《5-8电机(变频1)》.doc

项目二：认识变频器 高二（18） 科任：冯永辉 〔教学目标要求〕： （1）知目标：使学生（2）技目标：（3）情感目标：养成良好的职业习惯，增强学生的析、研究创新的能以及与小组合作、沟能力教学重点与难点：教学方法策略布置学生人为一组，组安排专人负责教学策略：各小组找出同点，提交讨论结果，时以关键词的形式纳分析?老师巡视指导归纳小结，进行点评老师巡视指导归纳小结，进行点评 （1）主电路的基本工作原理 1）整流电路的基本工作原理 变频器中的整流电路主要是对输人的交流电进行整流和滤波，为逆变电路提供直流电源。整流电路结构如图 3 一 4 一 2 所示，它包括由二极管 V1 一 V6 组成的整流电路，直流电抗器 DCL 组成的浪涌电流吸收回路和电容 C 构成的平滑滤波电路。 整流电路为三相桥式全波整流电路，整流元件可采用二极管或晶闸管。当整流元件为二极管时，在电源接通瞬间，向滤波电容器中充电时产生浪涌电流，浪涌电流容易损坏二极管和其他控制装置的，因此要有一个浪涌电流的吸收装置。浪涌电流的吸收除采用如图 3- 4-2 所示的直流电抗器 DCL 外，还可以采用电阻与短接开关组成的浪涌吸收回路或采用交流电抗器浪涌吸收回路，如图 3-4-3 所示。 2）逆变电路的基本工作原理逆变电路的主要作用是将整流电路输人的直流电转换为频率可调的交流电，用它来对交流电动机进行调速。 直流电变交流电的基本原理是：当逆变电路中的开关 S1 、 S4 闭合时，负载中的电流方向由上而下；开关 S2 、 S3 闭合时，负载中的电流方向由下而上，如图 3- 4 -4 (a）所示。 S1 、S4 与S2 、S3 交替闭合，产生的波形如图 3-4-4 ( b ）所示的交变电流，通过改变两个开关组的通断周期，就可改变交流电的频率。 三相逆变器电路原理如图 3 一 4 一 5 所示。开关 Sl 一 S6 按一定的顺序和时间通断。三相交流电动机 U 、 V 、 W 相定子绕组将得到三相交流电压。通过改变开关组的通断周期，可以改变逆变电路输出交流电压的频率；通过改变输人逆变电路的电压，可以改变逆变电路输出交流电压的大小。开关组的通断状态与所形成的三相交流电如图 3-4-6 所示。 当变频器中逆变电路的开关使用晶体三极管时，逆变电路如图 3-4- 7（a）所示；当变频器逆变电路开关使用晶闸管时，逆变电路如图 3-4-6(b）所示。 逆变电路中的半导体开关元件是变频器调速器的关键元件，它们都是大功率的半导体元件，一般称作电力半导体元件。目前变频器使用的电力半导体元件有：晶闸管（SCA )，门极可关断晶闸管（GTO )，双极型功率晶体管 (GTR ) ，功率场效应管（MOSFET )，绝缘栅双极晶体管（IGBT ）和智能功率模块（ IPM ）等。 四、课堂训练：见本项目相关实训《变频器操作（一）》 [课后作业]： 1、请简述变频器的整流和逆变原理和过程。 任务二：变频器工作方式和控制电路结构（4节） 〔前置作业〕： 变频器的工作方式有那两类？分别是？ 电压型变频器是如何工作的？ 请画出电压型变频器电路图？ 电流型变频器是如何工作的？ 请画出电流型变频器电路图？ 控制电路基本结构有那些部分？ [课堂活动]： 一、前置作业剖析： 1，小组汇报：学生小组汇报并展示所收集的资料、书面作业，教师评分（或由学生相互评分）、记录。 2，各小组找出同点，提交讨论结果，时以关键词的形式纳分析?老师巡视指导归纳小结，进行点评老师巡视指导归纳小结，进行点评 变频器需要输出不同频率和不同电压的交流电，变频器主电路改变频率和电压的方式称作调制方式。在变频器的调制方式中，一种为脉冲幅度调制方式（简称 PAM ) , 另一种是脉冲宽度调制方式（简称 PWM ）。 PAM 变频器的频率调节由逆变电路完成，输出电压的调节由整流电路实现，由于调频调压分由两个环节进行，两者之间需要协调配合，从而造成电路复杂，调节速度变慢。同时由于 PAM 需用整流电路作电压调节控制，从而对电网产生谐波污染，随着电压与频率的调低，功率因数也越低。而 PWM 方法是通过控制逆变器功率开关的通、断来获得一组脉冲幅度相同而脉冲宽度不相同的矩形脉冲，而改变矩形脉冲的宽度即可改变输出电压幅值。这样，变频器的调压、调频同在逆变器中完成，二者始终配合一致，不受其他环节的影响，而且电路简单，调节速度快，对电网影响小。 2，控制电路结构 变频器控制电路的主要作用变频器控制电路的主要作用是：根据变频器的逆变电路的开关元件提供驱动信号，对运行中的电流、电压、速度等信号进行检测，为变频器和电动机提供保护，为信号的输人与输出提供接口，以及提供给使用人员进行参数设置与运行操作，并显示预设参数与运行参数等。 变频器控制电路的基本结构如图 3-4-9 所示。控制电路主