DZ(新)一讲变频器主电路.docVIP

变频调速应用技术讲座 张燕宾（0717－6833317zyanbin@） 第1讲 变频器的主电路 1．1　开发变频器的初衷 1．1．1　异步电动机的优点很突出 1．三相交流异步电动机的构造和原理 （1）笼形转子异步电动机 （2）绕纯转子异步电动机 2．旋转磁场 （1）旋转磁场的形成 （2）同步转速和频率的关系 （3）同步转速和磁极对数的关系 3．异步电动机旋转原理 表1－1　不同磁极对数电动机的转速 p 2p n0 nM Δn s 备 注 1 2 3000 2900 100 0.033 5.5～7.5kW 2930 70 0.023 11～18.5 kW 2970 30 0.01 45～160 kW 2 4 1500 1460 40 0.027 11～15 kW 1470 30 0.02 18.5～30 kW 1480 20 0.013 37～315 kW 3 6 1000 960 40 0.04 3～5.5 kW 970 30 0.03 7.5～30 kW 980 20 0.02 37～250 kW 1．1．2　异步电动机的缺点也很突出 生产机械要求无级调速 1．1．3　异步电动机的世纪之梦 1．2　异步电动机的能量转换过程 1．2．1　异步电动机输入电功率的过程（能量载体－定子电路） 1．作功要点 2．反电动势 3．电动势平衡方程 1．2．2　电动机输出机械功率的过程（能量载体－输出轴） 1．2．3　定、转子传递能量的过程（能量载体－磁路） 1．作功要点 2．转子的等效电路 3．磁动势平衡方程（电流平衡方程） 表1－2　平衡方程小结 作用的一方 反作用的一方 损耗 电动势平衡方程 U1 E1 ΔU1 磁动势平衡方程 I1N1 I2’N1 I0N1 （电流平衡方程） I1 I2’ I0 转矩平衡方程 TM TL T0 电动机的等效电路 1．异步电动机的等效电路 2．等效电路的简化  休　息　15　分　钟 1．3　交－直－交变频器的构成 1．3．1　交－直－交变频器的结构与原理 1．基本框图 2．单相逆变桥  3．变频方法 4．三相逆变桥 1．3．2　逆变器件 1．逆变器件的条件 2．IGBT管 1．4　变频器的输出电压与频率 1．4．1　电动机变频时出现的新问题 1．从能量关系看主磁通的变化 2．保持磁通不变的途径 1．4．2　变频又变压的具体方法 1．PWM（脉宽调制） 2．SPWM（正弦脉宽调制） 3．正弦脉宽调制的实现 （1）单极性调制 （2）双极性调制 （3）变频器的输出电压 （4）输出电压的调整 1．4．3　载波频率的影响 1．载波频率含义（开关频率、脉冲频率） 2．载波频率对输出电压的影响 （1）双极性调制的工作特点 　 （2）载 （2）载波频率对输出电压的影响 3．载波频率对输出电流的影响 4．载波频率对噪音的影响 1．5　交－直－交变频器的主电路 1．5．1　整流与滤波电路 1．滤波电路的特点 2．均压电阻的作用 3．限流电阻的作用 4．直流电源指示的作用 1．5．2　逆变电路 1．逆变电路的结构与输出电压 2．逆变电路工况  1．6　变频器的输入电流 1．6．1　输入电流为啥比输出电流小？ 1．概述 2．变频器的输出电流 2．变频器的输出电流 3．频率下降时各部分的功率与电流 1．6．2　输入电流为啥三相不平衡？ 1．整流及滤波后的电压波形 2．低频带电动机负载时的电压波形 1．6．3　输入电流为啥功率因数低？ 1．变频器的功率因数 2．输入电流的波形及其频谱 3．功率因数的两个方面 功率因数的公式 λ＝＝υ?cosφ ［PF＝DF·Kd］ 式中，λ─全功率因数（PF）； 　Ｐ─有功功率，kW； 　Ｓ─视在功率，kVA； cosφ─位移因数（DF）； υ─电流的畸变因数（Kd），等于电流基波分量的有效值与总有效值之比： υ＝ 4．提高功率因数的方法 （1）配接交、直流电抗器 （2）采用12脉波整流 1．7　变频器的铭牌 1．7．1　铭牌数据 1．7．2　输出电压的调整余地 1．7．3　电流与功率因数 1．50Hz时的输入电流 （1）基波分量 I（1）≈IM （2）全电流 IN＞I（1） 2． 功率因数 λ＝＝ ＝＝0.69 或 λ≈＝＝0.69 36 变频本来 不姓“节” 图1－1　笼形转子异步电动机的构造 a）外形　b）定子　c）转子（短路绕组） 图1－2　绕线转子异步电动机的构造 a）外形与接线　b）转子绕组 图1－3　三相交流