变频器工作原理及应用课件

通过控制电机定子电流的矢量大 小和相位，实现对电机转矩和转 速的精确控制。
坐标变换
将三相定子电流通过坐标变换转 换为两相旋转坐标系下的直流分 量，从而简化控制算法。
闭环控制
采用速度环和电流环的双闭环控 制结构，提高系统的动态响应和 稳态精度。
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直接转矩控制技术（DTC）
直接转矩控制原理
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新风换气系统控制
利用变频器对新风换气机进行调速和控制，实现楼宇内空 气质量的自动调节和换气过程。
楼宇照明系统控制
通过变频器对照明设备进行调光和控制，实现楼宇内照明 的自动调节和节能运行。
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其他行业应用案例
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食品加工行业
变频器在食品加工机械如切割机、搅拌机等设备中广泛应用，实现精 确的速度控制和节能运行。
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变频器工作原理详解2024/1/3013交-直-交变换过程分析
整流过程
将交流电通过整流器转换为直流电，通常采用三相桥式不可控整 流电路。
滤波过程
对整流后的直流电进行滤波，以消除谐波和减小纹波系数。
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逆变过程
将滤波后的直流电通过逆变器转换为频率和电压可调的交流电， 通常采用三相桥式逆变电路。
适的变频器。
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频率范围和输出波形质量指标
频率调节范围
根据应用需求，选择具有合适频率调节范围的变频器 。
输出波形失真度
分析变频器的输出波形失真度，确保其对电机和系统 的影响在可接受范围内。
谐波含量和电磁干扰
考虑变频器的谐波含量和电磁干扰水平，选择符合相 关标准的变频器。

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按照不同的控制方式，交－直－交变频器可分成 以下三种方式：
• 采用可控整流器调压、逆变器调频的控制方式，
其结构框图。
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可控整流器调压、逆变器调频的控制方式的特点：
在这种装置中，调压和调频在两个环节上分别进行，在 控制电路上协调配合，结构简单，控制方便。但是，由 于输入环节采用晶闸管可控整流器，当电压调得较低时， 电网端功率因数较低。而输出环节多用由晶闸管组成多 拍逆变器，每周换相六次，输出的谐波较大，因此这类 控制方式现在用的较少。
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• 采用不控制整流器整流、脉宽调制（PWM）逆变器
同时调压调频的控制方式，其结构框图。
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•不控制整流器整流、脉宽调制（PWM）逆变器同时调压调
频的控制方式的特点：
在这类装置中，用不控整流，则输入功率因数不变；用 （PWM）逆变，则输出谐波可以减小。PWM逆变器需要全控 型电力半导体器件，其输出谐波减少的程度取决于PWM的开 关频率，而开关频率则受器件开关时间的限制。采用绝缘 双极型晶体管IGBT时，开关频率可达10kHz以上，输出波 形已经非常逼近正弦波，因而又称为SPWM逆变器，成为当 前最有发展前途的一种装置形式。
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2）工作原理
•IGBT的驱动原理与电力MOSFET基本相同，它是一种压控型器件。 •开通和关断是由栅极和发射极间的电压UGE决定的，当UGE为正且
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交—直—交电压型PWM变频电路采用二极管构成整流器，
完成交流到直流的变换，其输出直流电压Ud是不可控的； 中间直流环节用大电容C滤波；电力晶体管V1～V6构成
PWM逆变器，完成直流到交流的变换，并能实现输出频 率和电压的同时调节，VD1～VD6是电压型逆变器所需的 反馈二极管。

