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主要内容 电力电子元件 变频器原理 变频器应用 变频高次谐波与谐波抑制 变频噪声与噪声衰减 电力电子元件 SCR、GTO、GTR、IGBT、MOS、MCT 等； IGBT是电力MOSFET和GTR的有机结合，具有MOSFET驱动功率小、开关频率高和GTR工作电流大的特点； MCT（门控晶闸管）是MOSFET和SCR的有机结合。 变频器原理 将频率、电压固定的交流电变换成频率、电压连续可调的三相交流电源。 变频时应保持每极磁通Фm为额定值不变。 由于 ，故要求V/f不变。 转 矩 提 升 ：低压时，人 为 地 把 电 压 V抬 高 一 些 ，以 便 近 似 地 补 偿 定 子 压 降 。 变频器主回路示意图 主电路 整流器 将电网的交流电变为直流电。 滤波器 将整流器输出的脉动直流变成平稳的直流电。 逆变器 将直流电变成交流电供给负载。 输入点 模拟量输入点 频率的给定； 输入PID反馈信号等。 开关量输入点 给出正转／反转命令； 设定多种命令信号等。 输出点 模拟量输出点 输出模拟监视信号； 脉冲输出 输出脉冲监视信号； 开关量输出点 输出各种开关量监视信号； 输出总报警信号等。 设计电路举例 变频器应用 变频器与笼型电动机的结合是交流电动机调速系统的最佳选择。特点： 显著的节能效果； 较高的控制精度及较宽的调速范围； 便于使用和维护； 易于实现自动控制及远程控制等性能 。 变频在泵流量控制中的应用 风机、水泵的特点：负载转矩与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。 以前的电机以定速运转，用挡板阀门调节风量、水量。 改用根据所需要的风量、水量调节转速就可获得大量节电效果。 应 用 表 明 ，一般节 约 动 力 达 40%以 上 。 流量、扬程、轴功率 与转速关系 流量： 扬程： 轴功率： 变频高次谐波与谐波抑制 高次谐波：基频（通常为电源频率）倍数的频率。 变频高次谐波与谐波抑制 畸波：单个基波与几个高次谐波组合在一起。 n=pk?1（p=脉冲数，k=1，2，3…），通用变频器中三相整流器产生5次，7次，11次，13次…高次谐波。它的谐波含量（谐波内容）为1/n，谐波级数增加，谐波量值减少。 在变频器电源侧连接AC电抗器或在DC电路中安装DC电抗器或同时进行，可抑制谐波电流。 高次谐波与噪声的区别 变频噪声与噪声衰减 噪声的空中传播 变频器产生的噪声在空中辐射和传播的3种路径： 变频器辐射； 变频器输入侧电源电线的辐射； 变频器输出侧到电机连接电线的辐射。 电磁感应噪声 变频器输入/输出的电流产生的磁场，感应到周围设备的电流侧和信号侧，使周围设备受到噪声的影响。 当平行布线或成束布线时，走线范围越大，感应噪声也就越大。 静电感应噪声、电回路传播噪声 变频器输入输出侧由电流产生的磁场通过静电容耦合到信号线端，并传播到受影响的设备。 变频器产生的高频噪声通过电源线传播到周围设备。 常采用如下噪声衰减技术 电源电线的噪声衰减 在变频器和电源线之间接入滤波器将减小主传导噪声。 变频器到电机配线噪声辐射衰减 金属导线管； 电缆埋入水泥坑里或放置在室内的水泥围中。 变频器辐射噪声的衰减 变频器装在一个金属箱里，在供电电源上安装一个噪声滤波器。 * Process Control Instrumentation Technology *