变频器调速技术 .ppt

iNOVANCE第1页，共32页，星期日，2025年，2月5日主要内容概述变频器基本原理变频器构成变频器的应用第2页，共32页，星期日，2025年，2月5日概述自80年代以来，随着工业生产对自动化需求程度的提高和社会节能环保意识的加强，变频调速器的应用越来越普及。变频器产品也从以大功率双极晶体管（GTR）为主的时代发展为以绝缘栅晶体管（IGBT）为主的新时代。变频器广泛应用于：石油、化工、冶金等大型生产线；装备制造业：如电力机车、塔吊、机床、纺织机械、印刷包装机械、线缆行业等；民用行业：商用空调、电梯、供水、家电、健身器材等。第3页，共32页，星期日，2025年，2月5日什么是变频器？各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均为400V/50Hz或220V/50Hz，等等。把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC）。把直流电（DC）变换为交流电（AC）用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。第4页，共32页，星期日，2025年，2月5日基本原理变频器所拖动的电机为感应式交流电动机，也称交流异步电动机。在工业中所使用的大部分电机为交流异步电动机。异步电机转速公式：n=[120*f/p]*(1-s)n：电机转速（r/min）f：电源频率（Hz）p：电机磁极数s：转差率第5页，共32页，星期日，2025年，2月5日基本原理变频器综合了电子技术、电机控制、计算机技术、控制技术等多种技术为一体。是一种广泛应用于各行各业的电力电子设备，它通过控制电机的旋转速度来满足各行业的需求.控制模式：变频器一般有三种基本方式可选择：有速度传感器矢量控制，闭环矢量无速度传感器矢量控制，开环矢量V/F控制第6页，共32页，星期日，2025年，2月5日变频器优缺点优点：调速方便（相对与调压调速、转子电子调速等）。节能（与具体负载、使用情况有关）。启动电流小、对电网冲击小（与直接启动比）。功能多样，有利于自动化生产、提高生产效率及自动化水平。缺点：对其他设备干扰大。输出电压是PWM波形，对电机温升及绝缘有不利影响。调试、维护等需要一定的技术水平。第7页，共32页，星期日，2025年，2月5日变频器主回路原理第8页，共32页，星期日，2025年，2月5日各大部分作用整流部分整流部分与三相交流电源相连接，把交流输入电源整流成脉动的直流电源。整流器有两种基本类型——可控的和不可控的。中间电路中间电路由大电解电容和均压电阻组成，主要作用是把脉动的电压稳成平滑的直流电压，给逆变部分提供平稳的电源，同时提供开关管的脉动电流。逆变部分逆变模块在控制电路和软件的控制下把直流电压逆变成电压和频率可调的交流电压，输出给交流电机，从而控制电机的转速，实现需要的各种功能。控制电路控制电路是整个系统的核心电路，系统所实现的各种不同的功能主要是由其控制电路决定的。控制电路将信号传递给整流器、中间电路和逆变器，同时也接受其反馈信号。控制电路的结构和复杂程度取决于不同的变频器设计。第9页，共32页，星期日，2025年，2月5日交直流电抗器的作用解决电网的谐波问题；减小变频器对电网的传导干扰减小整流桥的冲击电流解决电网的谐波问题减小整流桥的冲击电流减小变频器的输出干扰问题；解决变频器长线输出振荡问题，避免过高的振荡电压对电机造成伤害第10页，共32页，星期日，2025年，2月5日输入电抗器的作用输入电抗器和直流电抗器：

在变频器的输入电流中频率较低的谐波分量（5次谐波、7次谐波）所占的比重是较高的，它们除了可能干扰其他设备的正常运行之外，还因为它们消耗了大量的无功功率，使线路的功率因数大为下降。在输入电路内串入电抗器是抑制较低谐波电流的有效方法。根据接线位置的不同，主要有以下两种：

输入交流电抗器:串联在电源与变频器的输入侧之间。其主要功能有：通过抑制谐波电流，将功率