变频器工作原理精编.doc

变频器工作原理直流－振荡电路－变压器（隔离、变压）－交流输出 方波信号发生器使直流以50Hz的频率突变，用正弦和准正弦的振荡器，波形类似于长城的垛口，一上一下的方波，突变量约为5V；再经过信号放大器使突变量扩大至12V左右；经变压器升压至220V输出怎样将直流电转换成交流电？有三种方法： 1、用直流电源带动直流电动机----机械传动到交流发电机发出交流电；这是一种最古老的方法，但现在仍有人在用，特点是成本低，易维护。目前在大功率转换中还在使用。 2、用振荡器（就是目前市场上的逆变器）；这是比较先进的方法，成本高，多用于小功率变换； 3、机械振子变换器，其原理就是让直流电流断断续续，通过变压器后就能在变压器的次级输出交流电，这是一种比较老的方法，目前基本上已被淘汰。 现在日本发现一种有机物可以转换 2交流电是指电压或电流的幅值在0值附近震荡，也就是有正有负，方向会发生变化，而并不一定是正弦的。直流电也并不是恒定不变的，它的幅值也是可以变化的，但不会改变方向。也就是说恒为正或恒为负。在逆变器中不能单独应用可控硅，它仅仅是起一个开关作用，必须要由振荡电路来控制可控硅的开/关状态，得到方波形的交流电，再经变压、滤波，得到较纯的正弦波交流电。UPS电源(Uninterruptible Power System 不间断电源系统)利用逆变电路，即用直流电驱动一个振荡器，产生交流振荡，一般得到的是方波。如果经过滤波电路去除50Hz的谐波，就能得到比较纯的50Hz交流电。  变频器1 1.1变频技术的概念1.常用的调速方法 变极调速、定子调压调速、转差离合器调速2.变频技术的概念 把直流电逆变成不同频率的交流电，或是把交流电变成直流电再逆变成不同频率的交流电，或是把直流电变成交流电再把交流电变成直流电等技术的总称。特点：电能不变，只有频率变。3.变频技术的发展 应交流电机无级调速的需要而诞生的。 自20世纪60年代以来，电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，电气传动技术面临着一场革命，即交流调速取代直流调速、计算机数字控制技术取代模拟控制技术已经成为发展趋势。电机变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、失去技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速起动、制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，得到广泛应用。变频调速技术是强弱电混合、机电一体的综合性技术，既要处理巨大电能的转换(整流、逆变)，又要处理信息的收集、交换和传输，因此它的共性技术必定分成功率和控制两大部分。前者要解决与高电压大电流有关的技术问题，后者要解决控制模块的硬、软件开发问题 4.变频调速的主要发展方向 (1)实现高水平的控制  (2)开发清洁电能的变流器 (3)缩小装置的尺寸  (4)高速度的数字控制 (5)模拟器与计算机辅助设计(CAD)技术1.2变频技术的类型及用途1.变频技术的类型主要有以下几种 (1)交-直变频技术(即整流技术) 通过整流元件实现功率转换 。  (2)直-直变频技术(即斩波技术) 通过改变电力电子器件的通断时间即改变脉冲频率或宽度，从而达到调节直流平均电压的目的(3)直-交变频技术(即逆变技术) 利用功率开关将直流电变成不同频率的交流电。 (4)交-交变频技术(即移相技术) 通过控制电力电子器件的导通与关断时间，实现交流无触点的开关、调压、调光、调速等的目的2.变频技术的主要用途(1)标准50HZ电源 对频率、电压波形和幅值及电网干扰等有较高要求的。 (2)不间断电源(UPS) 停电时，将蓄电池的直流电逆变成50HZ的交流电，对设备临时供电。 (3)中频装置 广泛应用于金属熔炼、感应加热及机械零件的淬火。(4)变频调速 产生频率、电压可调的电源。 (5)节能降耗1.3常用电力电子器件简介 1)晶闸管(SCR) 没有自关断能力，逆变时需要另设换流电路，造成电路结构复杂，增加变频器成本。但由于元件容量大，在1000KVA以上的大容量变频器中得到广泛的应用。 2)门极可关断晶闸管(GTO） 可通过门极信号控制导通和关断。它是利用门极反向电流而获得自关断能力，属于全控器件，无需换流电路。已经逐步取代SCR。3)电力晶体管(GTR) 是一种高反压晶体管，具有自关断能力，并有开关时间短、饱和压降低和安全工作区宽等优点。它被广泛用于交直流电机调