变频器资料（第一章变频器的主电路）.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流变频器资料（第一章变频器的主电路）.精品文档.变频调速应用技术讲座张燕宾（07176833317；13972026878；zyanbin）为什么要开发变频器？第1章 变频器的主电路11 三相交流异步电动机简介图11异步电动机的构造a）外形b）定子c）转子111三相交流异步电动机的构造和原理1构造 2旋转原理图12三相交流异步电动机的旋转原理a）三相交变电流b）三相绕组c）旋转原理3基本公式n0同步转速，即旋转磁场的转速。n0f电流的频率；p磁极对数；nM转子转速。nn0nM转差s转差率ns n0nMn0nn0s n0n0（1s）(1s) 图1

2、3生产机械对无级调速的要求举例112生产机械对无级调速的要求图14变频可以调速113变频可以无级调速设2p4，则：fX050Hzn001500rminnM01440 rmin从电能到磁场能到机械能的作功过程有什么特点？12电动机在能量转换中的作功过程121电动机从电网取用电功率时的作功过程图15定子取用电功率的电路a）定子绕组b）三相电路示意图c）单相电路示意图d）绕组的电动势1能量的载体电动机的定子电路2作功要点作用的一方：电源电压U1反作用的一方：定子绕组的反电动势E1作功的标志：电路内有电流I13定子绕组的等效电路与电动势平衡方程图16定子绕组的等效电路a）主磁通和漏磁通b）等效电路与电

3、动势平衡122转子从定子侧吸收能量的作功过程图17异步电动机的磁路a）定子电流的合成磁场b）定子磁动势c）转子磁动势的去磁作用1能量的载体电动机的磁路2作功要点作用的一方：定子绕组的磁动势I1N1反作用的一方：转子绕组的磁动势I2N1作功的标志：磁路内有磁通13转子的等效电路图18转子的等效电路图19磁动势的平衡a）磁动势的平衡b）电流平衡c）电流矢量图4磁动势的平衡123负载得到机械能时的作功过程图110拖动系统的转矩平衡1能量的载体机械的旋转系统2作功要点作用的一方：电动机的电磁转矩TMKTI2 1cos2反作用的一方：负载的阻转矩TL作功的标志：拖动系统以一定的转速nM（nL）运行124

4、小结图111能量传递小结异步电动机发明于19世纪八十年代，变频器成功于20世纪八十年代。为什么期盼了近百年？13交直交变频器的构成及演变131交直交变频器的结构与原理1基本框图图112 交直交变频器框图2单相逆变桥图113 单相逆变桥原理a）单相逆变桥电路b）负载所得电压波形3三相逆变桥图114 三相逆变桥a）三相逆变电路b）输出电压波形132逆变器件的条件与发展图115 逆变器件承受的电压和电流1逆变器件的条件（1）能承受足够大的电压和电流。（2）允许长时间频繁地接通和关断。（3）接通和关断的控制必须十分方便。2逆变器件的发展图116SCR逆变）逆变电路 ）电压波形 ）电流波形（1）起步始于

5、晶闸管（2）普及归功GTR（BJT）图117GTR逆变）逆变电路 ）电压波形 ）电流波形 （3）提高全靠IGBT图118 IGBT逆变）逆变电路 ）电压波形 ）电流波形变频调速出现了什么新问题？14变频器的输出电压与频率141变频调速出现的新问题 图119频率下降出现的新问题1频率下降时的能量变化2磁路饱和的结果图120励磁电流和饱和程度的关系a）简单磁路b）磁路在不饱和段c）磁路在深度饱和段图121保持磁通不变的途径a）频率下降的结果b）变频也要变压3保持磁通不变的途径（1）从能量角度看（2）从电动势的角度看E1KEf1C1C顶替办法：C1C变频的同时也要变压，变频器常称为VVVF。（3）频

6、率和电压的调节比当频率为fX时，有：kF频率调节比kU电压调节比kUkFC142变频又变压的具体方法1（脉宽调制）图122 脉宽调制a）电路框图b）频率较高c）频率较低2正弦脉宽调制（）图123 正弦脉宽调制a）电压波形b）电流波形3正弦脉宽调制的实现（1）单极性调制图124 单极性脉宽调制（2）双极性调制图125 双极性脉宽调制143载波频率1死区的概念图126载波频率的影响a）电压波形b）死区的概念c）输出电压与载波频率的关系2载波频率与输出电压的关系设：t6s则：）f1.5kHz）每秒内：t62150018000s18ms）20 ms内：t1800050360s0.36 ms）每个周期内

