变频器工作原理78195.ppt

1、变频器，1，变频器概述2，变频器基本原理3，变频器的保护功能4，变频器的干扰和预防措施5，变频器应用节目，1，变频器概述，三相交流异步电动机的结构简单，坚固，运行可靠，价钱便宜，冶金，建筑材料，矿山调节交流速度可以使每个电动机节省20%以上的能源，在一定转矩条件下，可以降低轴的输出功率，从而提高电机效率，达到节约能源效果。异步电动机调速系统种类很多，效率高，性能最好，使用最广泛的是变速调速。可以配置高动态性能的交流调速系统，而不是直流调速系统。交流调速的主要发展方向。频率调节可将供电、开环或闭环系统从逆变器配置为交流电动机，从而实现对交流电动机的大范围未授权速度调节。变频器将固定电压、固定频率

2、的交流电转换为可曹征电压、可曹征频率的交流电。随着电力电子技术的发展，出现了具有高压、高功率、自关闭的全控制电力电子设备，具有驱动功率小、开关频率高的特点，可以大大提高变频器电路中频率变化的性能。脉宽调制(PWM)频率转换将通信系统的调制技术应用于交流频率转换，为变频器提供了良好的输出波形，减少了噪音和谐波，提高了系统性能。采用了所有数字微电脑控制技术，变频器减少了体积，降低了成本，提高了效率，提高了功能。牙齿三茄子技术的应用使电机基本平稳运行，无噪音，无抖动。交流变频调速已成为传记调速的主流。目前变频器不仅在传统的电力拖动系统中广泛使用，而且扩展到了工业生产的所有领域，还扩展到了空调、洗衣机

3、、冰箱等家电产品。1，变频器概述，(1)变频器的功能是将固定频率(通常为50HZ)的交流点(三相或单相)交换为连续调节频率的三相交流电源。下图2。如1所示，逆变器的输入(R，S，T)连接到固定频率的三相交流电源，输出(U，V，W)输出将频率在一定范围内连续调节的三相交流连接到电动机。variation voltage variation frequency(vvf)频率可变、电压可变。变频器概述、(2)变频器的主要功能1、软启动电动机2、变频调速电流3、空(轻)负载可以在保持转速的情况下降低电流(节约能源)变频器。(3)变频器的核心是电力电子设备和控制方法。1 .电力电子设备的发展直到20世纪

4、80年代中期，变频设备电力电路主要使用第一代电力电子设备，以晶闸管组件为主，牙齿设备的效率、可靠性、成本、体积都不能与相同容量的直流调速设备相提并论。80年代中期以后第二代电力电子设备GTR。使用CTO、VDMOS-IGBT等制造的变速装置，性能与价钱比DC速度调节装置相当。随着大电流、高压、高频、集成、模块化方向继续的发展，第三代电力电子设备是20世纪90年代制造变频设备的主流产品，中小功率的频率控制设备(1-1000kw)主要使用IGBT、大功率频率控制设备(1000-10000)，1990年，2 .控制型逆变器根据控制方式的不同，其调速性能、特性和用途各不相同。控制方法一般分为开环控制和

5、闭环控制。开环控制具有U/f电压与频率成比例的控制方法。闭环有旋转频率控制、矢量控制和直接转矩控制。矢量控制现在可以与直流电机枢轴电流控制相媲美，直接转矩控制可以通过交流电动机参数控制轻松、准确地进行控制。第二，变频器的基本原理，(1)变速调节的配置必须有可调节频率的交流电源，但是电力系统只能提供固定频率的交流电源，因此需要变频装置来完成变频任务。旋转变频装置出现在历史上，但由于很多缺点，现在很少使用。现代变频器都是由高功率电子设备组成的。与旋转频率调节器相比，称为静态变频装置是构成频率调节系统的中心环。变频控制系统主要由静态变频装置、交流电动机和控制电路三个组成，静态变频装置的输入是三相单相

6、恒频、恒压电源供应装置，输出是可以同时调节频率和电压的三相交流。就控制电路而言，变速调速系统比直流调速系统和其他交流调速系统复杂得多，因为控制对象感应电动机本身的电磁关系和变频器的控制比较复杂。因此，变频调速系统的控制任务大部分由微处理器负责。(2)变速调速的基本要求是设计电动机以充分利用铁芯材料时，始终确保在额定频率和额定电压下工作时的气隙磁通量接近磁饱和值。因此，在调整电机速度时，希望保持每个极磁通量等级不变。过分增加磁通量会使铁芯过度饱和，导致励磁电流急剧增加，绕组过度加热，功率系数降低，严重时绕组过热，也可能导致电机损坏。因此，当频率变化时，我想保持磁通量不变。也就是说，必须实现一定的

