下载文档原格式
第五章变频器应用技术一、教学目标1、了解掌握变频器的主电路形式及技术特点、类型变频器的控制形式、变频器各控制形式的特点、变频器载波频率的影响因素及选择变频器载波频率的方法。
2、熟悉生产机械的负载类型、变频器节能程度的影响因素、几种典型负载的节电率计算方法、IGBT的主要用途、浪涌电压、缓冲电压等概念、IGBT模块的选用方法和IGBT模块的性能。
3、掌握变频器类型的选用、变频器负载率与效率的关系曲线、变频器箱体的结构类型、前置放大器箱、主速设定器的功能、比率设定箱、遥控设定箱、跟踪设定箱的原理、联动设定操作箱、三速设定箱和带频率操作箱的功能及特点、变器的保护方法和常见变频器报警显示内容。
二、课时分配本章共8节，安排13课时。
三、教学重点通过本项目的学习，让学生学习变频器主电路形式的原理、技术特点、众多变频器的控制形式及特性、正确选择载波频率值的方法，掌握常见功率模块的性能及使用时的有关问题、变频器的选择方法和变频器的保护方法。
四、教学难点1.变频器的控制形式及特性分析2.正确选择变频器的载波频率3.解决变频器节能运行时的几个问题4.功率模块IGBT、IPM的性能及使用时的有关问题五、教学内容任务一变频器的主电路形式阶段一概述变频器的主电路多数属于电压源型(VSI)的交—直—交结构形式。
它与电流源型(CSI)相比具有运行稳定、调速范围宽、输出波形好、输入电流谐波含量低、功率因数高、效率高、电路简单、适应性好等优点。
阶段二二电平电路形式国内外所有品牌的低压变频器几乎都是二电平 6 脉冲主电路结构形式(见图)。
因输入电压较低，功率较小(≤200kW)，电网电压可直接进入整流环节。
当电动机功率大于200kW 而又采用高压供电方式时，一般采用以下两种方案。
图为二电平6脉冲主电路1.高—低—低方案(见图)高—低—低方案可采用通用的低压变频器，易于改造现有设备，可靠性高，造价低，但降压变压器要特殊设计。
图为高—低—低方案2.高—低—高方案(见图)高—低—低方案投资高，效率低，占地多，升压变压器要特殊设计。
变频器应用技术教案完整版一、教学内容本节课选自《电气自动化技术》教材第十二章“变频器及其应用”，具体内容包括：12.1节变频器的基本原理，12.2节变频器的主要参数及其设置，12.3节变频器在实际工程中的应用案例。
二、教学目标1. 理解变频器的基本原理，掌握变频器的主要参数设置方法。
2. 学会分析变频器在实际工程中的应用，提高解决实际问题的能力。
3. 培养学生的动手操作能力和团队协作精神。
三、教学难点与重点1. 教学难点：变频器参数设置及其在实际工程中的应用。
2. 教学重点：变频器的基本原理，变频器参数设置方法。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体教学设备，PPT课件，实验用变频器，电动机，示波器等。
2. 学具：实验报告册，笔，计算器等。
五、教学过程1. 导入：通过实际工程案例，引出变频器在现代工业生产中的重要作用，激发学生兴趣。
2. 理论讲解：1) 变频器基本原理：讲解变频器的工作原理，结合动画演示，让学生直观地理解变频调速的原理。
2) 变频器主要参数及其设置：详细讲解变频器的各项参数，如频率设置、电压设置、启动停止方式等。
3. 实践操作：1) 案例分析：分析变频器在实际工程中的应用案例，让学生了解变频器在实际工作中的使用方法。
2) 动手实验：分组进行变频器参数设置实验，让学生亲自动手操作，掌握变频器参数设置方法。
4. 随堂练习：布置相关练习题，让学生巩固所学知识，及时发现问题并进行解答。
六、板书设计1. 变频器基本原理2. 变频器主要参数及其设置3. 变频器在实际工程中的应用案例七、作业设计1. 作业题目：1) 解释变频器的基本原理，并画出变频器的工作原理图。
2) 列举变频器的主要参数，并说明其设置方法。
2. 答案：八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课通过理论讲解、实践操作、随堂练习等环节，使学生掌握了变频器的基本原理和参数设置方法。
但在实践操作环节，部分学生对变频器的操作不够熟练，需要加强个别辅导。
