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变频器调速工作原理

变频器调速工作原理
变频器调速工作原理

变频器调速工作原理

目前交流调速电气传动已经上升为电气调速传动的主流,在电气传动领域内,由直流电动机占统治地位的局面已经受到了猛烈的冲击。

现在人们所说的交流调速传动,主要是指采用电子式电力变换器对交流电动机的变频调速传动,除变频以外的另外一些简单的调速方案,例如变极调速、定子调压调速、转差离合器调速等,由于其性能较差,终将会被变频调速所取代。交流调速传动控制技术之所以发展的如此迅速,和如下一些关键性技术的突破性进展有关,它们是电力电子器件(包括半控型和全控型器件)的制造技术、基于电力电子电路的电力变换技术、交流电动机的矢量变换控制技术、直接转矩控制技术、PWM(Pulse Width Modulation)技术以及以微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术等。

1变频器的发展

近二十年来,以功率晶体管GTR为逆变器功率元件、8位微处理器为控制核心、按压频比U/f控制原理实现异步机调速的变频器,在性能和品种上出现了巨大的技术进步。其一,是所用的电力电子器件GTR以基本上为绝缘栅双极晶体管IGBT所替代,进而广泛采用性能更为完善的智能功率模块IPM,使得变频器的容量和电压等级不断地扩大和提高。其二,是8位微处理器基本上为16位微处理器所替代,进而有采用功能更强的32位微处理器或双CPU,使得变频器的功能

从单一的变频调速功能发展为含有逻辑和智能控制的综合功能。其三,是在改善压频比控制性能的同时,推出能实现矢量控制和转矩直接控制的变频器,使得变频器不仅能实现调速,还可进行伺服控制。其发展情况可粗略地由以下几方面来说明。

1.容量不断扩大80年代采用BJT的PWM变频器实现了

通用化。到了90年代初BJT通用变频器的容量达到600KV A,400KV A 以下的已经系列化。前几年主开关器件开始采用IGBT,仅三四年的时间,IGBT变频器的单机容量已达1800KV A,随着IGBT容量的扩大,通用变频器的容量将随之扩大。

2.结构的小型化变频器主电路中功率电路的模块化、控

制电路采用大规模集成电路(LSI)和全数字控制技术、结构设计上采用“平面安装技术”等一系列措施,促进了变频电源装置的小型化。

3.多功能化和高性能化电力电子器件和控制技术的不断

进步,使变频器向多功能化和高性能化方向发展。特别是微机的应用,以其简练的硬件结构和丰富的软件功能,为变频器多功能化和高性能化提供了可靠的保证。由于全数字控制技术的实现,并且运算速度不断提高,使得通用变频器的性能不断提高,功能不断增强。

4.应用领域不断扩大通用变频器经历了模拟控制、数模

混合控制直到全数字控制的演变,逐步地实现了多功能化和高性能化,进而使之对各类生产机械、各类生产工艺的适应性不断增强。目前其应用领域得到了相当的扩展。如搬运机械,从反抗性负载的搬运车辆,带式运输机到位能负载的起重机、提升机、立体仓库、立体停

车场等都已采用了通用变频器;在其他方面,如农用机械、食品机械、各类空调、各类家用电器等等,可以说其应用范围相当广阔,并且还将继续扩大。

2 变频器的基本结构和分类

变频器是利用交流电动机的同步转速随电机定子电压频率变化而变化的特性而实现电动机调速运行的装置。变频器最早的形式是用旋转变频发电机组作为可变频率电源,供给交流电动机,主要是异步电动机进行调速。随着电力电子半导体器件的发展,静止式变频电源成为变频器的主要形式。

2.1变频器的基本结构

为交流电机变频调速提供变频电源的一般都是变频器。按主回路电路结构,变频器有交-交变频器和交-直-交变频器两种结构形式。

1.交-交变频器

交-交变频器无中间直流环节,直接将工频交流电变换成频率、电压均可控制的交流电,又称直接式变频器。整个系统由两组整流器组成,一组为正组整流器,一组为反组整流器,控制系统按照负载电流的极性,交替控制两组反向并联的整流器,使之轮流处于整流和逆变状态,从而获得变频变流电压,交-交变频器的电压由整流器的控制角来决定。

交-交变频器由于其控制方式决定了最高输出频率只能达到电源频率的1/3-1/2,不能高速运行。但由于没有中间直流环节,不需换流,提高了变频效率,并能实现四象限运行。交-交变频器主要用于大容

量、低转速、高性能的同步电动机传动。

2.交-直-交变频器

交-直-交变频器,先把工频交流电通过整流器变成直流电,然后再把直流电变换成频率、电压均可控制的交流电,它又称为间接式变频器。因本课题中所用变频器为交-直-交变频器,故下面的阐述主要就交-直-交变频器进行。

交-直-交变频器其基本构成如图4-2所示,由主电路(包括整流器、中间直流环节、逆变器)和控制电路组成,各部分作用如下所述:

图3.1交-直-交变频器的基本构成

(1)整流器电网侧的变流器是整流器,它的作用是把三相(或单相)交流电整流成直流电。

(2)逆变器负载侧的变流器为逆变器。最常见的结构形式是利用六个半导体主开关器件组成的三相桥式逆变电路。有规律的控制逆变器中主开关器件的通与断,可以得到任意频率的三相交流电输出。

(3)中间直流环节由于逆变器逆变器的负载属于感性负载,

在中间直流环节和电动机之间总会有无功功率的交换。这种无功能量要靠中间直流环节的储能元件(电容器或电抗器)来缓冲。所以中间直流环节又称为中间直流储能环节。

(4)控制电路控制电路由运算电路、检测电路、控制信号的输入、输出电路和驱动电路等构成。其主要任务是完成对逆变器的开关控制、对整流器的电压控制以及完成各种保护功能等。控制方法可以采用模拟控制或数字控制。高性能的变频器目前已经采用微型计算机进行全数字控制,采用尽可能简单的硬件电路,主要靠软件来完成各种功能。