7、磁通变速速度，以便在调节速度时保持电机的最大转矩不变。(David aser，Northern Exposure(美国电视电视剧)，频率)，(3)变频器的分类1。根据转换链路， (1) AC-AC频率转换器将频率固定的AC电源供应设备直接转换为频率可曹征的AC(也称为直接频率转换器)。(2) AC-DC-AC逆变器首先将频率固定的AC整流到DC，然后将DC反向转换为频率连续调节的AC(也称为间接逆变器)。2 .根据电压调制，通过改变分割： (1)脉冲调制(PAM)变频器输出电压的大小直流电压的大小调制进行调制。在中小型容量逆变器中，这种方式几乎消失了。(2)通过改变脉宽调制(PWM)变频器输出

8、电压的大小输出脉冲的占空比而调制。目前常用的是根据占空比正弦定律制定的正弦脉宽调制(SPWM)方法。3 .根据直流环节的能量存储方式， (1)电流型直流环的能量存储组件为电感线圈LF。(2)电压型直流链路的能量存储组件是电容器CF(见图)。(4) AC-AC和AC-DC-AC变频器，4.1 AC-AC-AC变频器工作原理4.2 AC-DC-AC变频器工作原理4.3 AC-AC和AC-DC-AC变频器比较，交流变频(由三组输出电压相位差120的单个交叉变频电路组成。）、4.1交流-交流变频器工作原理单交叉交流变频电路电路图和输出电压波形、三相输入单相输出的交流变频电路p组和n组反向并行晶闸管转换

9、器电路，以及图1(a)所示的结构。结合图1(a)，分析了三相输入单相输出的交流变频电路工作原理。p组运行时，N组运行时，io为负值。两组整流器以一定的频率交替工作，负载就会获得该频率的交流电源。变更切换频率可以变更输出频率。变更电流电路控制角度可以变更交流输出电压大小。为了使Uo波形正弦接近，根据正弦规律调整角度，在伴奏期间，根据正弦规律将P组角度从90减少到0或特定值，然后增加到90，每个控制间隔内的平均输出电压可以根据正弦规律从0增加到最高，再增加到0。Uo由多段电源电压组成，在uo周期中包含的电源电压段数越多，波形越接近正弦波(图1(b)。、4.2 AC-直线-AC逆变器的结构如下：由主

10、电路和控制电路配置组成。AC-直接-AC变频器主电路目前，一般用途的变频器主要包括AC-AC变频器、一般电压转换器变频器、主电路图表(见图1.1)、变频器的核心电路、整流电路(AC-DC开关)、直流滤波器电路(能耗电路)2、过滤电容器CF作用：(1)过滤电波整流后的电压纹波。(2)负载改变时，平衡直流电压。由于受传记容量和内压的限制，过滤器电路(filter)通常并行分组为几个电容器，并连接到另外两个电容器组。插图的CF1和CF2。由于两组电容特性不能完全相同，因此在每个电容组中并行放置具有相同阻力值的分压电阻RC1和RC2。3、限流电阻RL和开关SL RL作用：变频器刚关门的瞬间，冲击电流比

11、较大。也就是说，关闭刹车后，电流通过RL一段时间，限制冲击电流，将电容CF的充电电流限制在一定范围内。SL角色：当CF以特定电压充电时，SL牙齿关闭，RL牙齿短路。有些变频器使用晶闸管(用虚线表示)。4.电源指示HL作用：除了频率调制器电源指示外，还指示频率调制器断电后是否有电的指示(只有在电灯关闭后才能执行电线断开等操作)。第二，能耗电路第1节，制动电阻RB频率转换器在频率下降的过程中处于再生制动状态，反馈电存储在电容CF中，直流电压可能会上升继续，甚至达到非常危险的水平。RB的作用是消耗牙齿部分的反馈能量。一些变频器牙齿电阻作为外部，都有外部终端(例如DB、DB)。2、制动装置VB由GTR

