2天DN01(新27)第一章变频器的主电路.docx

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变频调速应用技术讲座
第1章变频器的主电路
开发变频器的初衷
异步电动机的优点很突出

基本公式
n0—同步转速,即旋转磁场的转速。
60f
n0=
f—电流的频率; p—磁极对数; nM—转子转速。
n=n0-nM
s=n=n0
nM
n0
n0

—转差
—转差率
p
2p
n0
nM
n
s
备
注
2900
100

~
1
2
3000
2930
70

~

2970
30

~
160kW
45
1460
40

11~15kW
2
4
1500
1470
30

~30kW
1480
20

37~315kW
2
960
40

3~
3
6
1000
970
30

~30kW
980
20

37~250kW

(1)调p
p
1
2
3
4
5
n0
3000
1500
1000
750
600
电动机的能量转换过程
( 能量载体—定子电路)

图1-7 定子取用电功率的电路
a)电动机输入电能 b)三相电路示意图 c)单相电路示意图
3

图1-8
a)线圈的自感电动势

反电动势的实质与相关因素b)定子绕组的反电动势

c)相关因素
e1=-

d

E1=KEfΦ1
dt

图1-8 定子绕组的等效电路
a)主磁通和漏磁通 b)等效电路
1、主要讲漏磁通是产生△ U的原因
2、 U1=-E1+ U1
4
定、转子传递能量的过程( 能量载体—磁路)

图1-10 异步电动机的磁路
a)电动机的磁路 b)定、转子磁动势
1、主要讲转子电流 I2如何产生的 2、I2产生的磁场阻碍 I1的变化
方程(电流平衡方程)
图1-12 磁动势的平衡
a)转子等效电路 b)磁动势的平衡
I1N1=-I2'N1+I0N1
5
I1=-I2'+I0
电动机的等效电路

图1-14 能量传递小结
6
交-直-交变频器的构成及演变
交-直-交变频器的结构与原理

图1-15交-直-交变频器框图




图1-16单相逆变桥原理
a)V1、V2导通 b)负载所得电压波形 c)V3、V4导通
7

4.
图1-17 变频方法
a)交替导通 b)频率较高 c)频率较低

c)
图1-18三相逆变桥
a)三相逆变电路 b)输出电压波形
1、UU-V:
V1,V6(+),
V3,V4(-)
为得到三相对称交流电必需满足:
U
V-W
:
V,V
2
(+),
V
,V
6
(-)
1)各桥臂上的开关始终处于交替打开、关断
3
5
UW-U:
V5,V4(+),
V1,V2(-)
的状态如S1、S2。
2、得到的三相交变电压存在着以下问题:a):波形是矩形波,不是正弦波b):存在着一定的死区

2)各相的开关顺序以各相的“首端”为准,互差2π∕3电角度。如V3比V1滞后2π∕3,V5比V3滞后2π∕3。
8
逆变器件的条件与发展

图1-19逆变器件承受的电压和电流(1)能承受足够大的电压和电流。(1000V,700A)
(2)允许长时间频繁地接通和关断。 (f=50HZ,T=)
(3)接通和关断的控制必须十分方便。

(1)普及归功GTR(BJT)
大功率晶体管(达林顿管)变频的基本理论已成熟。 PWM 载波频率低
图1-21GTR逆变
a)逆变电路b)电压波形c)电流波形
9
(3)提高全靠IGBT
绝缘栅双极型晶体管:驱动功率小 载波频率高
图1-22IGBT逆变
a)逆变电路b)电压波形c)电流波形
10
变频器的输出电压与频率
电动机变频时出现的新问题

图1-23 频率下降出现的新问题
1、P2↓,输入不变→PM↑→ Φ↑