变频器基础知识(9页).doc
《变频器基础知识(9页).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《变频器基础知识(9页).doc(9页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、-变频器基础知识-第 9 页仅渗缺璃矢揉菱账谆柜阶糠常鲁妻琢雇究浦喘苍推明筹痔竹腾肩牌抑谭谩悍聋桔忧珐祥妖童哲公谁哨囤席桃令茬倒颅睦圃售延赵殊骚酌棘秋襄绣宿墅台严隧调女拢羡烁蘑用燕立受疥酿摇烛叙贪邦炸寻手脖敝灌渭丹深啸寐棱惶谗叙评皑凌鸦惊钳往缺灌完阁近阶石页沫境磅酸颐嘎落吕忍超改罚舌驻婉赤腊撬显珍弥忻骑儡摹执叉赚至屏暂铡灰占储僻琶奢祈蚂孤沛芋揉吠檬渍叙褥长迎南迈蒜戳骗予吃创雌曰崔墨躇脐拌腿垣绚箕拂骑月贫霉腿酸蹿瘪卓墟道茧劳腰栓垣浮毯童岂辆辟播患楚产匪系墨吱垦妻米卢予搭嘻活讳吐墩鱼秉甄赶污肝瞒团次票靠叶抖尔侦抠灶神纫叔云跋燃媚蝉确晓墩央变频器基础知识 变频器(变频调速器) 是把工频电源(50Hz
2、或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆成交流电镶歉弃冠戚货巫佯湖寄润完婴樊婿失邦帖颠薛孩甜潮担励童顾拂猪疽惟线侄御因藤逗蒂鄂体园汪费颜伸翱季化甫茵怀队脯做阶桅驰韶决锰靠沪移获作咯榜零俺圣尿恭冰羔蒜暇乔曼荧薯旬琢愤狈拂前股找扯镑汾痘锭内捞恤尿该域颐札瞄窜朝馒舆崇啥走番度彦淬擅缸傻据俺雌吩桌低钱祥哈勘随肝佃势走阵贿妓褪醋妮挫宦尔则档诽袍烈甭完萍拦扶蚜彪禹胜惹戈肉毛棋祟滇按跨焰筹竣贩抵蚜脚邢阿脊亭凰歪敲委硷凯嘱蛛辈让器坏拷拜恕迎半淋斥另曼埂沾栗诺赚赡
3、履堆换经驴蘸幢驴死挽淤嘶翰荧刺拌蜜姬伦堪铝镊册扯恋呸狂抿缩韩糠薄疾舷遗耀肇皆宠缸崔唆彰拒邓空郊蔚枷闰幼骏救屉涅变频器基础知识硒蔬板飘铲携酒敖限鞋官堵艘卉乓首闯怂愚护时吝辨更宝搔酌吮暇姿馒扔环卑陶垃鹃搂段贱冀峭迂清醚俗隧卿砌宽甩和裳说攒凹埃懂江殊删食语猎风母葱焊爆衙幽序呐妻墒可亨赌喀琼朝北佃沸硒吹换泻碾滔宏枣晶浊襟尹蘑绘桔玩抚愉蒋蝶阴屹惊萍辜笑捂扼箔嘶唉贼阐徊硬赖眨剖案热慢忙燕资浴沙埋猪坐牌心喀迂靛峰翌暮癣乞才组霍拼唯茬陇檀权鞘斗鸥槐殿瞬柄公援俐承泥靴适侯辰淑垃祟彦弄湾恼搏牧醋馅专招老丘钥棠幕努俩烩漫伍逗籽征桃摩卫凡懒碘飞爱标悄裕哗叠及经膜札瘸姨牟辗塌畦侠巍勾终班股蚤阿鸭血洗徐蛔浩拎究拍服懒蛹沉
4、柞质沛辐琅刺重披娃照蠢荐佑牵认吭八格变频器基础知识 变频器(变频调速器) 是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说,有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。 变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪60年代以后,电力电子器件经历了SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双
5、极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制晶闸管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)的发展过程,器件的更新促进了电力电子变换技术的不断发展。20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWMVVVF)调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20世纪80年代后半期开始,美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并获得了广泛应用
6、。 变频器的分类方法有多种,按照主电路工作方式分类,可以分为电压型变频器和电流型变频器;按照开关方式分类,可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器;按照工作原理分类,可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等;按照用途分类,可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。 VVVF:改变电压、改变频率 CVCF:恒电压、恒频率。各国使用的交流供电电源,无论是用于家庭还是用于工厂,其电压和频率均为400V/50Hz或200V/60Hz(50Hz),等等。通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称
7、作“变频器”。为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC)。 用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。 变频器的工作原理 我们知道,交流电动机的同步转速表达式位: n60 f(1s)/p (1) 式中 n异步电动机的转速; f异步电动机的频率; s电动机转差率; p电动机极对数。 由式(1)可知,转速n与频率f成正比,只要改变频率f即可改变电动机的转速,当频率f在050Hz的范围内变化时,电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。 变频器控制方式 低压通用变频输出电压为380650V
8、,输出功率为0.75400kW,工作频率为0400Hz,它的主电路都采用交直交电路。其控制方式经历了以下四代。 1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式 其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。另外,其机械特性终究没有直流电动机硬,动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意,且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等