变频器应用技术教学教案第一章：变频器基础知识1.1 变频器的定义与作用1.2 变频器的分类及特点1.3 变频器的基本组成部分1.4 变频器的工作原理第二章：变频器的参数设置与调试2.1 变频器的参数设置方法2.2 主要参数的含义与设置2.3 变频器的调试步骤与方法2.4 变频器与电机的匹配调试第三章：变频器在工业控制中的应用实例3.1 变频器在风机和水泵控制中的应用3.2 变频器在电梯控制中的应用3.3 变频器在机床控制中的应用3.4 变频器在其他工业设备控制中的应用第四章：变频器的安装与维护4.1 变频器的安装位置与注意事项4.2 变频器的接线方法与要求4.3 变频器的日常维护与保养4.4 变频器的故障诊断与维修第五章：变频器的选用与未来发展5.1 变频器的选用原则与步骤5.2 变频器市场的现状与发展趋势5.3 变频器技术的创新与应用5.4 我国变频器产业的发展策略与前景展望第六章：变频器在工业自动化中的应用案例6.1 变频器在塑料机械控制中的应用6.2 变频器在起重机械控制中的应用6.3 变频器在输送带控制中的应用6.4 变频器在其他工业自动化设备中的应用第七章：变频器与其他控制技术的结合与应用7.1 变频器与PLC控制的结合7.2 变频器与触摸屏的结合7.3 变频器与矢量控制技术的结合7.4 变频器与其他先进控制技术的融合与发展第八章：变频器的编程与操作8.1 变频器的编程原理与方法8.2 常用变频器编程软件的使用8.3 变频器的操作步骤与技巧8.4 变频器编程实例与操作训练第九章：变频器的通信与联网9.1 变频器的通信原理与标准9.2 常用变频器通信协议介绍9.3 变频器与其他设备的联网方法9.4 变频器通信应用实例与实践第十章：变频器在新能源领域的应用10.1 变频器在风力发电中的应用10.2 变频器在太阳能发电中的应用10.3 变频器在其他新能源领域中的应用10.4 我国新能源产业的发展趋势与变频器的市场前景第十一章：变频器的节能环保特性与经济效益分析11.1 变频器节能原理与效果11.2 变频器在节能环保方面的优势11.3 变频器节能案例分析11.4 变频器的经济效益评估与投资回报第十二章：变频器在特殊环境中的应用12.1 变频器在高温环境中的应用12.2 变频器在低温环境中的应用12.3 变频器在潮湿与腐蚀环境中的应用12.4 变频器在嘈杂环境中的应用与解决方案第十三章：变频器的故障处理与安全防护13.1 变频器常见故障类型与原因13.2 变频器故障诊断与排除方法13.3 变频器的安全防护措施与操作规程13.4 变频器故障案例分析与经验总结第十四章：变频器在国内外市场的应用与发展趋势14.1 变频器在国际市场的应用与发展14.2 我国变频器产业的现状与挑战14.3 变频器技术的创新与研发趋势14.4 变频器在新兴市场的应用前景分析第十五章：变频器培训与教育15.1 变频器培训的目标与内容15.2 变频器培训的方法与技巧15.3 变频器培训资源的开发与利用15.4 变频器教育的发展与未来趋势重点和难点解析本文主要介绍了变频器的基础知识、参数设置与调试、应用实例、安装与维护、选用与未来发展、工业自动化应用案例、与其他控制技术的结合与应用、编程与操作、通信与联网、新能源领域应用、节能环保特性与经济效益分析、特殊环境应用、故障处理与安全防护、市场应用与发展趋势以及培训与教育等方面。
变频器应用技术教学教案第一章：变频器概述1.1 教学目标1.了解变频器的概念、作用和分类2.掌握变频器的基本构成和原理3.了解变频器在工业应用中的重要性1.2 教学内容1.变频器的概念和作用2.变频器的分类及特点3.变频器的基本构成4.变频器的工作原理1.3 教学方法1.采用讲授法讲解变频器的基本概念和原理2.通过案例分析法让学生了解变频器在实际应用中的重要性1.4 教学评价1.考查学生对变频器概念、作用和分类的掌握情况2.评估学生对变频器基本构成和原理的理解程度第二章：变频器的工作原理2.1 教学目标1.掌握变频器的工作原理2.了解变频器的主要性能参数3.熟悉变频器的调速原理1.变频器的工作原理2.变频器的主要性能参数3.变频器的调速原理2.3 教学方法1.采用讲授法讲解变频器的工作原理2.通过实验演示法让学生了解变频器的调速原理2.4 教学评价1.