM技術(shù)與SPWM逆變器SPWM逆變技術(shù)——SPWM波的調(diào)制過(guò)程調(diào)制波uc載波utSPWM波uSPWM由正弦波（調(diào)制波uc）和三角波（載波ut）相比較產(chǎn)生SPWM波基本知識(shí)——SPWM技術(shù)與SPWM逆變器SPWM逆變技術(shù)——SPWM波的調(diào)制方法單極性調(diào)制

正弦調(diào)制波uc的半個(gè)周期內(nèi)，三角載波ut只在正或負(fù)的一種極性范圍內(nèi)變化，所得到的SPWM波也只處于一個(gè)極性的范圍內(nèi)；單極性調(diào)制的后半周經(jīng)倒相輸出負(fù)半周的SPWM波基本知識(shí)——SPWM技術(shù)與SPWM逆變器SPWM逆變技術(shù)——SPWM波的調(diào)制方法雙極性調(diào)制

在正弦調(diào)制波uc半個(gè)周期內(nèi)，三角載波ut在正負(fù)極性之間連續(xù)變化，則SPWM波也在正負(fù)之間變化?；局R(shí)——SPWM技術(shù)與SPWM逆變器從調(diào)制脈沖的極性上看，SPWM有單極性和雙極性之分。無(wú)論哪種調(diào)制方式，改變調(diào)制信號(hào)uc的幅值時(shí)，輸出SPWM波的脈寬將隨之改變，從而改變等效正弦電壓的大小；改變調(diào)制信號(hào)uc的頻率，則等效正弦電壓的頻率也隨之改變。即：通過(guò)調(diào)制調(diào)制信號(hào)uc的控制，就可以實(shí)現(xiàn)逆變電路既調(diào)壓又調(diào)頻的目的。SPWM逆變技術(shù)——SPWM波的調(diào)制方法基本知識(shí)——SPWM技術(shù)與SPWM逆變器SPWM逆變技術(shù)——SPWM波的調(diào)制方法從載波信號(hào)和調(diào)制波信號(hào)的頻率關(guān)系來(lái)看又有同步調(diào)制、異步調(diào)制及分段同步調(diào)制之分基本知識(shí)——SPWM技術(shù)與SPWM逆變器SPWM逆變技術(shù)——SPWM波的調(diào)制方法同步調(diào)制：載波頻率隨調(diào)制波頻率同步變化，R=常數(shù)R取3的整數(shù)倍，使輸出波形對(duì)稱(chēng)；高頻時(shí)，開(kāi)關(guān)損耗大，漏電流大；低頻時(shí)，脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、噪聲大。異步調(diào)制：載波頻率固定，R≠常數(shù)R≠3的整數(shù)倍，波形不對(duì)稱(chēng)，存在偶次諧波；低頻時(shí)載波比高，有效減小脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩和噪聲基本知識(shí)——SPWM技術(shù)與SPWM逆變器SPWM逆變技術(shù)——SPWM波的調(diào)制方法分段同步調(diào)制：頻率分成若干個(gè)頻段，在每個(gè)頻段內(nèi)分別進(jìn)行同步調(diào)制頻段內(nèi)R取3的整數(shù)倍，使輸出波形對(duì)稱(chēng)；低頻段取載波比較大的數(shù)值，消除脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩；高頻段取載波比較小的數(shù)值，減小漏電流及干擾?；局R(shí)——SPWM技術(shù)與SPWM逆變器交-直-交變頻器主電路SPWM逆變器SPWM逆變器基本知識(shí)——SPWM技術(shù)與SPWM逆變器③SPWM逆變器主電路控制電路調(diào)制波控制波輸出波載波基本知識(shí)——主電路接線端子與動(dòng)力電路配線主電路接線端子機(jī)架規(guī)格1/規(guī)格2基本知識(shí)——主電路接線端子與動(dòng)力電路配線主電路接線端子機(jī)架規(guī)格4基本知識(shí)