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1、变频器基本原理第1页，本讲稿共14页交流电动机特点：优点：l结构简单；l价格便宜；l制造方便；l维护费用低；l能工作于恶劣环境缺点：l调速困难；l电流冲击。第2页，本讲稿共14页交流电动机的调速方式l机械方式：l 电气方式：降电压调速，变极对数调速，电磁转差离合器调速，交流串级调速l 变频调速：性能稳定，调速范围广，高效节能第3页，本讲稿共14页交流电动机的调速原理公式：n=60f(1-s)/p调速类别调速方案主要特点频率f调节变频调速无极调速，恒转矩，效率高转差率s调节定子电压调节，电磁离合调节，转子串电阻调节无极调速，效率低无极调速，效率低有极调速，效率低极对数p调节变极调速有极调速第4页
2、，本讲稿共14页变频器基本原理第5页，本讲稿共14页交流变频器电气原理框图PowerSupplyNPOWMain CircuitInterfaceNINTNAMCU2V2W2PE2U21U22C1V1A52A62NGDRNGDRBrakingChopperBRAA4A1CH0 CH2 CH3FieldbusExt.Mod.PCA6NDPICDP310NIOCCDI300 BUSA2AI,AO,DI,ROK11L11U11A9A10Y14R14A11R11C1.1C2.1C3.1A3V11U1V1W1PE1第6页，本讲稿共14页所以所以,变频器简称变频器简称VVVFVVVF（Variable V
3、oltage Variable Frequency)Variable Voltage Variable Frequency)l基频以下调速为恒转距调速lV1/F1=常数l频率上升，电压上升，转距不变l低频时可进行定子电压补偿l基频以上调速为恒功率调速lV1=V1N l频率上升，电压不变，转距 减少，功率不变l弱磁调速第7页，本讲稿共14页变频器关键器件名称符号最高电压、电流、频率双极型晶体管 (达林顿管)BJT电压：1400V；电流：800A；频率：1.2-1.5K绝缘双极型晶体管IGBT电压：3300V；电流：1200A；频率：3-15K门极判断晶闸管GTO电压：6000V；电流：6000A
4、；频率：1K集成门极换流晶闸管IGCT电压：6000V；电流：6000A；频率：1-15K第8页，本讲稿共14页变频器控制方式（按结构分）类别交-直-交变频交-交变频换能形式两次换能一次换能元件数量元件较少元件较多调频范围调频范围宽调频范围低适用场合适用范围广低速大功率拖动第9页，本讲稿共14页变频器控制方式（按电源性质分）类别电压源变频电流源变频直流回路滤波环节电容器电抗器输出阻抗小大再生制动须在电源侧反并联逆变器方便，不需附加设备适用场合多机，稳频稳压电源单机第10页，本讲稿共14页变频技术的发展VfFrequency referenceModu-latorV/F ratioACSpeed
5、 controlTorque controlAC1970s:标量控制标量控制 V/F Frequency Control1990s:直接转距控制直接转距控制 DTC DTC Direct Torque ControlVfTorque controlModu-latorSpeed controlACT1980s:矢量控制矢量控制 VC Flux Vector Controll传统的 PWMl短时间内控制超调短时间内控制超调l因为控制模型缺陷，闭环控制时间因为控制模型缺陷，闭环控制时间 1-3 msl要求转速反馈要求转速反馈l分别对速度和磁场两个分量进行控制分别对速度和磁场两个分量进行控制l因为控
6、制模型缺陷，闭环控制时间因为控制模型缺陷，闭环控制时间 1-3 msl直接实现力矩控制直接实现力矩控制l对磁场和转距进行控制对磁场和转距进行控制 l控制环超调时间控制环超调时间25s第11页，本讲稿共14页变频器的优点变频器的优点变频器的优点变频器的优点l节电显著l平滑调速，调速范围广，精度高l启动电流低，软启软停，无冲击l提高功率因数l降低了噪音l安装容易，操作简单，调试方便l容易实现过程自动化l性能稳定，保护完善第12页，本讲稿共14页变频技术的发展方向l小型化l集成化l专用化l安全环保化第13页，本讲稿共14页J2J1E3E1E2USABB020406080100120140%J2J1E3E1E2USABBTHD5th Harmonic7th Harmonic No choke DC choke AC choke电抗器降低谐波第14页，本讲稿共14页