2.2 变频器的分类

按缓冲无功功率的中间直流环节的储能元件是电容还是电感,变频器可分为电压型变频器和电流型变频器两大类。

1.电压型变频器

对于交-直-交变频器,当中间直流环节主要采用大电容作为储能元件时,主回路直流电压波形比较平直,在理想情况下是一种内阻抗为零的恒压源,输出交流电压是矩形波或阶梯波,称为电压型变频器,如图3.2所示:

图3.2电压变频型器

2.电流型变频器

当交-直-交变频器的中间直流环节采用大电感作为储能元件时,直流回路中电流波形比较平直,对负载来说基本上是一个恒流源,输出交流电流是矩形波或阶梯波,称为电流型变频器。

3交流电动机变频调速原理

异步电动机是用来把交流电能转化为机械能的交流电动机的一个品种,通过定子的旋转磁场和转子感应电流的相互作用使转子转动。

3.1异步交流电动机的机械特性

图3.3所示为固定电压下异步电动机的机械特性曲线。因为该特性对变频器的使用关系极大。下面把特性曲线中标出的一些术语作简要说明:

启动转矩:处于停止状态的异步电动机加上电压后,电动机产生的转矩。通常启动转矩为额定转矩的1.25倍。

最大转矩:在理想情况下,电动机在最大转差为S m时产生的最大值转矩T m。

启动电流:通常启动电流为额定电流的5~6倍。

图3.3 异步电动机机械特性曲线

空载电流:电动机在空载时产生的电流,此时电动机的转速接近同步转速。

电动状态:电动机产生转矩,使负载转动。

再生制动状态:由于负载的原因,使电动机实际转速超过同步转速,此时,负载的机械能量转换为电能并反馈给电源,异步电动机作为发电机运行。

反接制动状态:将三相电源中的两相互换后,旋转磁场的方向发生改变,对电动机产生制动作用,负载的机械能将转换为电能,并消耗于转子电阻上。

3.2异步交流电动机变频调速

现代交流调速传动,主要指采用电子式电力变换器对交流电动机的变频调速传动。对于交流异步电动机,调速方法很多,其中以变频调速性能最好。由电机学知识知道,异步电动机同步转速,即旋转磁场转速为

p

f n 1160= (4-1) 式中,f 1为供电电源频率,p 为电机极对数。

异步电动机轴转速为

)1(60)1(11s p

f s n n -=-= (4-2) 式中,s 为异步电动机的转差率,n

n n s -=1 。 改变电动机的供电电源频率f 1,可以改变其同步转速,从而实现调速运行。

3.3 U/f 控制

交流电机通过改变供电电源频率,可实现电机调速运行。对电机进行调速速控制时,希望电动机的主磁通保持额定值不变。

由电机理论知道,三相交流电机定子每相电动势的有效值为

m N k N f E Φ=111144.4 (3-1)

式中 E 1——定子每相由气隙磁通感应的电动势的有效值;

f 1——定子频率;

N 1——定子每相有效匝数;

K N1——基波绕组系数;

φm——每极磁通量。

由上式知道,电机选定,则N1为常数,φm由E1、f1共同决定,对E1、f1适当控制,可保持φm为额定值不变,对此,需考虑基频以下和基频以上两种情况。

(1)基频以下调速

由式(3-1),保持E1/f1=常数,可保持φm不变,但实际中E1难于直接检测和控制。当值较高时定子漏阻抗可忽不计,认为定子相电压U1 E1,保持U1/f1=常数即可。当频率较低时,定子漏阻抗压降不能忽略,这时,可人为的适当提高定子电压补偿定子电阻压降,以保持气隙磁通基本不变。

(2)基频以上调速

基频以上调速时,频率可以从f1N往上增高,但电压U1不能超过额定电压U1N,由式(3-1)可知,这将迫使磁通与频率成反比下降,相当于直流电机弱磁升速的情况。

把基频以下和基频以上两种情况结合起来,可得到图3.4所示的电机U/f控制特性

U

图3.4 U/f控制特性

由上面的讨论可知,异步电动机的变频调速必须按照一定的规律同时改变其定子电压和频率,即必须通过变频装置获得电压频率均可调节的供电电源,实现所谓的VVVF(Variable V oltage Variable Frequency)调速控制。

3.4矢量控制

U/f控制方式建立于电机的静态数学模型,因此,动态性能指标不高。对于对动态性能要求较高的应用,可以采用矢量控制方式。

矢量控制的基本思想是将异步电动机的定子电流分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和与其相垂直的产生转矩的电流分量(转矩电流),并分别加以控制。由于在这种控制方式中必须同时控制异步电动机定子电流的幅值和相位,即控制定子电流矢量,这种控制方式被称为矢量控制(Vectory Control)。

矢量控制方式使异步电动机的高性能控制成为可能。矢量控制变频器不仅在调速范围上可以与直流电动机相匹敌,而且可以直接控制异步电动机转矩的变化,所以已经在许多需精密或快速控制的领域中得到应用。

激光器激励原理

激光器激励原理 —固体激光器 1311310黄汉青 1311343张旭日辅导老师:

