1、,变频器原理与应用,主讲教师: 杨 华,绪论,本章主要内容： 变频器的概念和用途 变频器的发展历程 变频器的应用现状和发展趋势 课程内容及学习要求 学时：1,变频器的概念变频器的用途,三相交流电网 3 AC, 400V, 50 Hz,1.变频器的概念和用途,直流调速系统的优缺点,2.变频器的发展历程,交流调速系统的优缺点,变频器的诞生,变频器的发展与成熟,起步较晚已进入 “黄金时期”国外品牌国内品牌变频调速的效果市场空间,3.我国变频器的应用现状,向专用型方向发展向人性化方向发展易用性不断提高,4.变频器的发展趋势,功率结构模块化智能化（信息化）优化电网接口,课程性质 “变频器原理与应用”是“
2、数学”、“物理”、“电工基础”、“电子技术”、“电力电子技术”、“电力拖动”、“电气控制”等课程的后续课程 ，又与 “交直流调速系统”、“控制技术”等专业课程有着横向联系。课程的主要任务掌握变频器的结构和工作原理。掌握安装、调试变频器的基本技能。掌握设计变频调速系统的基本方法。,5.课程的内容,课程结构,涉及面广 变频器是高科技的产品，技术含量高。实践性强 侧重变频器的典型应用。考核办法实验 20分考试 80分授课学时 12 学时实验学时 4 学时,6.课程特点及要求,主要教材和参考书教材 王兆义. 变频器应用与实训指导.高等教育出版社,2005参考资料 G120操作手册（简明版） 电子文档
3、CU240S操作手册（英文版） 电子文档,总结,重点：变频器的概念和用途。难点：变频器的发展趋势。,绪论 变频器的概念和用途 变频器的发展历程、应用现状和发展趋势 课程内容及学习要求,第1章 基础知识,本章主要内容：1.1 三相异步电动机1.2 三相异步电动机的起动和制动1.3 电力电子器件简介1.4 脉冲宽度调制（PWM）原理1.5 变频器的组成和分类,1.1 三相异步电动机,本节主要内容： 三相异步电动机结构及工作原理 三相异步电动机的电磁特性 三相异步电动机的机械特性 三相异步电动机的调速方式,1.三相异步电动机结构及工作原理,三相感应电动机,定子,气隙,转子,机座,端盖,转子铁心,轴,
4、转子绕组,定子铁心,定子绕组,鼠笼型,绕线型,机座,端盖,风扇,接线盒,定子绕组,鼠笼转子,端环,散热筋,轴,轴承,图1.1 三相感应电机的结构图,图1.2 三相感应电机的结构图,鼠笼型转子,绕线式转子,1,2,3,4,5,6,e2, i2,三相感应式电动机的工作模型,规定,电流从首端流入、末端流出时为正。,1,2,3,4,5,6,旋转磁场,旋转磁场的转速（同步速）,转差定义为：即转子与旋转磁场之间存在相对运动，是感应电动机稳定运行的必要条件。转差率定义为： 其大小反映了电机的转速，即,转差率,E1=4.44K1N11m=U1+U E11m 将U忽略，则E1U11m,2.三相异步电动机的电磁特
5、性,感应电动势E1,U1/1 =常数,机械特性的参数表达式,其中：p为电机极对数； U1为相电压有效值 r1为定子每相绕组的内阻 x1为每相漏阻抗 r2为折算到定子侧的每相电阻 x2为折算到定子侧的漏电阻,电机参数一定，且U1，f1不变时，T仅与S有关。,机械特性曲线,3.三相异步电动机的机械特性,机械特性中四个关键点,图1.3 感应电机的机械特性,异步电动机的调速原理,有级调速,设备费用高,4.三相异步电动机的调速方式,异步电动机的变极调速,异步电动机的变频调速,图1.4 变频器的结构,变频调速时的机械特性,图1.5 变频调速时的机械特性,ffn:恒功率调速；,调压调速,不变,不变,异步电动
6、机的改变转差率调速,图1.6 变转差率调速时的机械特性,轻载调速范围不大,绕线式感应电动机转子串电阻调速（串级调速）,图1.7 串电阻调速时的机械特性,变极调速变转差率调速变频调速,异步电动机的三种调速方式的比较,1.2 三相异步电动机的起动和制动,本节主要内容： 三相异步电动机的起动方法 三相异步电动机的制动方法,1.三相异步电动机的起动方法,要求:有不太大的起动电流足够大的起动转矩动态转矩T很小 起动方法:直接起动降压起动低频起动,图1.8 低频启动时的机械特性,2.异步电动机的制动方法,电动机的制动状态：指电磁转矩T与转子转速n方向 相反的状态。制动方式:直流制动：回馈制动反接制动,直流制动 制动原理 制动过程,图1.8 直流制动原理,图1.9 直流制动机械特性,回馈制动 制动原理 回馈制动的条件：nn1,图1.10 回馈制动机械特性,小结,重点：三相异步电动机的启动和制动方式难点：各种启动和制动方式的工作原理,1.2 三相异步电动机的起动和制动三相异步电动机的起动方式三相异步电动机的制动方式,直接起动降压起动低频起动,直流制动回馈制动反接制动,
