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变频技术讲座变频技术讲座第1页，本讲稿共46页目目 录录第一章、通用变频器发展史第一章、通用变频器发展史第二章、通用变频器硬件结构与及其原理第二章、通用变频器硬件结构与及其原理第三章、常用控制方法第三章、常用控制方法第四章、变频器设计、使用的一些注意事项第四章、变频器设计、使用的一些注意事项 2第2页，本讲稿共46页一一.变频器发展史、趋势变频器发展史、趋势 随着微机技术、电力电子技术和调速控制理论的不断发展，变频器作为一种智能调速“电源”也在不断地更新。从变频器问世以来，通用变频器主要经历以下几个发展阶段：80年代初期的模拟式、80年代中期的数字式、90年代以后的智能式、多功能型通用变频器。通用变频器发展主要有以下特点：、功率器件不断更新换代功率器件不断更新换代变频器的发展受其电力半导体器件的限制，现在常用器件主要有:绝缘栅双极晶体管IGBT、集成门极换流晶闸管IGCT。80年代初主要使用GTO、大功率晶体管GTR，由于GTR的工作频率一般在2KHZ以下，载波频率和最小脉宽都受到限制，难以得到较为理想的正弦脉宽调制波形，并使异步电机在变频调速时产生噪声。3第3页，本讲稿共46页一一.变频器发展史、趋势变频器发展史、趋势主要电力电子器件 A.不可控器件：整流二极管（D）B.可控器件：两个系列 脉冲控制系列晶闸管（Th）半控 门极关断晶闸管（GTO）全控 6000V 6000A fs500Hz 控制脉冲电流大，要求庞大阻尼电路绝缘门极晶闸管（IGCT）全控 4500V 4000A fs1000Hz控制脉冲电流小，器件和触发电路集成在一起，阻尼电路小4第4页，本讲稿共46页一一.变频器发展史、趋势变频器发展史、趋势电平控制系列 电力场效应晶体管(P-MOSFET)全控 电压控制 电压500V fs达100KHz双极型晶体管（BJT）曾用名：电力晶体管(GTR)全控 电流控制 1200V 600A fs5%时精确。电流模型（IM）需rr、Lm、Lr等参数及r信号，在n36KHz后需降容35第35页，本讲稿共46页设计、使用时的一些注意事项设计、使用时的一些注意事项2.变频器输入侧（网侧）滤波 A.问题：输入电流波形及功率因数差36第36页，本讲稿共46页设计、使用时的一些注意事项设计、使用时的一些注意事项B.措施:a.交流进线电抗 b.直流电抗37第37页，本讲稿共46页设计、使用时的一些注意事项设计、使用时的一些注意事项c.有源前端直流电源AFE（690V装置不可靠）d.12脉波整流（大中功率）38第38页，本讲稿共46页设计、使用时的一些注意事项设计、使用时的一些注意事项3.变频器输出侧（负载侧）滤波 A.问题:a.dv/dt导致电机端部过电压，IGBT电流冲击。39第39页，本讲稿共46页设计、使用时的一些注意事项设计、使用时的一些注意事项b.共模电压导致轴电压、轴电流。电机相和轴共模电压1：相地2：轴地40第40页，本讲稿共46页设计、使用时的一些注意事项设计、使用时的一些注意事项B.措施：380V变频器，电缆长L50m及690V变频器必须有措施：a.加输出电抗 b.加dv/dt滤波（电抗+电容）c.加正弦波滤波（畸变5%），电压损失10-15%d.使用变频专用电机 41第41页，本讲稿共46页设计、使用时的一些注意事项设计、使用时的一些注意事项4.输出电缆 A.问题：电磁干扰，影响其他电子设备 B.措施：a.屏蔽电缆 b.非屏蔽电缆+防护槽（管）42第42页，本讲稿共46页设计、使用时的一些注意事项设计、使用时的一些注意事项5.制动能量吸收 a.制动单元+制动电阻 b.整流/回馈型直流电源 c.有源前端直流电源AFE43第43页，本讲稿共46页设计、使用时的一些注意事项设计、使用时的一些注意事项6.公共直流母线优点：交-直电源容量小 制动能量吸收容易 总安装尺寸小（网侧元件集中）44第44页，本讲稿共46页设计、使用时的一些注意事项设计、使用时的一些注意事项7.电机降容曲线降容原因：通风 谐波附加损耗（10%左右）弱磁时Mmax/Mn=（fn/f）2 8.电解电容预充电45第45页，本讲稿共46页谢谢 谢！谢！第46页，本讲稿共46页