摘要:固体激光器目前是用最广泛的激光器之一,它有着一些非常突出的优点。介绍固体激光器的工作原理及应用,更能够加深对其的了解。本论文先从基本原理和结构介绍固体激光器,接着介绍一些典型的固体激光器,最后介绍其在军事国防、工业技术、医疗美容等三个方面的应用及未来的发展方向。 关键词:固体激光器基本原理基本结构应用 1引用 世界上第一台激光器—红宝石激光器(固体激光器)于1960年7月诞生了,距今已有整整五十年了。在这五十年时间里固体激光的发展与应用研究有了极大的飞跃,并且对人类社会产生了巨大的影响。 固体激光器从其诞生开始至今,一直是备受关注。其输出能量大,峰值功率高,结构紧凑牢固耐用,因此在各方面都得到了广泛的用途,其价值不言而喻。正是由于这些突出的特点,其在工业、国防、医疗、科研等方面得到了广泛的应用,给我们的现实生活带了许多便利。 未来的固体激光器将朝着以下几个方向发展: a)高功率及高能量 b)超短脉冲激光 c)高便携性 d)低成本高质量 现在,激光应用已经遍及光学、医学、原子能、天文、地理、海洋等领域,它标志着新技术革命的发展。诚然,如果将激光发展的历史与电子学及航空发展的历史相比,你不得不意识到现在还是激光发展的早期阶段,更令人激动的美好前景将要来到。 2激光与激光器

2.1激光 2.1.1激光(LASER) 激光的英文名——LASER,是英语词组Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(受激辐射的光放大)的缩写[1]。2.1.2产生激光的条件 产生激光有三个必要的条件[2]: 1)有提供放大作用的增益介质作为激光工作物质,其激活粒子(原子、分子或离子)有适合于产生受激辐射的能级结构; 2)有外界激励源,将下能级的粒子抽运到上能级,使激光上下能级之间产生粒子数反转; 3)有光学谐振腔,增长激活介质的工作长度,控制光束的传播方向,选择被放大的受激辐射光频率以提高单色性。 3固体激光器 3.1工作原理和基本结构 在固体激光器中,由泵浦系统辐射的光能,经过聚焦腔,使在固体工作物质中的激活粒子能够有效的吸收光能,让工作物质中形成粒子数反转,通过谐振腔,从而输出激光。 如图1所示,固体激光器的基本结构(有部分结构没有画出)。固体激光器主要由工作物质、泵浦系统、聚光系统、光学谐振腔及冷却与滤光系统等五个部分组成[4]。

变频器工作原理图解

变频器工作原理图解 1 变频器的工作原理 变频器分为 1 交---交型输入是交流,输出也是交流 将工频交流电直接转换成频率、电压均可控制的交流,又称直接式变频器 2 交—直---交型输入是交流,变成直流再变成交流输出 将工频交流电通过整流变成直流电,然后再把直流电变成频率、电压、均可控的交流电 又称为间接变频器。 多数情况都是交直交型的变频器。 2 变频器的组成 由主电路和控制电路组成 主电路由整流器中间直流环节逆变器组成 先看主电路原理图

三相工频交流电经过VD1 ~ VD6 整流后,正极送入到缓冲电阻RL中,RL的作用是防止电流忽然变大。经过一段时间电流趋于稳定后,晶闸管或继电器的触点会导通 短路掉缓冲电阻RL ,这时的直流电压加在了滤波电容CF1、CF2 上,这两个电容可以把脉动的直流电波形变得平滑一些。由于一个电容的耐压有限,所以把两个电容串起来用。 耐压就提高了一倍。又因为两个电容的容量不一样的话,分压会不同,所以给两个电容分别并联了一个均压电阻R1、R2 ,这样,CF1 和CF2 上的电压就一样了。 继续往下看,HL 是主电路的电源指示灯,串联了一个限流电阻接在了正负电压之间,这样三相电源一加进来,HL就会发光,指示电源送入。 接着,直流电压加在了大功率晶体管VB的集电极与发射极之间,VB的导通由控制电路控制,VB上还串联了变频器的制动电阻RB,组成了变频器制动回路。我们知道, 由于电极的绕组是感性负载,在启动和停止的瞬间都会产生一个较大的反向电动势,这个反向电压的能量会通过续流二极管VD7~VD12使直流母线上的电压升高,这个电压 高到一定程度会击穿逆变管V1~V6 和整流管VD1~VD6。当有反向电压产生时,控制回路控制VB导通,电压就会通过VB在电阻RB释放掉。当电机较大时,还可并联外接电阻。 一般情况下“+”端和P1端是由一个短路片短接上的,如果断开,这里可以接外加的支流电抗器,直流电抗器的作用是改善电路的功率因数。 直流母线电压加到V1~V6 六个逆变管上,这六个大功率晶体管叫IGBT ,基极由控制电路控制。控制电路控制某三个管子的导通给电机绕组内提供电流,产生磁场使电机运转。 例如:某一时刻,V1 V2 V6 受基极控制导通,电流经U相流入电机绕组,经V W 相流入负极。下一时刻同理,只要不断的切换,就把直流电变成了交流电,供电机运转。 为了保护IGBT,在每一个IGBT上都并联了一个续流二极管,还有一些阻容吸收回路。主要的功能是保护IGBT,有了续流二极管的回路,反向电压会从该回路加到直流母线 上,通过放电电阻释放掉。 变频器主电路引出端子

变频器的工作原理

变频器工作原理 主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分,变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波是电感。它由三部分构成,将工频电源变换为直流功率的“整流器”,吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”,以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。整流器 最近大量使用的是二极管的变流器,它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器,由于其功率方向可逆,可以进行再生运转。平波回路 在整流器整流后的直流电压中,含有电源6倍频率的脉动电压,此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动,采用电感和电容吸收脉动电压(电流)。装置容量小时,如果电源和主电路构成器件有余量,可以省去电感采用简单的平波回路。 逆变器 同整流器相反,逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率,以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。以电压型pwm 逆变器为例示出开关时间和电压波形。 控制电路 是给异步电动机供电(电压、频率可调)的主电路提供控制信号的回路,它有频率、电压的“运算电路”,主电路的“电压、电流检测电路”,电动机的“速度检测电路”,将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”,以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。 (1)运算电路:将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算,决定逆变器的输出电压、频率。 (2)电压、电流检测电路:与主回路电位隔离检测电压、电流等。 (3)驱动电路:驱动主电路器件的电路。它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。(4)速度检测电路:以装在异步电动机轴机上的速度检测器(tg、plg 等)的信号为速度信号,送入运算回路,根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。 (5)保护电路:检测主电路的电压、电流等,当发生过载或过电压等异常时,为了防止逆变器和异步电动机损坏,使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。