考查学生对变频器工作原理的掌握情况2.评估学生对变频器性能参数和调速原理的理解程度第三章：变频器的安装与调试3.1 教学目标1.熟悉变频器的安装流程2.掌握变频器的调试方法3.了解变频器常见故障及处理方法3.2 教学内容1.变频器的安装流程2.变频器的调试方法3.变频器常见故障及处理方法3.3 教学方法1.采用讲授法讲解变频器的安装流程和调试方法2.通过案例分析法让学生了解变频器常见故障及处理方法1.考查学生对变频器安装流程的掌握情况2.评估学生对变频器调试方法和故障处理的了解程度第四章：变频器在电机控制中的应用4.1 教学目标1.了解变频器在电机控制中的作用2.掌握变频器控制电机启动、停止和调速的方法3.熟悉变频器与电机的连接方式4.2 教学内容1.变频器在电机控制中的作用2.变频器控制电机启动、停止和调速的方法3.变频器与电机的连接方式4.3 教学方法1.采用讲授法讲解变频器在电机控制中的应用2.通过实验演示法让学生了解变频器控制电机的方法4.4 教学评价1.考查学生对变频器在电机控制中作用的掌握情况2.评估学生对变频器控制电机启动、停止和调速方法的熟悉程度第五章：变频器在工业应用案例分析5.1 教学目标1.了解变频器在工业应用中的典型应用案例2.掌握变频器在不同行业中的应用特点3.培养学生分析实际问题并解决问题的能力5.2 教学内容1.变频器在工业应用中的典型应用案例2.变频器在不同行业中的应用特点5.3 教学方法1.采用讲授法讲解变频器在工业应用中的典型案例2.通过小组讨论法让学生分析变频器在不同行业中的应用特点5.4 教学评价1.考查学生对变频器在工业应用中典型案例的掌握情况2.评估学生对变频器在不同行业中应用特点的理解程度第六章：变频器的保护功能6.1 教学目标1. 理解变频器的基本保护功能2. 掌握变频器过流、过压、过热等保护机制3. 学习如何设置和调整变频器的保护参数6.2 教学内容1. 变频器的主要保护功能及其作用2. 变频器的保护机制和工作原理3. 保护参数的设置和调整方法6.3 教学方法1. 使用讲授法介绍保护功能及其作用2. 通过模拟实验演示保护机制的运作3. 指导学生进行参数设置和调整的实践操作6.4 教学评价1. 评估学生对变频器保护功能的理解程度2. 考查学生设置和调整保护参数的实际操作能力第七章：变频器的节能原理与应用7.1 教学目标1. 认识变频器节能的原理2. 掌握变频器在节能应用中的技术要点3. 了解变频器节能实例和效果评估7.2 教学内容1. 变频器节能的基本原理2. 变频器节能技术的应用案例3. 节能效果的评估方法和技巧7.3 教学方法1. 使用讲授法解释变频器节能原理2. 通过案例分析展示变频器节能应用3. 开展小组讨论，评估节能效果7.4 教学评价1. 考查学生对变频器节能原理的理解2. 评估学生对节能应用案例的分析能力第八章：变频器的通信与控制8.1 教学目标1. 理解变频器通信的基本概念2. 掌握变频器与上位机通信的协议和方式3. 学习变频器的控制指令及其编程8.2 教学内容1. 变频器通信的基本原理和协议2. 变频器与上位机的通信案例3. 变频器控制指令的编程和应用8.3 教学方法1. 使用讲授法介绍通信原理和协议2. 通过实际操作演示通信过程3. 指导学生编程实现控制指令8.4 教学评价1. 评估学生对变频器通信原理的理解2. 考查学生编程实现控制指令的能力第九章：变频器在自动化生产线中的应用9.1 教学目标1. 了解自动化生产线的基本构成2. 掌握变频器在自动化生产线中的作用3. 学习变频器在协调multiple devices 中的配置和调试9.2 教学内容1. 自动化生产线的基本构成和运作原理2. 变频器在自动化生产线中的应用案例3. 多设备协调中的变频器配置和调试方法9.3 教学方法1. 使用讲授法介绍自动化生产线的基本概念2. 通过案例分析展示变频器在生产线中的应用3. 指导学生进行多设备协调的配置和调试实践9.4 教学评价1. 评估学生对自动化生产线构成和运作原理的理解2. 考查学生进行变频器配置和调试的实际操作能力第十章：变频器的维护与故障诊断10.1 教学目标1. 熟悉变频器的日常维护流程2. 