10. 变频器驱动减速箱、齿轮等需要润滑机械装置，在 长期低速运行时应注意润滑效果。
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11. 变频器在一确定频率工作时，如遇到负载装置的机械共 振点，应设置跳跃频率避开共振点。
12. 变频器与电机之间连线过长，应加输出电抗器。
13. 严禁在变频器的输入侧使用接触器等开关器件进行频繁 启停操作。
14. 电机首次使用或长期放置后使用，必须对电机进行绝缘 检测。使用500V电压型兆欧表检测，电机绝缘电阻大于5MΩ。
15. 对电机绝缘检测时必须将变频器与电机连线断开。
16. 在变频器的输出侧，严禁连接功率因数补偿器、电容、 防雷压敏电阻。
17. 变频器的输出侧严禁安装接触器、开关器件。
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➢ 变频器短期工作电流（可持续1～2分钟）
I I I 变短= 变×150% （ 变-- 变频器额定电流）
➢ 变频器瞬时工作电流（可持续数秒钟）
I I 变瞬= 变×180%
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二. 电动机的基础知识
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1. 异步电动机构造和原理
图2-1 异步电动机构造
a）外形 b）定子 c）转子
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一 .变频器使用注意事项 祝大家事业有成！
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变频器使用注意事项
1 ． 严 禁 将 变 频 器 的 输 出 端 子 U 、 V 、 W 连 接 到 AC 电源上。
2．变频器要正确接地，接地电阻小于10Ω。
3．变频器存放两年以上，通电时应先用调压器 逐渐升高电压。存放半年或一年应通电运行一天。
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5. 电动势平衡示意图
图2-5 定子侧电动势平衡图
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例1 . 水泵节能恒压供水
压力变送器
生活小区
图10—1 供水系统示意图
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例2 . 球团回转窑主驱动变频调速示意图
I
进料口
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～
回 转窑
减速箱
R ST UVW
t
出 料 口
FU
操
4～20mA
作
室
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浇铸钢包
例3 ：
结晶器
钢 锭 连 铸 示意 图
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• 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”。
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变频器的组成
• 变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、 再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动 单元、检测单元微处理单元等组成。
T电机转矩>T负载转矩－－－加速运行 T电机转矩<T负载转矩－－－减速运行 T电机转矩＝T负载转矩－－－恒速运行
电机转矩控制性能是影响电气传动系统性能高低的最重要因素 加减速时间和电机转矩、负载转矩以及系统惯量有关
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电气传动基础知识—电气传动系统工作原理
中间传动机构 终端机械
过电流 过电压 欠电压 散热板过热 外部报警输入 变器过热 动机过载
逆变器过载 熔断器烧断 存储器出错 通讯出错 CPU出错 自整定出错
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• 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）。

• 当再次衔接电机电缆时，应检查相序能否正确。 • 假设电机的额定电压小于传动单元额定输入电压
的1/2，那么不允许运转。在DTC 方式下电机额 定电流的范围是1/6 ... 2 ·I2hd，在SCALAR 方式 下电机额定电流的范围是0 ... 2 ·I2hd。电机控制 方式是由传动的一个参数来选择的。
• 26 MOTOR CONTROL • 30 FAULT FUNCTIONS • 31 AUTOMATIC RESET • 32 SUPERVISION • 40 PID CONTROL
〔性能优化〕
可编程的缺点维护功能 自动缺点复位。
监控极限值。
ACS800
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9904 SCALAR
规范控制
9905
• 14 RELAY OUTPUTS
继电器输出的形状信号
• 15 ANALOGUE OUTPUTS 选择由模拟输出显示的实践信号。 •
20 LIMITS 21 START/STOP 22 ACCEL/DECEL 23 SPEED CTRL 25 CRITICAL SPEEDS
传动运转极限值。 电机启动和停顿的方式 加速和减速时间。 速度控制器的变量。〔微积分〕 危险速度区，电机不允许在这区域里运转。
根本启动过程。假设选择 ID MAGN那么自动进入下一步。 • 或选择ID Run (STANDARD 或 REDUCED) ： • 按LOC/REM 键改为本地控制 (L 显示在第一排)。 • 按启动键运转辨识励磁方式。在零速下电机励磁20-60秒。
电动机的快速启动
• 检查电机的运转方向
• 设置最小转速。
• 风机、泵等轴输出功率于速度的立方成比 例添加，所以转速少许升高时也要留意〕。
日常维护与检查 对于延续运转的变频