(完整版)变频器原理与应用试卷

变频器原理及应用试卷 一.选择题 1.下列选项中,按控制方式分类不属于变频器的是(D )。A.U/f B.SF C.VC D.通用变频器 2.下列选项中,不属于按用途分类的是(C )。 A.通用变频器B.专用变频器C.VC 3.IPM是指( B )。 A.晶闸管B.智能功率模块C.双极型晶体管D.门极关断晶闸管 4.下列选项中,不是晶闸管过电压产生的主要原因的是(A )。 A.电网电压波动太大B.关断过电压 C.操作过电压D.浪涌电压 5.下列选项中不是常用的电力晶体管的是(D )。A.单管B.达林顿管C.GRT模块D.IPM 6.下列选项中,不是P-MOSFET的一般特性的是(D )。A.转移特性B.输出特性C.开关特性D.欧姆定律

7.集成门极换流晶闸管的英文缩写是(B )。A.IGBT B.IGCT C.GTR D.GTO 8.电阻性负载的三相桥式整流电路负载电阻 L R上的平均电 压 O U为(A )。 A.2.34 2 U B.2U C.2.341U D.1U 9.三相桥式可控整流电路所带负载为电感性时,输出电压 平均值 d U为为(A ) A.2.34 2cos U B.2U C.2.341U D.1U 10.逆变电路中续流二极管VD的作用是(A )。 A.续流B.逆变C.整流D.以上都不是11.逆变电路的种类有电压型和(A )。 A.电流型B.电阻型C.电抗型D.以上都不是 12.异步电动机按转子的结构不同分为笼型和(A )。A.绕线转子型B.单相C.三相D.以上都不是 13.异步电动机按使用的电源相数不同分为单相、两相和(C )。 A.绕线转子型B.单相C.三相D.以上都

变频器工作原理及讲解

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变频调速的基本原理

变频器多段速度控制 1.变频调速的原理 异步电机的转速n可以表示为 式中,n2为同步转速,Δn1为转差损失的转速,p为磁极对数,s为转差率,f为电源的频率。可见,改变电源频率就可以改变同步转速和电机转速。 频率的下降会导致磁通的增加,造成磁路饱和,励磁电流增加,功率因数下降,铁心和线圈过热。显然这是不允许的。为此,要在降频的同时还要降压。这就要求频率与电压协调控制。此外,在许多场合,为了保持在调速时,电动机产生最大转矩不变,亦需要维持磁通不变,这亦由频率和电压协调控制来实现,故称为可变频率可变电压调速(VVVF),简称变频调速。 实现变频调速的装置称为变频器。变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器(MCU/DSP)等部分组成。首先将单相或三相交流电源通过整流器并经电容滤波后,形成幅值基本固定的直流电压加在逆变器上,利用逆变器功率元件的通断控制,使逆变器输出端获得一定形状的矩形脉冲波形。在这里,通过改变矩形脉冲的宽度控制其电压幅值;通过改变调制周期控制其输出频率,从而在逆变器上同时进行输出电压和频率的控制,而满足变频调速对U/f协调控制的要求。PWM的优点是能消除或抑制低次谐波,使负载电机在近似正弦波的交变电压下运行,转矩脉冲小,调速范围宽。 2.电机调速的分类 按变换的环节分类 (1)交-直-交变频器,则是先把工频交流通过整流器变成直流,然后再把直流变换成频率电压可调的交流,又称间接式变频器,是目前广泛应用的通用型变频器。

(2)可分为交-交变频器,即将工频交流直接变换成频率电压可调的交流,又称直接式变频器 按直流电源性质分类 (1)电压型变频器 电压型变频器特点是中间直流环节的储能元件采用大电容,负载的无功功率将由它来缓冲,直流电压比较平稳,直流电源内阻较小,相当于电压源,故称电压型变频器,常选用于负载电压变化较大的场合。 (2)电流型变频器 电流型变频器特点是中间直流环节采用大电感作为储能环节,缓冲无功功率,即扼制电流的变化,使电压接近正弦波,由于该直流内阻较大,故称电流源型变频器(电流型)。电流型变频器的特点(优点)是能扼制负载电流频繁而急剧的变化。常选用于负载电流变化较大的场合。 按主电路工作方法 电压型变频器、电流型变频器 按照工作原理分类 可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等 按照开关方式分类 可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器 按照用途分类 可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。此外,变频器还可以按输出电压调节方式分类,按控制方式分类,按主开关元器件分类,按输入电压高低分类。 按变频器调压方法 PAM变频器是一种通过改变电压源Ud 或电流源Id的幅值进行输出控制的。 PWM变频器方式是在变频器输出波形的一个周期产生个脉冲波个脉冲,其等值电压为正弦波,波形较平滑。

CO2激光器原理及应用

目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Keywords (1) 1引言 (2) 2激光 (2) 2.1激光产生的三个条件 (3) 2.2激光的特点 (3) 2.3激光器 (3) 3 CO2激光器的原理 (5) 3.1 CO2激光器的基本结构 (5) 3.2 CO2激光器基本工作原理 (7) 3.3 CO2激光器的优缺点 (8) 4 CO2激光器的应用 (9) 4.1军事上的应用 (9) 4.2医疗上的应用 (10) 4.3工业上的应用 (12) 5 CO2激光器的研究现状与发展前景 (14) 5.1 CO2激光器的研究现状 (14) 5.2 CO2激光器的发展前景 (15) 6 结束语 (17) 参考文献 (19) 致谢 (20)

