变频器的原理与应用.ppt

变频器的原理与应用(二)发展趋势与动向:l､主控一体化日本三菱公司将功率芯片和控制电路集成在一快芯片上的DIPIPM（即双列直插式封装）的研制已经完成并推向市场。一种使逆变功率和控制电路达到一体化，智能化和高性能化的HVIC（高耐压IC）SOC（SystemonChip）的概念已被用户接受，首先满足了家电市场低成本、小型化、高可靠性和易使用等的要求。因此展望未来，随着功率做大，此产品在市场上极具竞争力。2､小型化用日本富士（FUJI）电机的三添胜先生的话说，变频器的小型化就是向发热挑战。这就是说变频器的小型化除了出自支撑部件的实装技术和系统设计的大规模集成化，功率器件发热的改善和冷却技术的发展已成为小型化的重要原因。ABB公司将小型变频器定型为Comp－ACTM他向全球发布的全新概念是，小功率变频器应当象接触器、软起动器等电器元件一样使用简单，安装方便，安全可靠。3､低电磁噪音化今后的变频器都要求在抗干扰和抑制高次谐波方面符合EMC国，际标准,主要做法是在变频器输入侧加交流电抗器或有源功率因数校正（ActivePowerFactorCorrection．APFC）电路，改善输入电流波形降低电网谐波以及逆变桥采取电流过零的开关技术。而控制电源用的开关电源将推崇半谐振方式，这种开关控制方式在30－50M时的噪声可降低15－20dB。4､专用化通用变频器中出现专用型家族是近年来的事。其目的是更好发挥变频器的独特功能并尽可能地方便用户。如用于起重机负载的ARBACC系列，用于交流电梯的SiemensMICO340系列和FUJIFRN5000G11UD系列，其他还有用于恒压供水、机械主轴传动、电源再生、纺织、机车牵引等专用系列。5､系统化作为发展趋势，通用变频器从模拟式、数字式、智能化、多功能向集中型发展。最近，日本安川由机提出了以变频器，伺服装置，控制器及通讯装置为中心的”D&M&C”概念，并制定了相应的标准。目的是为用户提供最佳的系统。因此可以预见在今后．变频器的高速响应器件和高性能控制将是基本条件。

若希望把转矩误差控制在3%以内,需要对磁通变化作修正(补偿励磁电抗引起的饱和及定子铁损的变化);若希望把转矩误差控制在1%以内,需要对定子和转子的铁损进行补偿.
矩阵式变频器
(三)交流电机的调速方法:(五)变频器的分类:a,电机起动转矩小;b.能够稳定运行范围窄,在大部分的转速范围内是电机运行不稳定区.图6异步电机在恒流源供电时的等值电路电压源供电转矩转-速特性脉幅调节,改变直流电压幅值的调压方式.(3).矢量控制:二.PWM技术f(t)为奇函数,由付立叶级数的性质:f(t)=-f(t),则a0=a0=0讨论:(1)利用PWM技术可控制逆变器的输出波形,使谐波含量减少.(2)谐波的减少是以减少基波幅度为代价.
3.SPWM
(1)自然采样法
(2)规则采样法
三.异步电机变频调速控制策略转子旋转后一相的电势为:
E2S=4.44f2W2Kw2=4.44f1SW2KW2=E2S(3)
2.转子电势平衡方程:
当转子无外加电阻,自成短路时,其一相等值电路如图:
=(r2+X2S)(4)
式中:
R2--转子一相电阻值
X2S--转子旋转后一相的的漏抗
X2S=
其中:
X2--转子不动时一相的漏抗X2=L2
L2--转子旋转后一相的漏电感

且:E1=4.44f1W1KW1
由于E1>>I1ZI,于是:

图(五)异步电机等值电路图(14)频率f1的不同配合,机械特性也不相同,因此有不同的电压—频率协调控制.
1.恒压频比控制(U1/f1=常数):
为充分利用铁心,近似地保持为常数,发挥电机产生转矩的
能力.由:U1E1=4.44f1w1kw1
U1/f1=4.44w1kw1

当S极小时,忽略分母中的含S各项得:>>>2.恒功率控制:图(十)不同电压—频率协调控制下的机械特性
a--Er/b—U1/不作任何近似就得出,机械特性T=f(s)完全是一条直线,这与直流电机特性相同.
又(3).转速极低的时转矩不够.由(22)式可知:样提高系统的动,静态性能,主要控制转速的变化率,显然控制转矩就能控制.(24)当电机稳态运行时,S很小,因而也很小,一般为的2%~5%,因此近似认为:则得到:转差频率控制的基本概念,现推导具体的控制规律:就可以保持T与的关系,也就可以用转差频率控制来代表控制转矩.
(2).控制规律二--保持恒定代入(28)式:I1优点与不足:
(1)频率控制环节输入转差信号,而频率信号是由转差信号与实际转速信号相加后得到的,因此在转速变化过程中,实际频率随实际转速同步地上升或下降,与转速开环系统频率的给定信号与电压成正比的情况相比,加.减速更平滑,且容易稳定.(2)电流调节器只控制电流的幅值,并未控制电