变频器原理与应用 第3版 教案 第1章 变频器的认识

PAGE《变频器原理及应用（第3版）》电子教案PAGE第3页共3页中等职业教育课程改革国家规划新教材《电子技术基础》电子教案 PAGE1章节课题第1章变频器的变频器概述课时2教学目的1.了解变频器技术发展和应用。2.掌握变频器的分类。重点难点重点：变频器的分类教学方法结合日常生活和家用电器，联系实际因材施教，让学生了解变频器的广泛应用，激发学生学习兴趣和调动学生的学习积极性。本次课老师要准备好变频器应用的视频片，进行课堂播放，结合实际讲解，尽可能达到好的教学效果。教具及参考书教具：变频器参考书：王廷才．变频器原理及应用(第3版)．机械工业出版社作业习题1－1：习题1－2；习题1－3课后小结1.变频器的发展2.2.变频器的分类1)按变频的原理分类2)按变频器的控制方式分类3）按用途分类3.变频器的应用教学内容第1章变频器的认识知识目标：1.了解变频器技术发展和应用。2.掌握变频器的分类。技能目标：1.观察变频器的外形及结构。2.识读变频器铭牌，了解变频器的主要参数。教学内容1.1变频器技术的发展1.1.1电力电子器件是变频器发展的基础1.1.2计算机技术和自动控制理论是变频器发展的支柱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）智能化2）专门化3）一体化4）环保化1.2变频器的分类1.2.1按变频的原理分类单相按相数分三相有环流交-交变频器按环流情况分无环流方波按输出波形分正弦波变频器电压型按储能方式分电流型交-直-交变频器脉幅调制按调压方式分脉宽调制1.V/f控制变频器教学内容1.2.2按变频器的控制方式分类1）V/f控制变频器2）转差频率控制变频器3）矢量控制变频器4）直接转矩控制按用途分类通用变频器2）专用变频器1.3变频器的应用1.3.1在节能方面的应用1.3.2在自动化系统中的应用1.3.3在提高工艺水平和产品质量方面的应用章节课题1.2异步电动机变频调速的原理课时2教学目的1.掌握异步电动机变频调速的原理。2.了解异步电动机的机械特性。重点难点重点：异步电动机变频调速的原理难点：异步电动机变频调速的原理教学方法联系异步电动机实际，讲解异步电动机变频调速的原理及其调速方式，尽可能达到好的教学效果。教具异步电动机作业习题1-4课后小结异步电动机的转速n的表达式为，可见改变p、s、f1即可实现电动机的速度调节。教学内容1.2异步电动机变频调速的原理知识目标：1.掌握异步电动机变频调速的原理。2.了解异步电动机的机械特性。技能目标：熟悉异步电动机变频调速的原理。教学内容1.2异步电动机变频调速的原理1.2.1异步电动机变频调速工作原理异步电动机的转速n的表达式为改变f1、p和s都可以调速。1.2.2三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性曲线如图1-5所示。图1-5三相异步电动机的机械特性曲线教学内容1．起动转矩Tst度2．额定转矩TN3．最大转矩TM1.2.3三相异步电动机的起动在生产中，除了小容量的三相异步电动机能直接起动外，一般要采取不同的方法起动，比如自耦变压器降压起动、串电阻或电抗器降压起动、Y-Δ降压起动等。在变频调速拖动系统中，变频器用降低频率f1从而也降低了U1的方法来起动电动机。如图1-6所示为低频起动时电动机的机械特性曲线。电动机以很低的频率起动，随着频率的上升，转速上升，直至达到电动机的工作频率后，电动机稳速运行。在此过程中，转速差Δn被限制在一定的范围，起动电流也将被限制在一定的范围内．而且动态转矩ΔT很小，起动过程很平稳。图1-6低频起动时电动机的机械特性曲线1.2.4三相异步电动机的制动电动机的制动状态是指电磁转矩T与转速n方向相反的状态。三相异步电动机的制动方式有直流制动、回馈制动和反接制动等。教学内容1．直流制动电动机制动时，切断电动机的三相电源，在定子绕组中通入直流电，产生一恒定磁场，如图1-7a所示。由于转子在机械惯性作用下仍按原方向旋转．它切割恒定磁场产生感应电流．用左手定则可判断感应电流在磁场中的受力方向，从而可判断电磁转矩方向与转子转速方向相反，为制动转矩。如图1-7b所示。a)直流制动的原理b)直流制动的机械特性曲线图1-7直流制动的原理与机械特性2．回馈制动由于某些原因，当n＞n1时，转子切割旋转磁场的方向和电动运行状态n＜n1正好相反，转子中感应电动势和电流的方向也相反，电磁转矩T也就和n反向，为制动转矩。回馈制动的实质是将轴上的机械能转换成电能，回馈给电源。如图1-8所示，图1-8回馈制动的机械特性曲线章节课题1.3变频器的结构与主要技术参数课时2教学目的1.掌握变频器的结构。2.掌握变频器铭牌及主要技术参数。重点难点重点：变频器的结构变频器铭牌的含义及主要技术参数教学方法结合变频器实际，讲解变频器的外形和结构，铭牌及技术参数，有条件可以到变频器生产厂家或商场参观，增加感性认识，并进行讲解，可能会事半功倍。教具变频器作业习题1-5课后小结变频器的基本组成可分为两大部分：由电力电子器件构成的主电路；以微处理器为核心的控制电路。表达式表明调节电源频率fx，即可调节异步电动机的转速nx，这就是异步电动机变频调速的理论依据。变频器的主要技术参数：输入电压、输出电压、额定电流、输出容量、额定功率和过载能力等。教学内容1.3变频器的结构与主要技术参数知识目标：掌握变频器的结构。技能目标：学会识别变频器铭牌及主要技术参数。教学内容1.3变频器的结构与主要技术参数1.3.1变频器的外形变频器的外形大致可分为挂式、柜式和柜挂式三种。1.3.2变频器的结构变频器的实际电路相当复杂，图1-10所示为变频器的组成框图。交-直-交变频器的主电路；控制电路的基本结构如图1-11所示，它主要由主控板、键盘与显示板、电源板、外接控制电路等构成。1.3.3变频器的铭牌图1-14森兰变频器的铭牌教学内容1.3.4主要技术参数1.输入电压主要是指变频器的输入电压的相数、大小和频率，常见的有以下几种：（1）3相380V50/60Hz绝大多数变频器采用这种规格。（2）3相220V50/60Hz主要用于某些进口变频器。（3）单相220V50/60Hz主要用于家用小容量变频器。2.输出电压UN由于变频器在变频的同时也要变压，所以输出电压是指输出电压的相数、电压变动范围和频率变动范围。一般输出电压变动范围为0V～输入电压，即输出电压的最大值总是和输入电压相等。3.额定电流IN通常是指允许长时间输出的