功率电子设计(竞赛讲座C).ppt

全国大学生电子竞赛培训 只因准备不足，才导致失败 第 七 部 份  变频器基础知识 变频器的内部结构和主要功能 变频器主电路各器件作用 第 八 部 份  训练题目及要求 训 练 题 目 1、设计逆变电源，输出电压可通过按键增加或减小。测试方法：能够烧热电烙铁、能给手机充电。（应用场效应管） 注意：高压输出，严防触电！ 2、设计D类功率放大器，可遥控开关机，带有扬声器保护、分等级显示音量（输出信号幅度）、音量通过按键控制增大或减小、带有8级柱状频谱指示，效率85%以上。 3、变频器设计，设计一变频空调控制器，使室温恒定。 4、设计LED电源 5、太阳能充电器 一些常用模块设计思路 二、电源之单－双技巧 三、三角波产生电路 四、SPWM调制与放大电路 五、全桥逆变驱动电路 六、全桥逆变电路 七、滤波电路 八、电机测速电路 九、正弦波产生电路单片机输出正统变化阶梯电压，再滤波 十、正弦信号产生与幅度控制 参考文献与学习网站 谢 谢 祝同学们学习愉快 一、变频器设计思路 * 2011年大学生电子竞赛培训 一、变频器调速原理 ~ 380V 50HZ f = 0~ 500HZ 图 3-1 变频调速 变频调速 f 变极对数调速 P 变转差率调速 S 1.变频调速原理 2. 交—直—交变频器基本结构 整 流 器 滤 波 器 逆 变 器 1. 能承受足够大的电压和电流 2. 允许长时间频繁接通和关断 3. 接通和关断的控制十分方便 开关元器件应满足的条件 IGBT的特点： 耐压1200V 开关频率高达30 ~ 40KHZ 驱动电路电流小，功耗很少 380 50HZ 8. 变频器主电路图 图3-7 变频器主电路结构图 9. 整流和滤波电路 图3-8 整流和滤波电路 10. 充电过程的限流电路 图3-9 合上电源时的充电过程 11. 逆变电路的基本结构 图3-10 逆变电路的结构 a） 逆变电路 b）输出电压波形 c）输出电压等效波形 21. PWM 图3-20 脉宽调制 整 流 逆 变 变 频 变 压 脉 宽 调 制 22. 正弦脉宽调制（SPWM） 图3-21 正弦脉宽调制（SPWM） 载波频率提高，电磁噪音减少，电机获得较理想的正弦电流曲线。 开关频率高，电磁幅射增大，输出电压下降，开关元件耗损大。 载波频率的特性 变频器各部分电流关系： 变频器输出电流IM取决于负载转矩， 当负载转矩恒定，IM大小与速度无关； 直流回路的电流随频率下降而减少； 变频器输入电流随频率下降而减少。 6. 一台变频器带多台电动机 图4-6 一台变频器带多台电动机 二、 变频调速系统 接电抗器的作用 1. 变频器输出端接入电抗器的场合 图6-1 需要接入电抗器的场合 a）电机与变频器距离远 b）小变频器带轻载大电机 输出电抗器作用： 抑制变频器电磁幅射干扰 抑制电动机电压谐振 2. 输入交流电抗器 作用：1）提高功率因数 2）抑制高次谐波 3）削弱电流浪涌 3. 接入交流电抗器的场合 图6-3 接入交流电抗器的场合 a）多台变频器接同一电源 b）同一电源上接有大容量晶闸管设备 c）变压器容量超过变频器容量十倍以上 d）电源电压不平衡度≥3% 4. 直流电抗器 做用： 1）提高功率因数 2）拟制电流尖峰 三、变频器的抗干扰 1. 变频器的干扰源 图7-1 变频器的电压、电流波形 2. 电路耦合干扰 — 电路传播：1）电源线 2）地线 措施 ： 1）隔离变压器 2）光耦隔离 3）正确接地 3.感应耦合干扰 —电磁感应 —静电感应 1） 电磁感应是电流干扰传播方式 2）静电感应是电压干扰传播方式 4. 抗干扰措施 远离、相绞、屏蔽、不平行 图7-4 绞线抗干扰 5. 空中幅射干扰 图7-5 空中幅射与接地 — 电磁幅射 抗干扰措施 1）准确接地 2）接入滤波器 图7-6 接入滤波器抑制电磁幅射 2011年全国大学生电子竞赛培训 * * *