变频器的基本知识解读.ppt

变频器的基本知识 目 录 第一章、通用变频器发展史 第一节 通用变频器发展历史及特点 第二节 新型变频器发展趋势 第二章、通用变频器结构与原理 第一节 通用变频器的类别结构 第二节 通用变频器的工作原理 附录：常见的国内外品牌变频器 第一章、 变频器发展历史及特点 第一节 通用变频器发展历史及特点 随着微机技术、电力电子技术和调速控制理论的不断发展，变频器作为一种智能调速“电源”也在不断地更新。从变频器问世以来，通用变频器主要经历以下几个发展阶段： 80年代初期的模拟式、80年代中期的数字式、90年代初期的智能式、90年代中期的多功能型及现在的集中型通用变频器。通用变频器发展主要有以下特点： 　　　　　　　　　 １、 功率器件不断更新换代 变频器的发展受其电力半导体器件的限制，常用晶体管主要有:双极晶体管BJT、绝缘栅双极晶体管IGBT、集成门极换流晶闸管IGCT、巨型晶体管GTO，见下表（1） 80年代初主要使用巨型晶体管GTO、大功率晶体管GTR，由于GTR的工作频率一般在2KHZ以下，载波频率和最小脉宽都受到限制，难以得到较为理想的正弦脉宽调制波形，并使异步电机在变频调速时产生噪声。 第二章、通用变频器结构与原理 一、通用变频器的类型 　从结构上可分为： 1、交—交变频器 2、交—直—交变频器 从变频电源的性质分（见图3） 1、电流源型：中间直流滤波环节采用大电感滤波，电源内阻抗为 零的恒压源，输出电流波形为矩形波。 2、电压源型：中间直流滤波环节采用大电容滤波，电源内阻抗为 无穷大的恒流源，输出电压波形为矩形波。 两者性能差别： 无功能量的缓冲 回馈制动 调速时的动态响应 适用范围 （二）变频器工作原理 * 随着IGBT（绝缘栅双极晶体管）的出现，其工作频率可在10~20KHz之间，与GTR相比不仅工作频率提高一个数量级且在电流、电压指标（电流浪涌耐量、电压阻断峰值、门极驱动功耗等各项指标）均已超过GTR，因而在新一代的中小功率变频器中IGBT已基本上代替了GTR。采用IGBT的低压变频器的最大容量在380V级可达540KVA，而600V级的可达700KVA，可驱动485KW电动机进行调速，最高频率可达400~600Hz，能对中频电机进行调频控制。 90年代末又出现适合中压（1KV-10KV）开关电路的IGCT（集成门极换流晶体管）、以及现在使用的功率智能模块IPM：是以IGBT为开关器件，同时含有驱动电路和保护电路，IPM的保护功能有过流、短路、过压、和过热等，还可以实现再生制动，由于IPM组成的变频器只需对桥臂上各个IGBT提供隔离的PWM信号即可，使变频器的体积逐渐趋向小型化，随着电力电子功率器件的发展变频调速技术不断成熟。 名称 代号 符号 控制方式 最大电压电流及频率 双极型晶体管 BJT GTR B C E 电流控制 Um：450-1400V Im：300-800A Fm：10K-50k 门极关断晶闸管 绝缘栅双极晶体管 GTO 电流控制 Um：500-600V Im：4000-6000A Fm：1K-10k IGBT 电压控制 Um：1800-3300V Im：800-1200A Fm：20K-50k ? IGCT ? ? G C E 集成门换流晶体管 电压控制 Um：500-600V Im：4000-6000A Fm：1K-10k 表(1):常用电力半导体器件 G K A 2、应用范围不断扩大 　　 在纺织、印染、塑胶、石油、化工、冶金、造纸、食品、装卸搬运等行业都有着广泛应用，随着各种专用变频器的出现，使变频器的应用领域进一步扩大，可以说有电机的地方就会有变频器。 3、 控制理论不断成熟 　早期通用变频器主要采用恒压频比（V/F） PWM控制方式，随着矢量控制技术、直接转矩控制技术的出现使得电动机变频后的机械特性可以和直流电机相媲美。 变频调速控制技术不断成熟、功率电子器件不断发展，变频器应用日益广泛，在电气传