摘要:本文从引言出发介绍了CO2激光技术的基本情况,简单介绍了激光和激光器的一些特点,重点介绍了气体激光器中的CO2激光器的相关应用,目前CO2激光器是用最广泛的激光器之一,它有着一些非常突出的高功率、高质量等优点。论文首先介绍了应用型CO2激光器的基本结构和工作原理,着重介绍了应用型CO2激光器在军事、医疗和工业三个主要领域的应用,最后介绍应用型CO2激光器的研究前景和现状。通过这些介绍使得人们能够加深对CO2激光器的了解和认识。 关键词: CO2激光器;基本原理;基本结构;应用; Abstract: This departure from the introduction of CO2 laser technology, introduced the basic situation, briefly introduced some of the characteristics of laser and laser to highlight the CO 2gas laser in laser-related applications, the current CO 2 laser was one of the most extensive laser, it had some very prominent high-power, high quality and so on. Paper introduced the application of CO 2 laser-type basic structure and working principle, focusing on the application type CO 2 laser in the military, medical and industrial application of the three main areas, Finally, applied research prospects for CO 2 laser and status. Through these presentations allowed people to deepen their knowledge and understanding of CO s lasers. Keywords:CO2Laser Basic Principle Basic Structure Application

变频器工作原理

1 变频器的工作原理 我们知道,交流电动机的同步转速表达式位: n=60 f(1-s)/p (1) 式中n———异步电动机的转速; f———异步电动机的频率; s———电动机转差率; p———电动机极对数。 由式(1)可知,转速n与频率f成正比,只要改变频率f即可改变电动机的转速,当频率f在0~50Hz的范围内变化时,电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。 2变频器控制方式 低压通用变频输出电压为380~650V,输出功率为0.75~400kW,工作频率为0~400Hz,它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代。 2.1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式 其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。另外,其机械特性终究没有直流电动机硬,动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意,且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。 2.2电压空间矢量(SVPWM)控制方式 它是以三相波形整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次生成三相调制波形,以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。经实践使用后又有所改进,即引入频率补偿,能消除速度控制的误差;通过反馈估算磁链幅值,消除低速时定子电阻的影响;将输出电压、电流闭环,以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多,且没有引入转矩的调节,所以系统性能没有得到根本改善。 2.3矢量控制(VC)方式 矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流),然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对速度,磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链,然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中,由于转子磁链难以准确观测,系统特性受电动机参数的影响较大,且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂,使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。

常用激光器简介

几种常用激光器的概述 一、CO2激光器 1、背景 气体激光技术自61年问世以来,发展极为迅速,受到许多国家的极大重视。特别是近两年,以二氧化碳为主体工作物质的分子气体激光器的进展更为神速,已成为气体激光器中最有发展前途的器件。 二氧化碳分子气体激光器不仅工作波长(10.6微米)在大气“窗口”,而且它正向连续波大功率和高效率器件迈进。1961年,Pola-nyi指出了分子的受激振动能级之间获得粒子反转的可能性。在1964年1月美国贝尔电话实验室的C.K.N.Pate 研制出第一支二氧化碳分子气体激光器,输出功率仅为1毫瓦,其效率为0.01%。不到两年,现在该类器件的连续波输出功率高达1200瓦,其效率为17 %,电源激励脉冲输出功率为825瓦,采用Q开关技术已获得50千瓦的脉冲功率输出。最近,有人认为,进一步提高现有的工艺水平,近期可以达到几千瓦的连续波功率输出和30~40% 的效率。 2、工作原理 CO2激光器中,主要的工作物质由CO?,氮气,氦气三种气体组成。其中CO?是产生激光辐射的气体、氮气及氦气为辅助性气体。加入其中的氦,可以加速010能级热弛预过程,因此有利于激光能级100及020的抽空。氮气加入主要在CO?激光器中起能量传递作用,为CO?激光上能级粒子数的积累与大功率高效率的激光输出起到强有力的作用。CO?分子激光跃迁能级图CO?激光器的激发条件:放电管中,通常输入几十mA或几百mA的直流电流。放电时,放电管中的混合气体内的氮分子由于受到电子的撞击而被激发起来。这时受到激发的氮分子便和CO?分子发生碰撞,N2分子把自己的能量传递给CO2分子,CO?分子从低能级跃迁到高能级上形成粒子数反转发出激光。 3、特点 二氧化碳分子气体激光器不但具有一般气体激光器的高度相干性和频率稳定性的特点,而且还具有另外三个独有的特点: (1)工作波长处于大气“窗口”,可用于多路远距离通讯和红外雷达。 (2)大功率和高效率( 目前,氩离子激光器最高连续波输出功率为100瓦,其效率为0.17 %,原子激光器的连续波输出功率一般为毫瓦极,其效率约为0.1%,而二氧化碳分子激光器连续波输出功率高达1200瓦,其效率为17%)。 (3)结构简单,使用一般工业气体,操作简单,价格低廉。由此可见,随着研究工作的进展、新技术的使用,输出功率和效率会不断提高,寿命也会不断增长,将会出现一系列新颖的应用。例如大气和宇宙通讯、相干探测和导航、超外