12、或IGBT及其驱动电路组成。放电电流IB用于提供通过RB流动的路径。3，直接转换部分1，逆变管V1V6配置逆变桥，VD1VD6整流直流逆变交流。这是变频器的核心部分。2、回流二极管VD7VD12作用：(1)电机是感性负载，电流有无功成分，提供无功电流返回直流电源的“通道”。(2)频率下降，电机处于再生制动状态时，再生电流通过VD7VD12整流后，在DC电路(3)V1V6逆变过程中，同一腿臂的两个逆变器处于继续胖乎乎和截止状态。在牙齿更换过程中，VD7VD12还必须提供路径。第四，缓冲电路缓冲电路，如图2所示。逆变器在传导和判断的瞬间电压和电流的变化率比较大，会损坏逆变器。因此，在每个逆变管旁边

13、，还必须连接缓冲电路(起到降低电压和电流变化率的作用)。1，C01C06逆变V1V6在从传导到抛光的判断瞬间，集电极C和发射极E之间的电压从0V快速上升到直流电压UD。过高的电压增长率会损坏逆变器。C01C06的作用是降低变频器从道统到抛光的电压增长率过高，防止变频器损坏。2，R01R06反相器V1V6以C01C06牙齿充电电压(与UD相同)放电V1V6。牙齿放电电流的初始值很大，叠加在负载电流上，造成逆变管的损坏。R01R06的作用是限制逆变器的传导瞬间C01C06的放电电流。3、对VD01VD06 R01R06的访问还会影响V1V6牙齿关闭时降低C01C06牙齿电压增长率的效果。防止R01

14、R06牙齿在VD01VD06访问后V1V6关闭期间运行。在V1V6连接过程中，C01C06的放电电流强制通过R01R06。交流-直接-交流变频器控制电路控制电路计算电路、检测电路、控制信号的输入/输出电路、驱动电路等。主要任务是完成对逆变器的开关控制、对整流器的电压控制、各种保护功能等。您可以使用模拟控制或数字控制。高性能变压器目前以嵌入式微电脑、尽可能多的硬件电路、主要是软件来执行各种功能，以实现数字控制。根据其他控制方法，间接变频装置可以分为以下三种：(A)、(B)、(c)。1 .控制式整流器变压、变频器调节、频率调制分别在两个茄子方面进行。两者在控制电路上协调牙齿设备结构，易于控制，输出

15、链路使用由晶闸管(或其他电子设备)组成的三相六拍变频器(每周6次回流)，但是输入链路使用控制式整流器，低压深度控制时电网末端的功率因数比较高。通常在电压变化不大的情况下使用。2 .直流斩波电压调节，变频器使用不可下降的整流器，确保变频器的电网侧高功率因数，在直流环上安装直流斩波，完成电压调节。牙齿电压调节方法可以有效地提高变频器电网侧的功率因数，方便灵活地调节电压，但添加了功率转换环斩波，谐波仍然存在很大的问题。3 .变频器自身电压调节，变频使用无法控制的整流器，通过变频器自身的电子开关进行斩波控制，使输出电压成为脉冲列。改变输出电压脉冲列的脉冲宽度可以调整输出电压。牙齿方法称为脉宽调制(PW

16、M)。由于无法控制的整流，功率因数高。PWM逆变器可以大大减少谐波。谐波下降的程度取决于开关频率，开关频率受部件开关时询问的限制。使用常规晶闸管时，交换机频率不能有效提高。使用全控制单元可以显着提高开关频率，输出波形可以获得几乎真实的正弦波，因此也称为正弦波脉宽调制(SPWM)频率调制器。变频器将变频和曹征功能结合在一起，不在主电路(主)上附加其他设备，结构简单，性能好。成为目前最有希望的结构形式。4.3 AC-AC-AC-DC-AC变频器比较AC-DC-AC变频器，过载能力强的高效输出波形好，但输出频率低使用功率设备多输入无功功率高输出谐波对电网有很大影响，结构简单输出频率变化范围大功率高谐

17、波容易消除各种新的高功率设备(5) PWMPWM在各种应用领域仍然占优势，一直是人们研究的热点。PWM能同时实现变压边压半抑制谐波的特点，因此广泛应用于交流传动和其他能源更换系统。PWM控制技术主要可分为三类茄子：正弦PWM、最优化PWM和随机PWM。正弦PWM具有多种PWM技术，可以改善输出电压和电流波形，降低电源系统波形，在高功率变频器中具有独特的优点。PWM优化旨在实现电流谐波畸变速度最小化、电压利用率最高、效率最佳、转矩脉动最小化和其他特定最优化目标。随机PWM原理是随机改变开关频率，使马达电磁噪音接近白噪声。噪音的总分贝数保持不变，但以固定开关频率为特征的颜色噪音的强度大大减弱。正弦波脉宽调制(SPWM)变频器，SPWM变频器结构简