变频技术 教学课件 作者 李长军、邹火军第一章 §1 2.pptVIP

第一章 通用变频器基础知识 §1-2 通用变频器的组成与工作原理 学习目标 1．了解变频器的分类。 2．理解变频器的工作原理和结构。 3．了解变频器中常用的电力半导体器件。 三菱A700 变频器的外形图 变频器的作用 分类方法 按照主电路工作方式 电压型变频器 电流型变频器 按照输出电压调制方式 PAM（脉冲幅度调制）控制变频器 PWM（脉冲宽度调制）控制变频器 高载频PWM控制变频器 按照工作原理分类 U/f控制变频器 转差频率控制变频器 矢量控制变频器 直接转矩控制变频器 按照用途分类 通用变频器 高性能专用变频器 高频变频器 一、变频器的分类 变频器的其他分类方式 分类方式 变频器种类 分类方式 变频器种类 按其供电电压分 低压变频器 中压变频器 高压变频器 按输出功率大小分 小功率变频器 中功率变频器 大功率变频器 按供电电源的相数分 单相输入变频器 三相输入变频器 按主开关器件分 IGBT变频器 GTO变频器 GTR变频器 按变换环节分 交-直-交变频器 交-交变频器 按机壳外型分 塑壳变频器 铁壳变频器 柜式变频器 二、变频器的铭牌 变频器的铭牌一般分为额定铭牌和容量铭牌。 三菱FR-A740-3.7K变频器的铭牌 三、通用变频器基本结构 变频器的基本构成 变频器的内部电路 1．变频器的主电路 通用变频器的主电路 交-直-交变频器主电路各元件的作用 电路名称 元器件 作用 整流电路 三相整流桥VD1～VD6 将交流电变换成脉动直流电。 滤波电容器CF 滤除桥式整流后的电压纹波，保持直流电压平稳 限流电阻RL与开关S 将电容器CF的充电冲击电流限制在允许的范围内，以保护整流桥。 电源指示灯HL HL除了表示电源是否接通外，另一个功能是当变频器切断电源后，指示电容器CF上的电荷是否已经释放完毕。 能耗制 动电路 制动电阻RB 将回馈能量以热能形式消耗掉。 制动三极管VB 为放电电流IB流经RB提供通路 逆变电路 三相逆变桥Vl～V6 通过逆变管Vl～V6按一定规律轮流导通和截止，将直流电逆变成频率、幅值都可调的三相交流电 续流二极管VD7～VD12 在换相过程中为电流提供通路 缓冲电路R01～R06、VD01～VD06、C01～C06 限制过高的电流和电压，保护逆变管免遭损坏 2．变频器的控制电路 通用变频器的控制框图 （1）主控制板 （2）键盘与显示板 （3）电源板与驱动板 （4）外接控制电路 三菱A700 变频器的键盘与显示板示意图 四、变频器中常用电力半导体器件 1．整流器 整流电路一般采用整流二极管组成的三相或单相整流桥，其作用是把交流电整流成直流电，给逆变电路和控制电路提供所需直流电源。 整流模块 2．逆变器 逆变器是变频器的核心器件，它在控制电路的作用下，将直流电路输出的直流电源转换成频率和电压都可以任意调节的交流电源。最常见的逆变电路结构形式是利用六个功率开关器件组成的三相桥式逆变电路。 （1）晶闸管(SCR) 晶闸管从外形上可分为平板式和螺栓式两种。 晶闸管（SCR） （2）门极可关断晶闸管(GTO) 门极可关断晶闸管是一种多元功率集成器件，属于电流控制型元件，一般由十几个甚至数百个共阳极的小GTO 元件组成。 门极可关断晶闸管（GTO） （3）电力晶体管(GTR) 电力晶体管外形及内部结构 （4）电力场效应晶体管(MOSFET) 电力场效应晶体管是一种单极型的电压控制器件，输入阻抗高，驱动功率小，驱动电路简单；开关速度快，开关频率在500 kHz以上。 电力场效应晶体管外形 （5）绝缘栅双极晶体管(IGBT) 绝缘栅双极晶体管外形 （6） 集成门极换流型晶闸管(IGCT) 集成门极换流型晶闸管 （7）智能功率模块(IPM) 智能功率模块外形和内部结构 功率集成模块外形 第一章 通用变频器基础知识