变频器的原理和应用介绍课件.pptVIP

日期：2012-4-13

1、器的原理器是把恒压恒频的交流电源(50Hz或60Hz)成各种和率的交流源的装置，能交流异步机的起、速、提高运精度、改功率因数、流//等功能。

1、变频器的结构图～

（1）整流器，它与相或三相交流源相接，生脉的直流io35R2462三相式可控硅整流路

u可以配置滤波或制动装置以提高变频器性能。

（3）逆器，将固定的直流成可和率的交流S2,S4通S1,S3通3相式逆u通改开关管通率u通改开关管通序改的相序

（3）逆器，将固定的直流成可和率的交流S24三相式逆u机波耗增加，重甚至坏机u矩脉大，低速运行影响速的平u直到从通信技中采用PWM制才大大的解了以上

将信号传送给整流器、中间电路和逆变器，同时它也接收来自这些部分的信号。其主要组成部分是：输出驱动电路、操作控制电路。主要功能是：u利用信号来开关逆变器的半导体器件。u监视变频器的工作状态，提供保护功能

三、变频器常用电力电子器件1、功率二极管（D）功率二极管的内部是P-N或P-I-N结构，图示为功率二极管的电路符号和外形。图5功率二极管的符号和外形a)功率二极管的符号b)螺旋式二极管的外形c)平板式二极管的外形

三、变频器常用电力电子器件2、晶闸管（SCR）晶闸管是四层（P1N1P2N2）三端（A、K、G）器件，其符号和外形如图所示。图6晶闸管的外形及符号（a）晶闸管的符号（b）螺栓式外形（c）带有散热器平板式外形

三、变频器常用电力电子器件GTO也是四层PNPN结构、三端引出线器件。和晶闸管不同的是，GTO内部由许多四层结构的小晶闸管并联二乘，这些小晶闸管的门极和阴极并联在一起，成为GTO元，而普通的晶闸管是独立元件结构。（a）图7GTO的结构与符号（a）GTO的结构剖面（b）图形符号

三、变频器常用电力电子器件4、功率晶体管（GTR）图8GTR摸块（a）GTR的结构示意图（b）GTR摸块的外形（c）GTR摸块的等效电路

三、变频器常用电力电子器件（a）P-MOSFET的结构（b）P-MOSFET符号

三、变频器常用电力电子器件IGBT具有场效应管高速、高输入阻抗的特性，又具有晶体管饱和电压低、电压大、反压高的特性，应用领域很广泛；IGBT也是三端器件：栅极，集电极和发射极。

在进行电机调速时，通常是希望保持电机中每极磁通量为额定值，并保持不变。如果磁通太弱就等于没有充分利用电机的铁心，是一种浪费；如果过分增大磁通，又会使铁心饱和，过大的励磁电流使绕组过热损坏电机。U/f控制是使变频器的输出在改变频率的同时也改变电压，通常是使U/f为常数，这样可使电动机磁通保持一定，在较宽的调速范围内，电动机的转矩、效率、功率因数不下降。

u控制电路结构简单、成本较低。u机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个u在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输u机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能稍差。u系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化。u转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的

转差频率与转矩的关系为图11所示的特性，在电动机允许的过载转矩以下，大体可以认为产生的转矩与转差频率成比例。另外，电流随转差频率的增加而单调增加。所以，如果我们给出的转差频率不超过允许过载时的转差频率，那么就可以具有限制电流的功能。u系统的加减速特性和稳定性比开环的U/f控制提高很多，过电流的限制效果也变好。

图12为转差频率控制系统构成图。速度调节器通常采用PI控制。它的输入为速度设定信号ω2*和检测的电机实际速度ω2之间的误差信号。速度调节器的输出为转差频率设定信号ωs*。变频器的设定频率即电动机的定子电源频率ω1*为转差频率设定值ωs*与实际转子转速ω2的和。当电动机负载运行时，定子频率设定将会自动补偿由负载所产生的转差，保持电动机的速度为设定速度。速度调节器的限幅值决定了系统的最大转差频率。12差率与矩的关系

13矢量控制示意

电流反馈用于反映负载的状态，使iT*能随负载而变化。速度反馈反映出拖动系统的实际转速和给定值之间的差异，从而以最快的速度进行校正，提高了系统的动态性能。速度反馈的反馈信号可由脉冲编码器PG测得。现代的变频器又推广使用了无速度传感器矢量控制技术，它的速度反馈信号不是来自速度传感器，而是通过CPU对电动机的各种参数，如I1、r2等经过计算得到的一个转速的实在值，由这个计算出的转速实在值和给定值之间的差异来调整iM*和iT*，改变变频器的输出频率和电压。

选择矢量控制模式，对变频器和电动机有如下要求：u一台变频器只能带一台电动机。u电动机的极数要按说明书的要求，一般以4极电动机为最佳。