SEW培训资料——变频器原理.pptVIP

一.什么叫变频器？ 交流电动机的异步转速表达式位： n＝60 f(1－s)/p (1) 其中　 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。 由公式(1)可知，电动机的输出转速与输入的电源频率、转差率、电机的极对数有关系，因而交流电动机的直接调速方式主要有变极调速(调整P)、转子串电阻调速或串级调速或内反馈电机(调整s)和变频调速(调整f)等。 而我们现在运用最广泛的就是变频调速，由转速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，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。 变 频 器 原 理 * 二.变频器的基本控制方式: 1.VVVF调速,即Variable Voltage Variable Frequency-变压变 频调速方式。 2.矢量控制,利用直流电动机的转矩产生机理,将异步机的定子电 流在理论上分为两部分：产生磁场的电流分量（磁场电流）和产 生转矩的电流分量（转矩电流），分别进行控制，同时将二者合 成后的定子电流供给电动机。分为磁通矢量，电压矢量，转矩矢 量控制等。 变 频 器 原 理 * 三.变频器的基本运行规律： 基频以下,电动机恒转矩运行 基频以上,电动机恒功率运行 四.变频器的基本电路框图 变频器采用SPWM(正弦波脉宽调制)控制技术.主回路 输入三相交流电后，由三相全波桥式整流，再经电容滤波后得到 500V左右的直流电压，最后由PWM控制技术控制的大功率模块逆 变成近似交流正弦波，供给三相交流电机工作。 变 频 器 原 理 * 基本电路框图 整流桥 启动电阻 输入交流电源 母线电容 逆变桥 交流输出 制动单元 直流电感 制动电阻 * 基本电路框图 整流电路：大都是由大功率二极管构成的全波整流电路，主要是将单相或三 相交流转化为直流；它们将380V的交流电整流成直流，平均直流电压可用下式表示：UD =1.35 UL=1.35×380＝513V。 中间电路：主要包括缓冲电路、滤波电路、制动电路组成。滤波电路主要是由无感电容和电解电容、均压电阻等，大功率变频器我们常常要求客户加直流电抗器，这些都是为了消除直流中的高次谐波、提高功率因素；缓冲电路作用缓解在上电瞬间对电解电容的冲击；制动电路的作用是在电机减速或停机时将电机反馈回来的电能消耗掉，从而起到快速减速、保护电机和变频器的作用。 逆变电路：由六个IGBT和它反向并联的六个续流二极管组成的三相全桥逆变电路组成。这六个续流二极管的功能有以下三点：a,由于电动机是一种感性负载，工作时其无功电流返回直流电源需要它们提供通路；b,降速时电动机处于再生制动状态， 它们为再生电流提供返回直流的通路；c,逆变时它们快速高频率地交替切换，同一桥臂的两管交替地工作在导通和截止状态，在切换的过程中，也需要给线路的分布电感提供释放能量的通路。 * 五.变频器的四象限运行 1.一象限运行就是电机驱动负载运行,负载不能反过来驱动电动 机,也就是,转矩永远在一个方向上-电动机驱动负载,能量从变 频器传到负载上. 例如: 泵,搅拌机,输送机等. 2.四象限运行就是负载能够反过来驱动电动机.典型的例子就是 升降机应用,重物下放过程中,负载反过来驱动电动机,此时的电 动机阻止负载的下放.在这个过程中,能量从负载反馈回电动机, 电动机提供了阻止负载下放的反力矩. 一般来说,变频器配合制动电机通常认为是四象限运行. SEW变频器内置制动单元,配合合适的制动电阻即可完成四象限 驱动. 变 频 器 原 理 * 七.相对于不同负载转矩特性的电机的选择 1.恒转矩负载 例如:提升机,皮带输送机,链式输送机.这种形式的应用如果 在25HZ以下运行,电机功率要选大一等级或加强冷风扇. 2.转矩随速度上升负载 例如:风机/水泵等.这类负载在低速下低转矩,如果不再10HZ 以下连续运行,不需要选择大一号电机. 3.转矩在启动时高,但高速时转矩降低 例如:正排量泵 在这种情况下,电机和变频器必须能输出所需的启动转矩. (变频器只提供不大于150%的电机额定转矩) 变 频 器 原 理 * 八.一台变频器驱动多台电动机运行 在这种情形,变频器的额定电流至少应等于多台电动机在所需功 率输出时的运行电流的总和. 变频器的参数设定和过载保护都是