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第三章 通用变频器及其应用技术 高玉萍 阿克苏职业技术学院 第三章 通用变频器及其应用技术 3.1 变频器的结构及工作原理 3.2 西门子通用变频器简介 3.3 通用变频器基本操控方式及应用举例 3.1 变频器的结构及工作原理 变频器通常是指VVVFI变频器——变频变压调速器，也称变频调速器。 VVVFI：variable voltage variable frequency inverter 目前应用得最为广泛的是交－直－交变频器。它是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行。 它由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。 整流：三相桥式不可控整流器，将交流电变换成直流电； 中间直流环节：滤波、直流储能和缓冲无功功率，对整流电路的输出进行平滑滤波; 逆变：IGBT （绝缘栅双极晶体管Insulated-Gate Bipolar Transistor）三相桥式逆变器，将直流电再逆成交流电。输出为PWM(Pulse Width Modulation)波形，或者正弦脉宽调制SPWM波，当这种波形的电压加到负载上时，由于负载电感作用，使电流连续化，变成接近正弦形波的电流波形; 控制电路：完成对主电路的控制，产生输出逆变桥所需要的各驱动信号，通常用PWM或SPWM调制信号作为逆变器的控制信号。 3.2 西门子通用变频器简介 一、西门子通用变频器分类： 3.2 西门子通用变频器简介 一、西门子通用变频器分类： 节能型 MM430：传动平稳，轻松无忧；专用于 风机和泵类的变转矩控制。具有高度的可靠性和灵 活性。实现多泵切换、手动/自动切换、旁路功能、 断带及缺水检测、节能运行方式。 主要特征： 380V-480V 10%,三相，交流，7.5KW-250KW; 风机和泵类变转矩负载专用； 牢固的EMC（电磁兼容性）设计； 控制信号的快速响应； 通用型 MM420：简单灵活，模块化设计是全新一代模块 化设计的多功能标准变频器。它界面友好，操作灵活方便。全 新的IGBT技术、具有强大的通讯能力、精确的控制性能和高 可靠性。 主要特征： 200-240 10%，单相/三相，交流，0.12KW-5.5KW； 380V-480V 10%,三相，交流，0.37KW-11KW; 矢量控制方式，可构成闭环矢量控制，闭环转矩控制； 高过载能力，内置制动单元； 模块化结构设计，具有最多的灵活性 标准参数访问结构，操作方便。 控制特性： 简易型 MM410：紧凑型标准变频器。小巧、灵活、安装简单，使用方便 主要特征： 200-240 10%，单相，交流，0.12KW-0.75KW 结构紧凑，采用自冷式散热器 集成的RS485通讯接口 丰富的模块化选择 控制功能： 线性V/F控制，平方V/F控制，多点设定V/F控制 SIMAMICA G110：具有现代现代先进水平和多种优点平滑而连续的速度控制，运行噪声低，安装空间小，可靠性高、寿命长。 主要特征： 具有多种运行功能 配置简单 由单相电源供电 SIMATIC ET200SFC:用于分布式I/O系统 特点：集成化的设计，具有多功能模块结构，安装简单，灵活性大，运行费用低等特点，由控制单元和功率模块组成。 3.3 通用变频器基本操控方式及应用举例 一、变频调速原理： 由电动机转速公式： n=(1-s)60f1/p1 可知，只要连续改变电动机交流电源频率 f1 ，就可实现电动机的连续调速 3.3 通用变频器基本操控方式及应用举例 三、三相异步电动机的变频调速控制 额定频率以下的调速： 须保 恒定不变，即始终保持U1/f1=常数 调速过程中电磁转矩不变，属恒转矩调速 额定频率以上的调速： 随着f1升高 将下降，n上升，属于恒功率调速 三、三相异步电动机的变频调速控制 三相异步电动机变频调速时的机械特性： U1/f1=常数时的变频调速机械特性 U1=U1N时的变频调速机械特性 二、应用举例 ?相关的计算如下:????（1）电动机的额定转矩????根据电动机的额定功率和额定转速求出:????TMN＝＝72.95N·m?????（2）负载转矩的折算值????根据负载转矩与传动比求出:????TL’＝＝70N·m????（3）电动机的负荷率????根据电动机轴上的负载转矩与额定转矩求出:????σ＝＝0.96?? ?（4）核实允许的变频范围????????由图5-24知，当负荷率为0.96时，允许频率范围是19～52Hz，调频范围为????αf＝＝2.74＜＜αn（＝9）????显然，与负载要求的调速范围相去甚远。????（5）减小负荷率的思考?????