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MM440变频器简明教程 莱钢培训中心 王 兵 第一章 通用变频器的工作原理 第一节 通用变频器的发展概况 一、通用变频器的发展过程 自20世纪80年代初通用变频器问世以来，通用变频器更新换代了五次：第一代是80年代初的模拟式通用变频器，第二代是80年代中期的数字式通用变频器，第三代是90年代初的智能型通用变频器，第四代是90年代中期的多功能通用变频器，本世纪研制上市了第五代集中型通用变频器。通用变频器的发展情况可以从以下几个方面来说明。 1、通用变频器的应用范围不断扩大 其产品正向三个方面发展变化： 其一，向无需调整便能得到最佳运行的多功能与高性能型变频器方向发展； 其二，向通过简单控制就能运行的小型及操作方便的变频器方向发展； 其三，向大容量、高起动转矩及具有环境保护功能的变频器方向发展。 2、通用变频器使用功率器件不断更新换代 GTO（门极可关断晶闸管）、GTR(双极型晶体管)、IGBT（绝缘栅双极晶体管）及智能模块IPM（Intelligent Power Module）、集成门极换流晶闸管IGCT（Integrated Gate Commutated Thyristor）。 3、控制方式不断发展 第一阶段：80年代初日本学者提出了基本磁通轨迹的电压空间矢量（或称磁通轨迹法）。 第二阶段： 70年代初由西德F.Blasschke等人提出的矢量控制。 第三阶段：1985年德国鲁尔大学Depenbrock教授首先提出直接转矩控制理论。 4、PWM控制技术进一步发展 PWM控制技术一直是变频技术的核心技术之一。由于PWM 可以同时实现变频变压反抑制谐波的特点，因此在交流传动乃至其他能量变换系统中得到广泛应用。从最初采用模拟电路完成三角调制波和参考正弦波比较，产生正弦脉宽调制SPWM信号以控制功率器件的开关开始，到目前采用全数字化方案，完成优化的实时在线的PWM信号输出，PWM 在各种应用场合仍占主导地位，并一直是人们研究的热点。 二、通用变频器技术的发展趋势 通用变频器的发展是世界经济高速发展的产物。 其发展的趋势大致如下： 1、主控一体化 2、小型化 3、低电磁噪音化 4、专用化 5、系统化 6、在数字控制技术与接口技术方面 第二节 　通用变频器的基本工作原理 在各种异步电机调速控制系统中，目前效率最高、性能最好的系统是变压变频调速控制系统。异步电动机的变压变频调速控制系统一般简称为变频器。由于通用变频器使用方便、可靠性高，所以它成为现代自动控制系统的主要组成元件之一。 根据异步电动机的转速表达式 可知，改变频率就能改变电动机的转速，但是在实际实验中发现单纯改变电动机的频率会烧坏电动机，为什么呢？ 一、变频器的基本控制方式 如果 f1大于电机的额定频率 f1N， 那么气隙磁通量 ΦM 就会小于额定气隙磁通量ΦMN。其结果是：尽管电机的铁心没有得到充分利用是一种浪费，但是在机械条件允许的情况下长期使用不会损坏电机。 一、变频器的基本控制方式 如果 f1小于电机的额定频率 f1N，那么气隙磁通量 ΦM 就会大于额定气隙磁通量ΦM。其结果是：电机的铁心产生过饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。 一、变频器的基本控制方式 要实现变频调速，在不损坏电机的条件下，充分利用电机铁芯，发挥电机转矩的能力，最好在变频时保持每极磁通量ΦM为额定值不变。 对于直流电机，励磁系统是独立的，尽管存在电枢反应，但只要对电枢反应作适当的补偿，保持ΦM不变是很容易做到的。在交流异步电机中，磁通是定子和转子磁动势合成产生的，如何才能保持磁通基本不变呢？ 1、基频以下调速 由前面的式子可知，要保持ΦM不变，当频率f1从额定值f1N 向下调节时，必须同时降低E1，使E1/f1＝常数。即采用电动势与频率之比恒定的控制方式。 然而，绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势的值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压U1≈E1，则得 1、基频以下调速 ２、基频以上调速 在基频以上调速时，频率可以从f1N往上增高，但电压U1却不能超过额定电压U1N，最多