掌握变频器故障诊断的方法和技巧3. 学习变频器故障处理的一般步骤10.2 教学内容1. 变频器的日常维护操作2. 变频器故障诊断的方法和技巧3. 变频器故障处理的一般步骤和案例分析10.3 教学方法1. 使用讲授法讲解日常维护操作和故障诊断方法2. 通过模拟故障处理演示故障诊断和处理流程3. 开展小组讨论，分析故障处理案例10.4 教学评价1. 评估学生对变频器日常维护操作的掌握程度2. 考查学生进行故障诊断和处理的实际操作能力第十一章：变频器在特定行业中的应用11.1 教学目标1. 理解变频器在不同行业中的特殊应用2. 掌握变频器在特定行业中的优化配置3. 学习特定行业中变频器应用的案例分析11.2 教学内容1. 变频器在特定行业中的应用案例2. 特定行业中变频器的优化配置方法3. 案例分析：变频器在不同行业中的应用挑战与解决方案11.3 教学方法1. 使用讲授法介绍变频器在特定行业中的应用2. 通过案例分析展示变频器的优化配置3. 指导学生进行案例分析，解决实际应用问题11.4 教学评价1. 评估学生对变频器在特定行业中应用的理解程度2. 考查学生分析并解决实际应用问题的能力第十二章：变频器的编程与功能扩展12.1 教学目标1. 理解变频器编程的基本概念2. 掌握变频器常用编程指令和功能模块3. 学习如何进行变频器的功能扩展12.2 教学内容1. 变频器编程的基本原理和指令集2. 变频器常用功能模块及其应用3. 变频器功能扩展的方法和策略12.3 教学方法1. 使用讲授法介绍变频器编程的基本概念2. 通过编程实践演示变频器功能的实现3. 指导学生进行功能扩展的实践操作12.4 教学评价1. 评估学生对变频器编程原理的理解程度2. 考查学生实现变频器功能模块的实际操作能力第十三章：变频器的安全标准和规范13.1 教学目标1. 理解变频器安全的重要性和相关标准2. 掌握变频器安全操作的基本规范3. 学习变频器安全维护的注意事项13.2 教学内容1. 变频器安全标准的基本要求2. 变频器安全操作规范和应急预案3. 变频器安全维护的注意事项和常见问题13.3 教学方法1. 使用讲授法讲解变频器安全标准和规范2. 通过情景模拟演示安全操作和应急预案3. 指导学生进行安全维护的实际操作13.4 教学评价1. 评估学生对变频器安全标准和规范的理解程度2. 考查学生执行安全操作和应急预案的实际能力第十四章：变频器的环保与认证14.1 教学目标1. 理解变频器环保的意义和现状2. 掌握变频器环保认证的基本要求3. 学习变频器环保设计的策略14.2 教学内容1. 变频器对环境的影响和环保要求2. 变频器环保认证的标准和流程3. 变频器环保设计的实践案例14.3 教学方法1. 使用讲授法讲解变频器环保的意义和要求2. 通过案例分析展示变频器环保认证的实践3. 指导学生进行环保设计的思考和讨论14.4 教学评价1. 评估学生对变频器环保意识和认证要求的了解程度2. 考查学生提出和实施环保设计方案的实际能力第十五章：变频器的未来发展趋势15.1 教学目标1. 理解变频器技术的最新发展趋势2. 掌握变频器在新兴领域的应用3. 学习变频器技术发展的未来展望15.2 教学内容1. 变频器技术的最新研究动态2. 变频器在新兴领域的应用案例3. 变频器技术发展的未来趋势和挑战15.3 教学方法1. 使用讲授法介绍变频器技术的最新发展2. 通过案例分析展示变频器在新兴领域的应用3. 开展小组讨论，探讨变频器技术发展的未来方向15.4 教学评价1. 评估学生对变频器技术最新发展的理解程度2. 考查学生分析并预测变频器技术未来趋势的实际能力重点和难点解析本文主要介绍了变频器应用技术教学教案，内容包括变频器的基本概念、作用、分类、构成、原理、安装、调试、保护功能、节能原理、通信与控制、应用案例、维护与故障诊断、特定行业中的应用、编程与功能扩展、安全标准和规范、环保与认证以及未来发展趋势等。
变频器技术与应用课程设计报告系别自动化工程系班级08级电气5班姓名谭鸿达学号08020168指导教师肖宝兴2011年12月《变频器技术及应用》课程设计一、课程设计题目基于PLC的变频器调速系统的设计二、设计目的1、熟悉西门子S7-200硬件结构及其实验装置的结构。