变频器工作原理_0

变频器工作原理 要想做好变频器维修,当然了解变频器基础知识是相当重要的,也是迫不及待的。下面我们就来分享一下变频器维修基础知识。大家看完后,如果有不正确地方,望您指正,如果觉得还行支持一下,给我一些鼓动!变频器维修入门--电路分析图对于变频器修理,仅了解以上基本电路还远远不够的,还须深刻了解以下主要电路。主回路主要由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路和检测取样电路部分组成 通用变频器的整流电路是由三相桥式整流桥组成。它的功能是将工频电源进行整流,经中间直流环节平波后为逆变电路和控制电路提供所需的直流电源。三相交流电源一般需经过吸收电容和压敏电阻网络引入整流桥的输入端。网络的作用,是吸收交流电网的高频谐波信号和浪涌过电压,从而避免由此而损坏变频器。当电源电压为三相380V时,整流器件的最大反向电压一般为1200;-;1600V,最大整流电流为变频器额定电流的两倍。 滤波电路 逆变器的负载属感性负载的异步电动机,无论异步电动机处于电动或发电状态,在直流滤波电路和异步电动机之间,总会有无功功率的交换,这种无功能量要靠直流中间电路的储能元件来缓冲。同时,三相整流桥输出的电压和电流属直流脉冲电压和电流。为了减小直流电压和电流的波动,直流滤波电路起到对整流电路的输出进行滤波的作用。 通用变频器直流滤波电路的大容量铝电解电容,通常是由若干个电容器串联和并联构成电容器组,以得到所需的耐压值和容量。另外,因为电解电容器容量有较大的离散性,这将使它们随的电压不相等。因此,电容器要各并联一个阻值等相的匀压电阻,消除离散性的影响,因而电容的寿命则会严重制约变频器的寿命。 逆变电路 逆变电路的作用是在控制电路的作用下,将直流电路输出的直流电源转换成频率和电压都可以任意调节的交流电源。逆变电路的输出就是变频器的输出,所以逆变电路是变频器的核心电路之一,起着非常重要的作用。 常见的逆变电路结构形式是利用六个功率开关器件(GTR、IGBT、GTO等)组成的

变频器的工作原理及作用

变频器的工作原理 1、基本概念 (1)VVVF 改变电压、改变频率(Variable Voltage and Variable Frequency)的缩写。 (2)CVCF 恒电压、恒频率(Constant Voltage and Constant Frequency)的缩写。 通常,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”。该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电(DC)。然后再把直流电(DC)变换为三相或单相交流电(AC)。变频器同时改变输出频率与电压,也就是改变了电机运行曲线上的n0,使电机运行曲线平行下移。因此变频器可以使电机以较小的启动电流,获得较大的启动转矩,即变频器可以启动重载负荷。 变频器具有调压、调频、稳压、调速等基本功能,应用了现代的科学技术,价格昂贵但性能良好,内部结构复杂但使用简单,所以不只是用于启动电动机,而是广泛的应用到各个领域,各种各样的功率、各种各样的外形、各种各样的体积、各种各样的用途等都有。随着技术的发展,成本的降低,变频器一定还会得到更广泛的应用。 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200V/60Hz(50Hz)或100V/60Hz(50Hz)。通常,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,该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电(DC)。然后再把直流电(DC)变换为三相或单相交流电(AC),我们把实现这种转换的装置称为“变频器”(inverter)。 变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有电机(例如空调等),还有荧光灯等产品。用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池(直流电)产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电,在该项应用中,变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。 2. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变? (1) r/min电机旋转速度单位:每分钟旋转次数,也可表示为rpm。例如:4极电机60Hz 1,800 [r/min],4极电机50Hz 1,500 [r/min],电机的旋转速度同频率成比例。 本文中所指的电机为感应式交流电机,在工业领域所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机(以后简称为电机)的旋转速度近似地取决于电机的极数和频率。电机的极数是固定不变的。由于极数值不是一个连续的数值(为2的倍数,例如极数为2,4,6),所以不适合改变极对数来调节电机的速度。另外,频率是电机供电电源的电信号,所以该值能够在电机的外面调节后再供给电机,这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此,以控制频率为目的的变频器,是做为电机调速设备的优选设备。 n = 60f/p,n: 同步速度,f: 电源频率,p: 电机极数,改变频率和电压是最优的电机控制方法。如果仅改变频率,电机将被烧坏。特别是当频率降低时,

2020年常用激光器简介

作者:非成败 作品编号:92032155GZ5702241547853215475102 时间:2020.12.13 几种常用激光器的概述 一、CO2激光器 1、背景 气体激光技术自61年问世以来,发展极为迅速,受到许多国家的极大重视。特别是近两年,以二氧化碳为主体工作物质的分子气体激光器的进展更为神速,已成为气体激光器中最有发展前途的器件。 二氧化碳分子气体激光器不仅工作波长(10.6微米)在大气“窗口”,而且它正向连续波大功率和高效率器件迈进。1961年,Pola-nyi指出了分子的受激振动能级之间获得粒子反转的可能性。在1964年1月美国贝尔电话实验室的C.K.N.Pate 研制出第一支二氧化碳分子气体激光器,输出功率仅为1毫瓦,其效率为0.01%。不到两年,现在该类器件的连续波输出功率高达1200瓦,其效率为17 %,电源激励脉冲输出功率为825瓦,采用Q开关技术已获得50千瓦的脉冲功率输出。最近,有人认为,进一步提高现有的工艺水平,近期可以达到几千瓦的连续波功率输出和30~40% 的效率。 2、工作原理 CO2激光器中,主要的工作物质由CO?,氮气,氦气三种气体组成。其中CO?是产生激光辐射的气体、氮气及氦气为辅助性气体。加入其中的氦,可以加速010能级热弛预过程,因此有利于激光能级100及020的抽空。氮气加入主要在CO?激光器中起能量传递作用,为CO?激光上能级粒子数的积累与大功率高效率的激光输出起到强有力的作用。CO?分子激光跃迁能级图CO?激光器的激发条件:放电管中,通常输入几十mA或几百mA的直流电流。放电时,放电管中的混合气体内的氮分子由于受到电子的撞击而被激发起来。这时受到激发的氮分子便和CO?分子发生碰撞,N2分子把自己的能量传递给CO2分子,CO?分子从低能级跃迁到高能级上形成粒子数反转发出激光。 3、特点 二氧化碳分子气体激光器不但具有一般气体激光器的高度相干性和频率稳定性的特点,而且还具有另外三个独有的特点: (1)工作波长处于大气“窗口”,可用于多路远距离通讯和红外雷达。 (2)大功率和高效率( 目前,氩离子激光器最高连续波输出功率为100瓦,