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变频器在电力领域的应用
总结词
改善电网质量、提高供电可靠性
详细描述
变频器在电力领域中可以用于改善电网质量和提高供电可靠性。通过调整变频器的输出 频率，可以实现对电力系统的无功补偿和有功滤波等功能，提高电力系统的稳定性和可
靠性。
变频器在空调领域的应用
总结词
节能环保、舒适健康
VS
详细描述
变频器在空调领域中主要用于控制空调系 统的电机，实现空调的精确控制和节能运 行。通过变频器调节电机的转速，可以精 确控制空调的运行状态，实现舒适健康的 室内环境，同时降低空调的运行能耗，达 到节能环保的效果。
变频器将在风力发电、太阳能发电等 新能源领域得到广泛应用，提高新能 源发电的效率和稳定性。
电动汽车驱动控制
随着电动汽车市场的不断扩大，变频 器在电动汽车驱动控制中的应用将逐 渐增加。
物联网与人工智能融合
未来变频器将进一步融入物联网和人 工智能技术，实现更加智能化的应用 。
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案例分析与实践经验分享
故障
过电流跳闸
排除方法
检查电机是否短路、负载是否过重、机械部分是否 正常等
过电压跳闸
故障
排除方法
检查输入电压是否正常、电机是否处于再生制动状态等
04
变频器的发展趋势与未来展望
变频器技术的发展趋势
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高效能化
随着电力电子技术和控制理论的不断发展，变频 器的能效不断提高，能够满足更加严格的能效标 准。
变频器在某工厂的实际应用案例
01
案例概述
某工厂采用变频器技术对电机进 行调速控制，以提高生产效率和 节能降耗。
案例分析
02

ANALYSIS
SUMMAR Y
05
变频器的使用与维护
变频器的安装与调试
安装环境
选择干燥、通风良好、无易燃易爆物 品的环境进行安装，确保安全可靠。
电缆连接
正确连接电源、电机和控制电缆，遵 循接线图和安全规范，避免短路和过 载。
参数设置
根据实际需求和电机特性，设置合适 的参数，如频率、电压、电流等。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
变频器原理及其应用 课件
目录
CONTENTS
• 变频器概述 • 变频器的工作原理 • 变频器的应用 • 变频器的优缺点及发展趋势 • 变频器的使用与维护
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
01
变频器概述
和维护成本。
复杂性
变频器技术复杂，需要 专业人员进行安装、调
试和维护。
对电网的污染
变频器在运行过程中可 能会产生谐波，对电网
造成污染。
电磁干扰
变频器在运行过程中可 能会产生电磁干扰，影 响周围设备的正常运行
。
变频器的发展趋势
01
02
03
04
高效化和节能化
随着能源危机的加剧，高效化 和节能化成为变频器的重要发
电梯节能
变频器用于控制电梯的运行速度，实现节能运行 和平稳舒适。
工业锅炉节能
变频器用于控制工业锅炉的风机和水泵，实现节 能运行和高效供热。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
04
变频器的优缺点及发展 趋势

02
CATALOGUE
变频器的工作原理
变频器主电路的工作原理
输入滤波器
对输入的交流电进行滤 波，以减少对电网的谐
波干扰。
整流电路
将输入的交流电转换为 直流电。
储能电路
储存转换后的电能，为 逆变器提供直流电源。
逆变电路
将直流电转换为可调的 交流电，以驱动电机。
变频器控制电路的工作原理010203选用优质备件
选用质量可靠的备件，可以降低因备件问题导致 的故障发生率。
ABCD
参数设置合理
根据实际应用需求，合理设置变频器的参数，避 免因参数设置不当导致的故障。
安装环境良好
确保变频器安装在干燥、通风良好、无腐蚀性气 体的环境中，避免因环境问题导致的故障。
06
CATALOGUE
变频器的发展前景与趋势
04
CATALOGUE
变频器的选型与使用
变频器的选型原则与步骤
原则
根据实际需求选择合适的变频器，考 虑负载特性、调速范围、控制精度、 过载能力等因素。
步骤
确定负载类型、计算所需功率、选择 合适的变频器型号和规格、考虑附加 功能和扩展性、对比不同品牌和型号 的性价比。
变频器的安装与调试
安装
确保变频器安装在符合要求的电气柜 内，提供合适的散热环境，正确连接 电机和电源线，遵循安全规范。
变频器在自动化系统中的应用
自动化控制
系统集成
变频器作为自动化系统中的重要组成 部分，可以实现设备的自动化控制， 提高生产效率。
变频器可以与其他自动化设备集成在 一起，形成一个完整的自动化系统， 提高系统的稳定性和可靠性。
数据监测
变频器可以实时监测电机的运行状态 和参数，为自动化系统的数据采集和 分析提供支持。