7、所占比例：0.36200.018）输出电压：UOUT380（10.018）373V）f15kHz）每秒内：t6215000180000s180ms）20 ms内：t180000503600s3.6 ms）每个周期内所占比例：3.6200.18）输出电压：UOUT380（10.18）311.6V 变频器的整流滤波电路与低压整流滤波电路相比，有些什么特点？15交直交变频器的主电路151整流与滤波电路1滤波电容要均压 图127 整流及滤波电路 图128合上电源时的充电过程a）直接充电b）加入限流电阻2充电过程要限流3直流电源指示为安全图129直流电路的电源指示逆变器件旁边为什么要反并联二极管？152

8、逆变电路图130逆变电路的结构a）逆变电路b）输出电压实际波形c）输出电压等效波形1逆变电路的结构2逆变电路的工作特点图31 电动机状态a）空载示意图b）矢量图c）电路图d）电压、电流曲线（1）电动机状态nMn0（2）发电机状态（nMn0）图132发电机状态a）重载示意图b）矢量图c）电路图d）电压、电流曲线3逆变桥输出的禁忌图133输入、输出不允许接错a）电源接至输出侧b）接错的后果（1）主电路的输入、输出不允许接错图134输出侧接电容器的后果（2）输出侧不能接电容器变频器的输入电流为什么小于输出电流？153主电路各部分的电流1概述图135变压器与变频器的输入、输出电流a）变压器的输入、输出

9、电流b）变频器的输入、输出电流2变频器的输出电流图136电动机的电流由图知，变频器输出电流的大小取决于负载的轻重。3频率下降时各部分的功率与电流图137 各部分电流的变化规律变频调速系统的功率因数究竟是高还是低？16变频器的功率因数图138 输入电流的波形及其谐波分析a）整流电路b）输入电路的电压c）输入电流d）频谙分析161变频器的输入电流 162功率因数的完整定义图139 滞后电流与谐波电流的功率a）滞后电流的功率b）5次谐波电流的功率1功率因数的两个方面2功率因数的公式cos式中，全功率因数；有功功率，kW；视在功率，kVA；cos位移因数；电流的畸变因数，等于电流基波分量的有效值与总有

10、效值之比：163提高功率因数的方法 图140 交流电抗器1配接交、直流电抗器（1）交流电抗器除了可以将功率因数提高至（.）外，还具有削弱浪涌电流和电源电压不平衡的影响。（2）配接直流电抗器，功率因数可提高至.以上。2采用12脉波整流图14112脉波整流a）6脉波整流b）12脉波整流怎样解决变频器的干扰问题？17主电路的干扰问题171变频器的干扰源 图142 变频器的电压、电流波形172电路耦合引起的干扰 图143 电路传播与隔离a）电路传播b）电源隔离和滤波173感应耦合引起的干扰 1干扰方式图144 电磁感应与静电感应a）电磁感应b）静电感应（1）电磁感应方式 这是电流干扰信号的主要传播方式

11、；（2）静电感应方式 这是电压干扰信号的主要传播方式。2削弱方法远离、相绞、屏蔽、不平行174电磁幅射引起的干扰 图145 空中辐射与接地a）空中辐射b）接地方法1干扰方式2削弱方法（1）准确接地图146 接入滤波器a）外接滤波器b）内接滤波器（2）接入滤波器在测量变频器的输出电压、输入电流和功率时，有哪些特殊情况？18变频器主电路的测量181输出电压的测量图147 电磁式仪表测电压a）电磁式仪表构造b）测量部位c）测量结果1电磁式仪表fXXL=2fXLIL图148 数字式仪表测输出电压a）被测电压波形b）数字表采样过程c）测量结果2数字式仪表3整流式仪表图149 整流式仪表测输出电压a）磁电

12、式仪表b）整流式仪表及测量电压波形c）测量结果182输入电流的测量1输入电流的有效值 I2电流互感器的误差原因图150非正弦电流的测量a）7次谐波电流b）电流互感器c）副方等效电路以7次谐波电流为例：（1）互感器绕组和仪表绕组的感抗f7XL72f7LI7（2）绕组分布电容的分流作用加大f7IC7I7（3）铁心的导磁率f7（导磁率）（4）铁心中的功率损失f7P7（P7副方的七次谐波电流功率）I5 I5；I7 I7；I11 I11；183输入功率的测量图151重载时电压波形1重载时电流较平衡2轻载时输入电流不易平衡图152轻载时电压波形3输入功率的测量图153功率的测量a）电动式仪表结构b）电动式仪表符号c）测量功率的接法