2、熟悉应用上位机实验程序设计及调试。
3、完成变频器电机实验程序设计及调试。
、三、可供选择的仪器和设备1、三相异步电动机2、变频器控制实验箱3、连接导线4、西门子CPU2265、模拟量仿真组件四、变频器简介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，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素、过流/过压/过载保护等功能。
国内技术较领先的品牌有汇川、欧瑞(原烟台惠丰)、三晶、蓝海华腾。
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。
任何电动机的电磁转矩都是电流和磁通相互作用的结果，电流是不允许超过额定值的，否则将引起电动机的发热。
因此，如果磁通减小，电磁转矩也必减小，导致带载能力降低。
由公式E=4.44*K*F*N*Φ可以看出，在变频调速时，电动机的磁路随着运行频率fX是在相当大的范围内变化，它极容易使电动机的磁路严重饱和，导致励磁电流的波形严重畸变，产生峰值很高的尖峰电流。
因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。
这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。
采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同，为125%~200%)。
用工频电源直接起动时，起动电流为额定电流6~7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。
采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。
课程单元教学设计（2016～2017学年第2学期）单元名称：任务1-3变频器主电路结构及功能认知院系部：电气工程系制定人：周奎合作人：王玲制定时间：淮安信息职业技术学院教务处制《变频器系统运行与维护》课程单元教学设计单元教学进度设计详案：一、能力/知识目标能力要求：1. 能够认识交直交主电路电路结构；2. 能够说出交直交主电路信号的处理过程；3. 能够进行典型的故障点的分析。
知识要求：1.掌握交直交变频器主电路的结构及各个部分的作用；2.理解三相桥式整流电路的工作过程；3.掌握交直交主电路中各电子器件的特性及作用。
4.理解SPWM 控制技术 二、教学内容1.交直交变频器主电路结构（1） 结构主电路包括三个组成部分：整流电路、中间电路和逆变电路。
问题1：你能在主电路中圈出各功能电路吗？ （2）信号的变换过程2、三相桥式整流电路分析问题1：通过上述信号变化过程，整流电路输出的是脉动的直流电，是如何实现信号的转换的？输出的直流电有怎样的特点？（1）三相桥式不可控整流电路结构整流电路中间电路逆变电路M 3～R ST1）结构特点三相桥式整流电路共有六只整流二极管；其中VD 1、VD 3、VD 5三只管子的阴极连接在一起，称为共阴极组； VD 4、VD 6、VD 2三只管子的阳极连接在一起，称为共阳极组。
2）工作特点 分析思路① 三相交流电特点分析 说明自然换相点问题1: 一个周期有几个自然换相点？ 将一个周期分为6段。
② 对于共阴极组三只二极管哪一个承受的阳极电压最大，哪一个管子优先导通。
③ 对于共阳极组三只二极管哪一个承受的阴极电压最小，哪一个管子优先导通。
④ 一个周期6段中进行最大，最小电压观察。
⑤ 得出一个周期输出的6脉动的直流电。
（2）三相桥式可控整流电路uU aU bU cU atoVD 5VD 1VD 1 VD 3VD 3 VD 5VD 5 VD 1VD 1VD 6VD 6 VD 2VD 2 VD 4VD 4 VD 6 VD 6 VD 2 ut ot 1 t 2 t t t t t t 9 （b ）i ai d1）类比学习结构及电路分析从相电压波形看，共阴极组晶闸管导通时，u d1为相电压的正包络线，共阳极组导通时，u d2为相电压的负包络线，u d=u d1- u d2是两者的差值，为线电压在正半周的包络线。
