变频器应用基础 第2版 教学课件 石秋洁 项目一.pptxVIP

一、学习目标二、问题的提出一、变频调速的原理二、变频器的构成框图一、变频器的分类二、交—直—交变频器的主电路三、逆变原理四、变频器中的半导体开关器件一、变频器面板及工作模式介绍二、变频器的面板操作及运行三、变频器的外部运行、组合运行一、变频器的应用二、变频器的外接主电路、各元器件的作用及选择三、实物变频器的内部构成解析一、异步电动机、变频器的结构二、熟悉掌握变频器的一般操作一、学习目标1)了解变频器的内涵、变频器的组成原理。2)了解异步电动机的结构、常见开关元器件的种类。3)掌握变频器的接线、常规操作、参数测量。二、问题的提出一、变频调速的原理1.异步电动机的结构2. 异步电动机的旋转原理1.异步电动机的结构1)定子。2) 转子。2. 异步电动机的旋转原理1)旋转磁场。图1-1　两极旋转磁场示意图2. 异步电动机的旋转原理图1-2　异步电动机的工作原理图2)异步电动机的旋转。2. 异步电动机的旋转原理3)转差率。表1-1　不同功率、不同磁极时的、之间的关系二、变频器的构成框图1.主电路2.控制电路二、变频器的构成框图图1-3　变频器的构成框图2.控制电路1)输入：有面板、输入控制端子、通信接口三种方式。2)输出：有面板、输出控制端子两种方式。3)驱动电路：逆变电路主要由6只逆变管组成的逆变桥组成，逆变管始终处在交替的导通、关断状态。4)保护电路：变频器在工作过程中实时采样主电路的直流电压、输出电流及逆变管的温度，一旦出现超标，保护电路将给出过电压、过电流及高温报错并关断逆变管，通过输出设备给出错误报警及错误代码。一、变频器的分类1.按照变频器的用途来分2.按变频器的主电路结构来分1.按照变频器的用途来分1)专用变频器。2)节能型变频器和通用变频器。①　节能型变频器。由于节能型变频器的负载主要是风机、泵等二次方律负载，它们对调速性能的要求不高，因此节能型变频器的控制方式比较单一，一般只有V/F控制，功能也没有那么齐全，但是其价格相对要便宜些。1.按照变频器的用途来分②　通用型变频器。通用变频器是变频器家族中数量最多、应用最广泛的一种，通用型变频器主要用在生产机械的调速上。生产机械对调速性能的要求(如调速范围，调速后的动、静态特性等)往往较高，若调速效果不理想则会直接影响到产品的质量，所以通用型变频器必须使变频后电动机的机械特性符合生产机械的要求。因此这种变频器功能较多，价格也较贵。它的控制方式除了V/F控制，还使用了矢量控制技术。因此，在各种条件下均可保持系统工作的最佳状态。除此之外，高性能的变频器还配备了各种控制功能，如PID调节、PLC控制、PG闭环速度控制等，为变频器和生产机械组成的各种开、闭环调速系统的可靠工作提供了技术支持。2.按变频器的主电路结构来分1)交—交变频器。2)交—直—交变频器。二、交—直—交变频器的主电路1.整流部分(交—直)2.逆变部分(直—交)3. 制动部分二、交—直—交变频器的主电路图1-4　交—直—交电压型变频器主电路1.整流部分(交—直)1)整流单元：VD1~VD6。图1-5　滤波电容及均压电阻1.整流部分(交—直)2)滤波电路：CF。图1-6　电流型变频器的滤波元件1.整流部分(交—直)3)开启电流吸收回路：RL、SL。2.逆变部分(直—交)1)逆变桥。2)续流二极管VD7~VD12。图1-7　续流二极管的作用3. 制动部分(1)制动电阻RB　变频调速在降速时处于再生制动状态，电动机是将自己储存的能量回馈电网，但回馈的能量到达直流电路，会使UD上升，这是很危险的。图1-8　单相逆变电路的原理图3. 制动部分(2)制动单元　制动单元由大功率晶体管VTB及采样、比较和驱动电路构成，其功能是为放电电流IB流过RB提供通路。三、逆变原理1.单相逆变模型的工作原理2.三相逆变模型的工作原理2.三相逆变模型的工作原理图1-9　三相逆变电路的原理图1)各桥臂上的开关始终处于交替打开、关断的状态，如S1、S2 。2.三相逆变模型的工作原理2)各相的开关顺序以各相的“首端”为准，互差2π/3电角度。四、变频器中的半导体开关器件1.门极关断(GTO)晶闸管2.大功率晶体管(GTR)3.功率场效应晶体管(MOSFET)4.绝缘栅双极晶体管(IGBT)1.变频器的主电路接线2.输入给定频率、给出变频器运行信号1.门极关断(GTO)晶闸管图1-10　GTO晶闸管基本电路(1)导通条件　在门极和阴极之间加一正向电压，即G(+)、K(-)，1.门极关断(GTO)晶闸管GTO晶闸管导通。(2)关断条件　在门极和阴极之间加一反向电压，即G(-)、K(+)，GTO晶闸管关断。2.大功率晶体管(GTR)1)结构。图1-11　 GTR模块的内部电路2.大功率晶体管(GTR)2)GTR的工作特征。3.功率场效应晶体管(MOSFET