变频器定义及工作原理概述

变频器定义及工作原理概述 变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说,有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。 变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪60年代以后,电力电子器件经历了SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS 控制晶闸管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)的发展过程,器件的更新促进了电力电子变换技术的不断发展。20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20世纪80年代后半期开始,美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并获得了广泛应用。 变频器的分类方法有多种,按照主电路工作方式分类,可以分为电压型变频器和电流型变频器;按照开关方式分类,可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器;按照工作原理分类,可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等;按照用途分类,可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。 VVVF:改变电压、改变频率 CVCF:恒电压、恒频率。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200V/60Hz(50Hz),等等。通常,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)。 用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。 变频器的工作原理 我们知道,交流电动机的同步转速表达式位: n=60 f(1-s)/p (1) 式中 n———异步电动机的转速; f———异步电动机的频率; s———电动机转差率; p———电动机极对数。 由式(1)可知,转速n与频率f成正比,只要改变频率f即可改变电动机的转速,当频率f在0~50Hz的范围内变化时,电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。 变频器控制方式 低压通用变频输出电压为380~650V,输出功率为0.75~400kW,工作频率为0~400Hz,它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代。 1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式 其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。另外,其机械特性

《变频器原理及应用》模拟试卷1

《变频器原理及应用》模拟试卷1 一、填空题(每空1分,共25分) 1.频率控制是变频器的基本控制功能,控制变频器输出频率的方法有、、 和。 2.变频器的分类,按变换环节可分为和,按用途可分为和 。 3.有些设备需要转速分段运行,而且每段转速的上升、下降时间也不同,为了适应这种 控制要求,变频器具有功能和多种时间设置功能。 4. 变频器是通过的通断作用将变换为均可调的一种 电能控制装置。 5. 变频器的组成可分为和。 6. 变频调速过程中,为了保证电动机的磁通恒定,必须保证。 7. 变频器的制动单元一般连接在和之间。 8. 变频器的主电路由、滤波与制动电路和所组成。 9.变频调速时,基频以下调速属于,基频以上属于。 10.变频器的PID功能中,P指,I指,D指。 二、单选题(每题1分,共11分) 1.为了提高电动机的转速控制精度,变频器具有()功能。 A 转矩补偿 B 转差补偿 C 频率增益 D 段速控制 2. 风机类负载属于()负载。 A 恒功率 B 二次方律 C 恒转矩 D 直线律 3.为了使电机的旋转速度减半,变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz,这时变频 器的输出电压就必须从400V改变到约()V。 A 400 B 100 C 200 D 250 4.电动机与变频器之间距离远时,电机运行不正常,需采取()措施解决。 A 增加传输导线长度B减少传输导线长度C增加传输导线截面积D减少传输 导线截面积 5.变频器调速系统的调试,大体应遵循的原则是()。

A 先空载、继轻载、后重载 B 先重载、继轻载、后空载 C 先重载、继空载、后 轻载 D 先轻载、继重载、后空载 6.采用一台变频器控制一台电动机进行变频调速,可以不用热继电器,因为变频器的热 保护功能可以起到()保护作用。 A 过热 B 过载 C 过压 D 欠压 7.下面那种原因可能引起欠压跳闸()。 A 电源电压过高 B 雷电干扰 C 同一电网有大电机起动 D 没有配置制动单元 8.变频器在工频下运行,一般采用()进行过载保护。 A 保险丝 B 热继电器 C 交流接触器 D 电压继电器 9. 变频器安装要求() A 水平 B 竖直 C 与水平方向成锐角 D 都可以 10.高压变频器是指工作电压在()KV以上变频器。 A 10 B 5 C 6 D 1 11. 变频器主电路的交流电输出端一般用()表示。 A R、S、T B U、V、W C A、B、C D X、Y、Z 二、多选题(每题2分,共12分) 1.电动机的发热主要与()有关。 A 电机的有效转矩 B 电机的温升 C 负载的工况 D 电机的体积 2. 中央空调采用变频控制的优点有()。 A 节能 B 噪声小 C 起动电流小 D 消除了工频影响 3.变频器按直流环节的储能方式分类为()。 A 电压型变频器 B 电流型变频器 C 交-直-交变频器 D 交-交变频器 4.变频器的控制方式分为()类 A U/f控制 B 矢量控制 C 直接转矩 D 转差频率控制 5.变频器具有()优点,所以应用广泛。 A 节能 B 便于自动控制 C 价格低廉 D 操作方便 6. 高(中)压变频调速系统的基本形式有()种。 A 高-高型 B 高-中型 C 高-低-高型 D 高-低型

变频器结构及工作原理

变频器结构及工作原理 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备。如图1所示,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说,有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。 1. 整流器 它与单相或三相交流电源相连接,产生脉动的直流电压。 2. 中间电路,有以下三种作用: a. 使脉动的直流电压变得稳定或平滑,供逆变器使用。 b. 通过开关电源为各个控制线路供电。 c. 可以配置滤波或制动装置以提高变频器性能。 3. 逆变器 将固定的直流电压变换成可变电压和频率的交流电压。 4. 控制电路 它将信号传送给整流器、中间电路和逆变器,同时它也接收来自这些部分的信号。其主要组成部分是:输出驱动电路、操作控制电路。主要功能是: a. 利用信号来开关逆变器的半导体器件。 b. 提供操作变频器的各种控制信号。 c. 监视变频器的工作状态,提供保护功能。

