毕业设计变频器应用中的干扰及其抑制.doc

毕业设计-变频器应用中的干扰及其抑制 1 绪论 它以很好的调速节能性能在各行各业中获得了广泛的应用由于其采用软启动可以减少设备和电机的机械冲击延长设备和电机的使用寿命随着科学技术的高速发展变频器以其具有节电节能可靠高效的特性应用到了工业控制的各个领域中如变频调速在供水空调设备过程控制电梯机床等方面的应用保证了调节精度减轻了工人的劳动强度提高了经济效益但随之也带来了一些干扰问题 现场的供电和用电设备会对变频器产生影响变频器运行时产生的高次谐波也会干扰周围设备的运行变频器产生的干扰主要有三种对电子设备的干扰对通信设备的干扰及对无线电等产生的干扰对计算机和自动控制装置等电子设备产生的干扰主要是感应干扰对通信设备和无线电等产生的干扰为放射干扰如果变频器的干扰问题解决不好不但系统无法可靠运行还会影响其他电子电气设备的正常工作因此有必要对变频器应用系统中的干扰问题进行探讨以促进其进一步的推广应用变频器简介 21变频器的原理 com控制电路组成 如下图所示控制电路由以下电路组成频率电压的运算电路主电路的电压电流检测电路电动机的速度检测电路将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路以及逆变器和电动机的保护电路 图2-1变频器控制电路 在图1点画线内无速度检测电路为开环控制在控制电路增加了速度检测电路即增加速度指令可以对异步电动机的速度进行控制更精确的闭环控制 主回路主要由整流电路限流电路滤波电路制动电路逆变电路和检测取样电路部分组成图2-2是它的结构图 图2-2变频器主回路结构图 1运算电路将外部的速度转矩等指令同检测电路的电流电压信号进行比较运算决定逆变器的输出电压频率 2电压电流检测电路 与主回路电位隔离检测电压电流等 3驱动电路 驱动电路是将主控电路中CPU产生的六个PWM信号经光电隔离和放大后作为逆变电路的换流器件逆变模块提供驱动信号 对驱动电路的各种要求因换流器件的不同而异图2-3是较常见的驱动电路驱动电路电源见图2-4 图2-3驱动电路图 图2-4驱动电路电源图 4I0输入输出电路 为了变频器更好人机交互变频器具有多种输入信号的输入 比如运行多段速度运行等 信号还有各种内部参数的输出比如电流频率保护动作驱动等 信号 5速度检测电路 　 以装在异步电动轴机上的速度检测器 TGPLG等 的信号为速度信号送入运算回路根据指令和运算可使电动机按指令速度运转 6保护电路 　 检测主电路的电压电流等当发生过载或过电压等异常时为了防止逆变器和异步电动机损坏使逆变器停止工作或抑制电压电流值 图2-5所示的电路是较典型的过流检测保护电路由电流取样信号隔离放大信号放大输出三部分组成 图2-5电流检测保护电路 com改变电机的旋转速度 图2-6变频器控制电机转速接线图  1 rmin电机转速单位每分钟旋转次数也可表示为rpm如4极电机 60Hz 1800rmin4极电机 50Hz 1500rmin电机的转速同频率成比例 交流电动机的同步转速表达式位 n＝60 f 1－s p 1 式中 n异步电动机的转速 f异步电动机的频率 s电动机转差率 p电动机极对数  由式 1 可知转速n与频率f成正比只要改变频率f即可改变电动机的转速当频率f在0～50Hz的范围内变化时电动机转速调节范围非常宽变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的电机极数是固定不变的极数是一个不连续的数值为2的倍数另外频率是电机供电电源的电信号所以该值能够在电机的外面调节后再供给电机这样电机的转速就可以被自由的控制n 60fp其中n为同步速度f为电源频率p为电机极数改变频率和电压是最优的电机控制方法仅改变频率电机将被烧坏特别是当频率降低时该问题更突出为防止电机烧毁变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压例如为使电机转速减半变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz变频器的输出电压就必须从200V改变到100V com念  1VVVF变压变频Variable Voltage and Variable Frequency 2CVCF 恒压恒率Constant Voltage and Constant Frequency 各国使用的交流供电电源其电压和频率通常均为200V60Hz50Hz或100V60Hz50Hz变频器是把工频电源变换成各种频率的交流电源以实现电机的变速运行的设备该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电DC然后再把直流电DC变换为三相或单相交流电AC其中控制电路完成对主电路的控制整流电路将交流电变换成直流电直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波逆变电路将直流电再逆变成交流电对于如矢量控制变频器这种需大量运算的变频器有时还需一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的