第1讲-变频器原理与应用.pptVIP

变频器原理与应用 《变频器原理与应用（第2版）》 变频器原理与应用 欢迎大家学习 《变频器原理及应用》 课 程 课程名称:《变频器原理及应用》 学 　时：26h=20h+6h （理论学时20h；实验学时6h） 学 　分：1.5学分 先修课程：《电路分析》、《电机与拖动》 《电力电子技术》等 适用专业：自动化 考核方法：平时+ 实验+ 试卷 第一章 概述 什么是变频器？交流调速 变频器是将固定频率的交流电变换成连续可调的交流电的装置。英文简称VVVF ( Variable Voltage Variable Frequency），可以是交-直-交，也可以是交-交变频技术。 变频器的控制对象：三相交流异步电机和三相交流同步电机。 无论哪种形式都是电能不变化为其他形式的能量，而只是频率的变化。 变频器的问世，使电气传动（传动方式的一种，有机械式如摇臂之类，有压力如液压传动，而通过控制电机来传动的方式就是电气传动 ）发生了一场技术革命，使交流调速取代了直流调速 电气传动系统概述 定义 以交流（直流）电动机为动力拖动各种生产机械的系统称之为交流（直流）电气传动系统，也称交流（直流）电气拖动系统 构成 1.1 变频器的发展 第一代是由SCR（晶闸管）组成的变频器功能差、频率低。 第二代是GTO和GTR ，变频器开关频率在2kHz以下，PWM技术开始应用，可输出正弦波电压和电流，但载波频率和最小脉宽受限，噪声大。 第三代是MOSFET和IGBT，开关频率可达20kHz以上，PWM调制的逆变器谐波噪声大大降低。变频器功率大， 应用广泛。 第四代是IPM，具有保护功能有过流、短路、过压、欠压和过热等，还可以实现再生制动。使变频器的体积、重量和连线大为减少，而功能和可靠性大为提高。 1.1.2 计算机技术和控制理论是变频器发展的支柱 1. 没有采用计算机技术，由分立电子元件组成变频电路，可靠性差、频率低，输出的电压和电流的波形是方波。 2. 采用8位微处理器，压频比U/F控制原理：逆变电路能够得到相当接近正弦波的输出电压和电流，工作性能有了很大提高。 3. 采用16位甚至32位微处理器 ，推出了矢量控制、直接转矩控制、模糊控制和自适应控制等多种模式理论：变频器已经内置有参数辨识系统、PID调节器、PLC控制器和通讯单元等，根据需要可实现拖动不同负载、宽调速和伺服控制等多种应用。 1.1.3 市场需求是变频器发展的动力 1.1.4 变频器的发展趋势 1.2 变频器的分类 1.2.1 按变频的原理分类 1）交-交变频器 2）交-直-交变频器 1.2.2 按变频器的控制方式分类 1）压频比控制变频器 （ V/f ） 2）转差频率控制变频器 （SF） 3）矢量控制 （VC） 4）直接转矩控制 1.2 变频器的分类 1.2.3 按用途分类 1） 通用变频器 简易型通用变频器是一种以节能为主要目的而简化了一些系统功能的通用变频器。它主要应用于水泵、风扇、鼓风机等对于系统调速性能要求不高的场合，并具有体积小、价格低等方面的优势。 高性能通用变频器在设计过程中充分考虑了在变频器应用中可能出现的各种需要，并为满足这些需要在系统软件和硬件方面都做了相应的准备。 2）专用变频器 高性能专用变频器 高频变频器 高压变频器 1.3 变频器的应用 1.3.1 变频器在节能方面的应用 风机、泵类负载采用变频调速后，节电率可以达到20%～60% 1.3.2 变频器在自动化系统中的应用 化纤工业中的卷绕、拉伸、计量、导丝；玻璃工业中的平板玻璃退火炉、玻璃窑搅拌、拉边机、制瓶机；电弧炉自动加料、配料系统以及电梯的智能控制等。 1.3.3 变频器在提高工艺水平和产品质量方面的应用 物料传送、起重、挤压和机床等各种机械设备控制领域，它可以提高工艺水平和产品质量，减少设备的冲击和噪声，延长设备的使用寿命。 本章小结 1.变频器的发展 电力电子器件是变频器发展的基础，计算机技术和自动控制理论是变频器发展的支柱。电力电子器件由最初的半控器件SCR，发展为全控器件GTO、GTR、MOSFET、IGBT，近年来又研制出智能功率模块IPM，单个器件的电压和电流的定额越来越大，工作速度越来越高，驱动功率和管耗越来越小。变频器内部的核心控制由CPU完成，最初是8位机，后来发展为16位机甚至32位机和DSP控制，这些新技术和自动控制新理论使变频器的容量越来越大，功能越来越强。 市场需求也是变频器发展的动力，据