现场对变频器以及周边控制装置的进行操作的人员,如果对一些常见的故障情况能作出判断和处理,就能大大提高工作效率,并且避免一些不必要的损失。为此,我们总结了一些变频器的基本故障,供大家作参考。以下检测过程无需打开变频器机壳,仅仅在外部对一些常见现象进行检测和判断。 以下检测过程无需打开变频器机壳,仅仅在外部对一些常见现象进行检测和判断。

变频器原理与应用 第二版王廷才 课后习题解答

变频器原理及应用习题解析 第1章概述 1.什么叫变频器?变频调速有哪些应用? 答:变频器是将固定电压、固定频率的交流电变换为可调电压、可调频率的交流电的装置。 变频调速的应用主要有:①在节能方面的应用。例如风机、泵类负载采用变频调速后,节电率可以达到20%~60%;②在提高工艺水平和产品质量方面的应用。例如变频调速应用于传送、起重、挤压和机床等各种机械设备控制领域;③在自动化系统中的应用。例如,化纤工业中的卷绕、拉伸、计量、导丝;玻璃工业中的平板玻璃退火炉、玻璃窑搅拌、拉边机、制瓶机;电弧炉自动加料、配料系统以及电梯的智能控制等。 2.为什么说电力电子器件是变频器技术发展的基础? 答:变频器的主电路不论是交-直-交变频或是交-交变频形式,都是采用电力电子器件作为开关器件。因此,电力电子器件是变频器发展的基础。 3.为什么计算机技术和自动控制理论是变频器发展的支柱? 答:计算机技术使变频器的功能也从单一的变频调速功能发展为包含算术、逻辑运算及智能控制的综合功能;自动控制理论的发展使变频器在改善压频比控制性能的同时,推出了能实现矢量控制、直接转矩控制、模糊控制和自适应控制等多种模式。现代的变频器已经内置有参数辨识

系统、PID调节器、PLC控制器和通讯单元等,根据需要可实现拖动不同负载、宽调速和伺服控制等多种应用。 4.变频调速发展的趋势如何?答:①智能化;②专门化;③一体化; ④环保化. 5.按工作原理变频器分为哪些类型?按用途变频器分为哪些类型? 答:按工作原理变频器分为:交-交变频器和交-直-交变频器两大类。 按用途变频器分为:①通用变频器;②专用变频器。 6.交-交变频器与交-直-交变频器在主电路的结构和原理有何区别? 答:交-交变频器的主电路只有一个变换环节,即把恒压恒频(CVCF)的交流电源转换为变压变频(VVVF)电源;而交-直-交变频器的主电路是先将工频交流电通过整流器变成直流电,再经逆变器将直流电变成频率和电压可调的交流电。 7.按控制方式变频器分为哪几种类型? 答:按控制方式变频器分为:①V/f控型变频器;②转差频率控制变频器;③矢量控制变频器;④直接转矩控制变频器。 第2章变频器常用电力电子器件 1.晶闸管的导通条件是什么?关断条件是什么? 答:晶闸管的导通条件:在晶闸管的阳极A和阴极K间加正向电压,同时在它的门极G和阴极K间也加正向电压。要使导通的晶闸管的关断,必须将阳极电流I A降低到维持电流I H以下,上述正反馈无法维持,管子自然关断。维持电流I H是保持晶闸管导通的最小电流。 2. 说明GTO的开通和关断原理。与普通晶闸管相比较有何不同?

变频器的调速原理)

变频器调速基本原理 变频器调速基本原理 1、变频器概述。 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控 制装置。它的主电路都采用交—直—交电路。JP6C-T9/J9 系列低压通用变频器工作电压为:380~690V,功率为0.75~800kW,工作频率为0~400Hz; JP6C-YZ 系列中压通用变频器工作电压为:1140~2300V,功率为37~1000kW,工作频率为0~400Hz;JCS 系列高压变频器工作电压为:3KV / 6KV / 10KV,功率为280~20000kW,工作频率为0~60Hz; 2、变频原理。 从理论上我们可知,电机的转速N 与供电频率f 有以下关系: )1(*60sP fN 其中: p ——电机极数 S——转差率 由式(1)可知,转速n 与频率f 成正比,如果不改变电动机的极数,只要改变频率f 即可改变电动机的转速,当频率f 在0~50Hz 的范围内变化时,电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。 3、节能调速原理 一般使用的风机、水泵类它们额定风量、水量都超过实际需要,又因工艺的需要,往往运行中要改变风量、水量,而目前多数采用档板或阀门来调节的,虽然方法简单,但实质是人为增加阻力的办法。因此浪费大量电能,属不经济的调节方式。从流体力学原理可知,风机的风量、水泵的流量与电机转速及电机功率的关系如下:当风机转速下降时,电动机的功率迅速降低,例风量下降到80%,转速亦下降到80%时,则轴功率下降到额定的51%,若风量下降到50%,轴功率将下降到额定的13%,其节电潜力非常大,并有下述曲线、阴影部分表示采用变频器调速方式的节电效果,其节电可达30-40%效果十分明显。对不同使用频率时的节电率N%可查表。 上述原理也基本适用水泵,可见采用变频调速控制实现节电是有效的、惟一的途径。变频调速特点是效率高,无附加转差损耗,调速范围大、精度高、无级的。容易实现协调控制和闭环控制,可利用原有异步电动机对旧设备进行技术改造,它既保留了原有电动机,具有改造简单,可靠、耐用,维护方便的优点,即能达到节电的显著效果,又能恒压力的工艺需求,还能减小机械磨损。因此,可理论上认为风机、水泵采用交流调速来实现较大幅度的节能(可达20-50%)是种较

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