变频调速应用技术讲座张燕宾（0717－6833317；139********；zyanbin@https://www.doczj.com/doc/508218418.html,）第1讲百年期待盼变频
1．1 望眼欲穿近百年
三相交流异步电动机发明于1889年
1．1．1结构简单价低廉
图1－1 异步电动机的优点
1．1．2 生产要求速度变
图1－2 老式龙门刨床的刨台控制
1．1．3变频难产失欢颜
变频可以调速是和异步电动机“与生俱来”的！
图1－3 变频实现无级调速
1．2 开关器件最关键
1．2．1 变频核心是逆变
交－直－交变频器的基本结构
图1－4 交－直－交变频器框图单相逆变桥
图1－5 单相逆变桥原理
三相逆变桥
图1－6 三相逆变桥
1．2．2 逆变器件有条件
1．能承受足够大的电压和电流。
图1－7 逆变器件承受的电压和电流
2．允许长时间频繁地接通和关断：
50Hz─→每小时18万次。
3．接通和关断的控制必须十分方便。
1．2．3 电力电子基础奠
1．起步始于晶闸管
图1－8 SCR逆变
ａ）逆变电路ｂ）电压波形ｃ）电流波形2．普及归功GTR（BJT）
图1－9GTR逆变
ａ）逆变电路ｂ）电压波形ｃ）电流波形
3．提高全靠IGBT
图1－10IGBT管的构成
图1－11 IGBT逆变
ａ）逆变电路ｂ）电压波形ｃ）电流波形
1．3变频变压须简便
1．3．1能量传递靠磁通
图1－12 能量的传递磁通在定子电路中的反映：
图1－13 定子等效电路
1．3．2磁通大小不能动
1．磁通减小
图1－14磁通减小的结果
2．磁通增加
Φ1↑→磁路饱和→励磁电流畸变，产生尖峰电流。
图1－15 磁路饱和后的励磁电流
1．3．3变频偏把要害捅
图1－16 频率下降时的磁通
1．3．4 VVVF 出了笼
保持Φm 不变的准确方法
由图：
Φ1＝ＫΦ ·
X
X f E 1
X
X f E 1＝const →Φ1＝const
实际方法（顶替办法）
X
X f U 1＝const →Φ1≈const
所以，变频的同时也必须变压，常被简称为VVVF
（Variable V oltage Variable Frequency ）
图1－17 反电动势的大小
图1－18 电压与反电动势的关系
当频率为f X 时，有：
k F ＝
N X f f —频率调节比
k U ＝
N
X U
U —电压调节比
1．3．5 脉宽调制常采用
1．ＰＡＭ（脉幅调制）
电压大小通过改变振幅值来调节
图1－19 脉幅调制
2．ＰＷＭ（脉宽调制）
电压大小通过改变脉冲占空比ｄ来调节
图1－20 脉宽调制3．正弦脉宽调制（ＳＰＷＭ）
图1－21 正弦脉宽调制
1．3．6正弦三角得脉冲
ＳＰＷＭ的实现（单极性）
图1－22 单极性脉宽调制双极性ＳＰＷＭ
图1－23 双极性脉宽调制
1．4 机械特性要领先
1．4．1 电压顶替转矩小
?X≤?N时的机械特性(满足U1X /f X＝Const)
f X↘—→T K↘
图1－24f X≤f N时的机械特性1．4．2对症下药补偿要
1．转矩补偿的原理
图1－25电压补偿的原理
2．变频器的Ｕ/?线
图1－26 补偿后的Ｕ1X /?X曲线
1．4．3矢量控制特性俏
1．直流电动机的特点
图1－27 直流电动机的调速
2．矢量控制的基本思路
图1－28 矢量控制框图
3．矢量控制与直流电动机的比较
图1－29 矢量控制与直流电动机的比较
1．5电路结构记心间1．5．1 交－直变换有特点
图1－23 整流及滤波电路1．滤波电容要均压
图1－24均压原理
2．充电过程须限流
图1－25合上电源时的充电过程3．电源指示为安全
图1－26直流电路的电源指示
4．整流模块电路记
图1－27 整流模块的测量
完好整流管的测量结果
表中，〇表示导通，×表示不通。