功率电子设计(竞赛讲座C).pptx

2011年大学生电子竞赛培训第 七 部 份 变频器基础知识一、变频器调速原理 1.变频调速原理 ~ 380V 50HZf = 0~ 500HZ 图 3-1 变频调速 变频调速 f 变极对数调速 P 变转差率调速 S 2. 交—直—交变频器基本结构 逆 变 器整 流 器滤 波 器开关元器件应满足的条件1. 能承受足够大的电压和电流2. 允许长时间频繁接通和关断3. 接通和关断的控制十分方便IGBT的特点： 耐压1200V 开关频率高达30 ~ 40KHZ 驱动电路电流小，功耗很少8. 变频器主电路图38050HZ图3-7 变频器主电路结构图9. 整流和滤波电路图3-8 整流和滤波电路10. 充电过程的限流电路图3-9 合上电源时的充电过程11. 逆变电路的基本结构图3-10 逆变电路的结构 a） 逆变电路b）输出电压波形c）输出电压等效波形变频器的内部结构和主要功能变频器主电路各器件作用 21. PWM逆 变变 频变 压整 流脉 宽 调 制图3-20 脉宽调制22. 正弦脉宽调制（SPWM）图3-21 正弦脉宽调制（SPWM）载波频率的特性载波频率提高，电磁噪音减少，电机获得较理想的正弦电流曲线。开关频率高，电磁幅射增大，输出电压下降，开关元件耗损大。 变频器各部分电流关系： 变频器输出电流IM取决于负载转矩， 当负载转矩恒定，IM大小与速度无关； 直流回路的电流随频率下降而减少； 变频器输入电流随频率下降而减少。6. 一台变频器带多台电动机图4-6 一台变频器带多台电动机二、 变频调速系统 接电抗器的作用1. 变频器输出端接入电抗器的场合图6-1 需要接入电抗器的场合a）电机与变频器距离远b）小变频器带轻载大电机输出电抗器作用： 抑制变频器电磁幅射干扰 抑制电动机电压谐振2. 输入交流电抗器作用：1）提高功率因数 2）抑制高次谐波 3）削弱电流浪涌3. 接入交流电抗器的场合图6-3 接入交流电抗器的场合a）多台变频器接同一电源b）同一电源上接有大容量晶闸管设备 c）变压器容量超过变频器容量十倍以上d）电源电压不平衡度≥3%4. 直流电抗器做用： 1）提高功率因数2）拟制电流尖峰三、变频器的抗干扰1. 变频器的干扰源图7-1 变频器的电压、电流波形2. 电路耦合干扰— 电路传播：1）电源线 2）地线措施 ： 1）隔离变压器 2）光耦隔离 3）正确接地3.感应耦合干扰—电磁感应 —静电感应1） 电磁感应是电流干扰传播方式2）静电感应是电压干扰传播方式 4. 抗干扰措施远离、相绞、屏蔽、不平行图7-4 绞线抗干扰5. 空中幅射干扰— 电磁幅射图7-5 空中幅射与接地抗干扰措施 1）准确接地2）接入滤波器图7-6 接入滤波器抑制电磁幅射2011年全国大学生电子竞赛培训第 八 部 份 训练题目及要求训 练 题 目1、设计逆变电源，输出电压可通过按键增加或减小。测试方法：能够烧热电烙铁、能给手机充电。（应用场效应管）注意：高压输出，严防触电！2、设计D类功率放大器，可遥控开关机，带有扬声器保护、分等级显示音量（输出信号幅度）、音量通过按键控制增大或减小、带有8级柱状频谱指示，效率85%以上。3、变频器设计，设计一变频空调控制器，使室温恒定。4、设计LED电源5、太阳能充电器一些常用模块设计思路一、变频器设计思路二、电源之单－双技巧三、三角波产生电路四、SPWM调制与放大电路五、全桥逆变驱动电路六、全桥逆变电路七、滤波电路八、电机测速电路 九、正弦波产生电路单片机输出正统变化阶梯电压，再滤波十、正弦信号产生与幅度控制2011年全国大学生电子竞赛培训参考文献与学习网站谢 谢祝同学们学习愉快9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。11、越是没有本领的就越加自命不凡。12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。16、业余生活要有意义，不要越轨。17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。 谢谢观赏 You made my day!我们，还在路上……