變頻器原理-PPT版教程

變頻器原理電氣傳動系統簡介定義以交流（直流）電動機為動力拖動各種生產機械的系統我們稱之為交流（直流）電氣傳動系統，也稱交流（直流）電氣拖動系統構成中間傳動機構交流電源輸入終端機械交流電機直流調速裝置直流輸出皮帶輪、齒輪箱等風機、泵等直流電機交流調速裝置交流輸出執行機構變頻器CompanyName交流異步電機的機械特性公式

n＝60f/p(1-s)n：電機轉速f：給電機供電的交流電頻率p：電機極對數s：轉差率交流同步電機的機械特性公式

n＝60f/pn：電機轉速f：給電機供電的交流電頻率p：電機極對數

CompanyName交流電氣傳動系統的發展歷程調速方式名稱控制對象特點變極調速交流異步電動機有級調速，系統簡單，最多4段速調壓調速無級調速，調速范圍窄電機最大出力能力下降，效率低系統簡單，性能較差轉子串電阻調速變頻調速交流異步電動機交流同步電動機真正無級調速，調速范圍寬電機最大出力能力不變，效率高系統復雜，性能好可以和直流調速系統相媲美CompanyName變頻器變頻器是交流電氣傳動系統的一種,是將交流工頻電源轉換成電壓、頻率均可變的適合交流電機調速的電力電子變換裝置，英文簡稱VVVF(VariableVoltageVariableFrequency）變頻器的控制對象三相交流異步電機和三相交流同步電機，標準適配電機極數是2/4極變頻調速的優勢（與其它交流電機調速方式對比）序號優點1平滑軟啟動，降低啟動沖擊電流，減少變壓器占有量，確保電機安全2在機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無級調速，調速精度大大提高4電機正反向無需通過接觸器切換5非常方便接入通訊網絡控制，實現生產自動化控制CompanyName交流低壓交直交通用變頻器系統框圖～整流部分儲能環節逆變部分M控制系統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變頻器的基本構成CompanyName變頻器的種類按直流電源的性質分類電流型電壓型按輸出電壓調節方式分PAM方式PWM方式調載波頻率的PWM方式按控制方式分類U/f控制轉差頻率控制矢量控制按主開關器件分類：如以IGBT、BJT、GTO和SCR分類國內流行的幾種品牌：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實用原理框圖143256CompanyName類別作用主要構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將直流轉換為頻率電壓均可變的交流電，輸出無相序要求IGBT制動部分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和制動電阻,大功率制動單元外置上電緩沖6降低上電沖擊電流，上電結束后接觸器自動吸合，而后變頻器允許運行限流電阻和接觸器儲能部分5保持直流母線電壓恒定，降低電壓脈動電解電容和均壓電阻控制回路鍵盤7對變頻器參數進行調試和修改，并實時監控變頻器狀態MCU(單片機）控制電路8交流電機控制算法生成，外部信號接收處理及保護DSP(或兩個MCU）CompanyName類別作用結構件散熱器將整流橋、逆變器產生的熱量散發出去溫度傳感器檢測散熱器溫度，確保模塊工作在允許溫度環境下風扇配合散熱器，將變頻器內部的熱量帶走，有直流風扇（24V)和交流風扇兩種CompanyNamePWM（PulseWidthModuration）調制PWM調制是：利用半導體開關器件的導通和關斷把直流電壓調制成電壓可變、頻率可變的電壓脈沖列。SPWM調制是：采用三角波和正弦波相交獲得的PWM波形直接控制各個開關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，才能保證調制后得到的波形與調制前效果相同GTR變頻器由于開關頻率太低，電機噪聲較大，IGBT有效的解決了這個問題SPWM調制載波CompanyName交流調速的控制核心是：只有保持電機磁通恒定才能保證電機出力，才能獲得理想的調速效果V/F控制－－－－簡單實用，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:對于380V50Hz電機，當運行頻率為40HZ時，要保持V/F恒定，則40HZ時電機的供電電壓:380×（40/50)＝304V低頻時，定子阻抗壓降會導致磁通下降，需將輸出電壓適當提高矢量控制－－－性能優良，可以與直流調速媲美，技術成熟較晚模仿直流電機的控制方法，采用矢量坐標變換來實現對異步電機定子勵磁電流分量和轉矩電流分量的解耦控制，保持電機磁通的恒定，進而達到良好的轉矩控制性能，實現高性能控制。性能優良，控制相同復雜，直到90代計算