1、第 1节变频器的电路结构及工作原理内容提要： 1、理解变频调速的基本控制方式 2、了解变频器的基本构成。 3、了解变频器的分类方式。 4、理解正弦脉宽调制基本原理。 5、了解变频器的控制方式并掌握其应用范围。 6、了解高性能通用变频器的基本性能。1第 1节变频器的电路结构及工作原理变频调 速原理同步 转 速 :转 差率 :电 机 转 速 :2第 1节变频器的电路结构及工作原理1.1变频器调速的基本控制方式 【 知识目标 】 理解变压变频控制方式的原理掌握恒转矩调速和恒功率调速的概念。交流异步电动机调速时，一个重要的因素是希望保持电动机的电磁转矩不变。若要保持电磁转矩不变，只有保持主磁通量 m为
2、额定值不变。三项异步电动机定子每相电动势的有效值为：E1=4.44f1N1m 3第 1节变频器的电路结构及工作原理 由式 2-1所知，只要控制 E1f1，便可以达到控制磁通量 m的目的。 基频以下的恒磁通变频调速保持 m不变，当频率 f1从额定值向下调节时，必须降低E1，使 即采用恒定电势频率比的控制方式。这种控制又成为恒磁通变频调速，属于恒转矩调速方式。低频时 U1和 E1都很小，定子的阻抗不可忽略，我们人为地将电压 U1抬高一些，以便近似地补偿定子压降，使气隙磁通基本保持不变。常数 4第 1节变频器的电路结构及工作原理5第 1节变频器的电路结构及工作原理2基频从上弱磁变频调速在基频以上调速
3、时，频率可以向上增高，但是电压 U1却不能增加，这是由于受电源电压的制约，定子电压不可能比 电源电压还高，最多只能保持 U1=U1N不变。这样，必然会使磁通随着 f1上升而减小，相当于弱磁调速的情况，属于近似的恒功率调速方式。6第 1节变频器的电路结构及工作原理异步电动机的变频调速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调速控制。1.2变频器的基本结构【 知识目标 】 了解交 直 交变频器和交 交变频器的 基本构成1.直接变频装置（交 交变频器装置）直接式变频器是将工频交流电直接变换成频率、电压均可控制的交流电，又称交 交变频器，其结构如图 2-4所示。它实质上是
4、一套三相桥式无环流反并联的可逆整流装置。交 交变频器的特点如下：（ 1）原理基于可逆整流，工作可靠，可7第 1节变频器的电路结构及工作原理以直接套用成熟的直流可逆调速技术。（ 2）流过电机的电流近似于三相正弦，附加损耗小，脉动转矩小。（ 3）当电源频率为 50Hz时，最大输出频率不超过 20Hz,电机最高转速小于 600r/min，（对应 4极电机），只能在工频以下调速，调速范围窄。（ 4）主回路较复杂，所用器件多（桥式线路需 36个晶闸管）。交 交变频器一般只用于低转速、大容量的调速系统，例如轧钢机，球磨机、水泥回转窑等。2.间接变频装置（ 交 直 交变频装置）当前最广泛使用的交 直 交变频
5、器，8第 1节变频器的电路结构及工作原理其基本结构由主电路和控制电路组成如图 27 所示 .（ 1）整流器：整流器又称电网侧变流器。其作用是把三相交流电整流成直流电流。（ 2）逆变器：逆变器又称负载侧变流器。最常见的结构形式是由六个主开关器件组成三相桥式逆变电路，有规律地控制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：中间直流环节和电动机之间有无功功率的交换，这种无功能量要靠中间直流环节的储能元件（电容或电感）来缓冲，所以中间直流环节又称中间直流储能环节。（ 4）控制电路：控制电路常由运算电路，9第 1节变频器的电路结构及工作原理检测电路，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1.3变频器的分类【 知识目标 】 熟悉变频器的各种分类方法了解各类变频器的特点和应用条件1.3.1按直流电源的性质分类1.电流型变频器： 其特点是中间直流环节采用大电感作为储能元件。直流电源的内阻较大，近似于电流源，此类变频器一个突出的优点是：当电机处于再生发电状态时，回馈到直流侧的再生电能可以方便地回馈到交流10
