变频器在实际中的应用.PPT

变频器在实际中的应用 自动化1102 1组 组长：姜钰璐 组员：张金霞 周迎松 概述 变频器的历史 变频器技术的发展 变频器概况 变频器的应用 变频器的选型与安装 变频器的运行与维护 结论 概述 变频器的英文译名是 VFD（Variable-frequency Drive） ，这可能是现代科 技由中文反向译为英文的为数不多实例之一。 （但 VFD 也可解释为 Vacuum fluorescent display，真空荧光管，故这种译法并不常用） 。变频器是应用变频 技术与微电子技术， 通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动 机的电力传动元件。 变频器在中、 韩等亚洲地区受日本厂商影响而曾被称作 VVVF （Variable Voltage Variable Frequency Inverter） 。　　 由于变频器应用的广泛性，决定了变频器市场容量非常庞大据有关资料研究，2007年中国低压变频器规模达110亿元，2008年中国高压变频器市场规模达39亿元。广东一省而言；低压变频器市场规模就达35亿。此外，作为节能的公认产品，变频器在目前举国上下节能减排的大环境下，更将有更大的发展，国务院甚至将高压变频器作为全国电厂节能减排重要产品予以推荐。 　　 变频器的历史（一） 变频技术诞生背景是交流电机无级调速的广泛需求。传统的直流调速技术因 体积大故障率高而应用受限。20 世纪 60 年代以后，电力电子器件普遍应用了晶 闸管及其升级产品。但其调速性能远远无法满足需要。20 世纪 70 年代开始，脉 宽调制变压变频(PWM－VVVF)调速的研究得到突破，20 世纪 80 年代以后微处理 器技术的完善使得各种优化算法得以容易的实现。20 世纪 80 年代中后期，美、 日、德、英等发达国家的 VVVF 变频器技术实用化，商品投入市场，得到了广泛 应用。 最早的变频器可能是日本人买了英国专利研制的。不过美国和德国凭借 电子元件生产和电子技术的优势，高端产品迅速抢占市场。 步入 21 世纪后，国 产变频器逐步崛起，现已逐渐抢占高端市场。 单元串联型变频器是近几年才发展起来的一种电路拓扑结构，它主要由输入 变压器、功率单元和控制单元三大部分组成。采用模块化设计，由于采用功率单 元相互串联的办法解决了高压的难题而得名，可直接驱动交流电动机，无需输出 变压器，更不需要任何形式的滤波器。整套变频器共有 18 个功率单元，每相由 6 台功率单元相串联，并组成 Y 形连接，直接驱动电机。每台功率单元电路、结 构完全相同，可以互换，也可以互为备用。 变频器的输入部分是一台移相 变压器，原边 Y 形连接，副边采用沿边三角形连接，共 18 副三相绕组。它们被平均分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三大部分，每部分具有６副三相 小绕组，之间均匀相位偏移 10 度。 （二） 该变频器的特点如下：① 采用多重化 PWM 方式控制，输出电压波形接近正弦波。② 整流电路的多重化，脉冲数多达 36， 功率因数高，输入谐波小。③ 模块化设计，结构紧凑，维护方便，增强了产品 的互换性。④ 直接高压输出，无需输出变压器。⑤ 极低的 dv/dt 输出，无需任 何形式的滤波器。⑥ 采用光纤通讯技术，提高了产品的抗干扰能力和可靠性。 ⑦ 功率单元自动旁通电路，能够实现故障不停机功能。 （三） 随着现代电力电子技术 及计算机控制技术的迅速发展，促进了电气传动的技术革命。交流调速取代直流 调速，计算机数字控制取代模拟控制已成为发展趋势。交流电机 变频调速是当 今节约电能，改善生产工艺流程，提高产品质量，以及改善运行环境的一种主要 手段。变频调速以其高效率，高功率因数，以及优异的调速和启制动性 能等诸 多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。 （四） 以前的高压变频器，由可控 硅整流，可控硅逆变等器件构成，缺点很多，谐波大， 对电网和电机都有影响。 近年来，发展起来的一些新型器件将改变这一现状，如 IGBT、IGCT、SGCT 等等。 由它们构成的高压变频器，性能优异，可以实 现 PWM 逆变，甚至是 PWM 整流。 不仅具有谐波小，功率因数也有很大程度的提高。 变频器技术的发展 变频器技术的发展，其中主要以变频器控制方式的发展和电力电子器件的发展作为基础的。很久以来，人们在交流电机调速方面进行了大量的研究。由脉宽调制到变频变压VVVF技术，自20世纪80年代起，变频器进行了商业化；后来，随着磁场定向控制理论，异步电机转子磁场定向矢量控制方法等的出现，成为矢量控制型变频器的理论基础。1985年，德国迪普布罗克首先提出了直接转矩控制理论，1995年，ABB首先推出了直接转矩控制通用变频器，其动态转矩响应已达到小于2ms，不带速度传感器(PG卡)也可以达到±O．1％的速度控制精度。电子元器件