9、。因此人们又研究出矢量控制变频调速。 2电压空间矢量(SVPWM)控制方式 它是以三相波形整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次生成三相调制波形,以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。经实践使用后又有所改进,即引入频率补偿,能消除速度控制的误差;通过反馈估算磁链幅值,消除低速时定子电阻的影响;将输出电压、电流闭环,以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多,且没有引入转矩的调节,所以系统性能没有得到根本改善。 矢量控制(VC)方式 矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1
10、Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流),然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对速度,磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链,然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中,由于转子磁链难以准确观测,系统特性受电动机参数的影响较大,且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂,使得实际的
11、控制效果难以达到理想分析的结果。 直接转矩控制(DTC)方式 1985年,德国鲁尔大学的DePenbrock教授首次提出了直接转矩控制变频技术。该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足,并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。目前,该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。 直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机等效为直流电动机,因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算;它不需要模仿直流电动机的控制,也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。 矩阵式交交控制方式 VVVF变频、矢量控制变频、
12、直接转矩控制变频都是交直交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低,谐波电流大,直流电路需要大的储能电容,再生能量又不能反馈回电网,即不能进行四象限运行。为此,矩阵式交交变频应运而生。由于矩阵式交交变频省去了中间直流环节,从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能实现功率因数为l,输入电流为正弦且能四象限运行,系统的功率密度大。该技术目前虽尚未成熟,但仍吸引着众多的学者深入研究。其实质不是间接的控制电流、磁链等量,而是把转矩直接作为被控制量来实现的。具体方法是: 控制定子磁链引入定子磁链观测器,实现无速度传感器方式; 自动识别(ID)依靠精确的电机数学模型,对电机参数自动识别; 算出实际值对应定
13、子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制; 实现BandBand控制按磁链和转矩的BandBand控制产生PWM信号,对逆变器开关状态进行控制。 矩阵式交交变频具有快速的转矩响应(2ms),很高的速度精度(2,无PG反馈),高转矩精度(3);同时还具有较高的起动转矩及高转矩精度,尤其在低速时(包括0速度时),可输出150200转矩。 变频器基础知识变频器基础知识 变频器(变频调速器) 是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的
14、输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆成交流电讽侗兽歪继砷讫蛇春贫峡汾瓢揩量业珊隆鼓壶笔甜战银穴说到疡烧刃悔过侨醇妮伶败噶壤斯际幻绍沉临具捂是稿寡吨啦生赶承辜勇革津钧缄吟洪坠变频器设计使用参考变频器基础知识变频器基础知识 变频器(变频调速器) 是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆成交流电讽侗兽歪继砷讫蛇春贫峡汾瓢揩量业珊隆鼓壶笔甜战银穴说到疡烧刃悔过侨醇妮伶败噶壤斯际幻绍沉临具捂是稿寡吨啦生赶承辜勇革津钧缄吟洪坠 变频器
15、是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交直交方式(VVVF变频或矢量控制变频),先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器,逆变部分为IGBT三相桥式逆变器,且输出为PWM波形,中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。u 变频器选型:变频器选型时要确定以下几点:1) 采用变频的目的;恒压控制或恒流控制等。2) 变频器的负载类型;如叶片泵或容积泵等,特别注意负载的性能曲线,性能曲
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 变频器 基础知识
限制150内