变频技术短训班.pptx

会计学直流电动机调速系统具有良好的启动、制动性能及在
大范围内平滑调速的优点。因此过去很长一段时间内，在
需要进行调速控制的拖动系统中一直占主导地位。但直流
电动机采用机械换向器换向，它在单机容量、最高电压、
最大转速等方面受到限制，而且维护、维修复杂。20世纪
70年代以来。随着交流电动机调速控制理论、电力电子技
术、以微处理器为核心的全数字化控制等关键技术的发展，
交流电动机变频调速技术逐步成熟。目前，变频调速技术
的应用几乎已经扩展到了工业生产的所有领域，并且在空
调、洗衣机、电冰箱等家电产品中也得到了广泛的应用。
变频调速系统的核心是变频器，变频器的构成及工作
原理较复杂，本课程仅对变频器的构成、原理、实际操作
等作一简单介绍。
§1－1变频器的定义、发展§1－1变频器的定义、发展二、电源的分类

直流电：电压恒定且极性不变化
电源单相交流电
交流电：电压的极性周期性地变化
三相交流电
频率：交流电每秒钟极性改变的次数
◆用一种控制可关断的晶闸管（GTO）代替上图中的开
关构成逆变器电路。
◆可关断晶闸管（GTO)是指得用正的门极脉冲触发导通，
用负的门极触发脉冲关断阳极电流，恢复其阻断状态的
元件。

工作原理：1）VS1、VS2控制极G加正的脉冲，VS1、
VS2导通。
2）VS3、VS4控制极G加正的脉冲，VS3、
VS4导通。
由于GTO的电流只能从A→K单方向流过，增加反并联
二极管实现开关功能。四、变频器的组成
构成图（图1－6a）；电路组成（图1－6b）
整流器
主回路滤波器
变频器逆变器

控制回路单片机
驱动电路
光电隔离电路
五、变频器的发展

1、新型电力电子器件的应用，使变频器的容量和电压
等级不断扩大和提高；
2、微处理器位数的的增加使变频器的功能从单一的变
频调速功能发展为含有逻辑和智能控制的变频器；
3、应用矢量控制和转矩直接控制使变频器不仅能实现
宽调速，还可以进行伺服控制（具有内置的可编程、
参数辨识及通信等功能）。课堂作业：
1、某一交流电极性改变100次耗时2秒钟，则该交流电
的频率为（D）。
（A）100HZ（B）2HZ（C）200HZ（D）50HZ
2、由（直流）变为（交流）的过程称为逆变。
3、变频器的核心部件是（逆变器）。
4、变频器的主回路由（整流电路）、（控制电路）和
（逆变电路）组成。§1－2变频器的分类2、交－交变频器
又称直接变频器。
工作原理：只用一个变换环节就可以把恒压恒
频的交流电源变换成VVVF电源。常
用的交－交变频器输出的每一相都是
一个两组晶闸管整流装置反并联的可
逆线路，正反向的两组按一定周期相互
切换，在负载上就获得交变的输出电
压，输出电压的幅值取决于两组整流
装置的控制角，输出电压的频率取决于
两组整流装置的切换频率。
电路原理图：二、按主电路工作方式分
1、电压型变频器
经整流电路产生的直流电压通过电容进行滤
波后再送入逆变器的方式。输出电压是矩形波或
阶梯波。适用于不要求正反转或快速加减速的通
用变频器中。
结构图：

因电容器两端的电压不能突变，输出电压波
形较平直。
2、电流型变频器
经整流电路产生的直流电压通过大电感滤波
后再送入逆变器的方式。输出交流电流是矩形波。
适用于频繁可逆运转的变频器和大容量变频器。
结构图：

因流过电感器的电流不能突变故输出电流波
形较平直。三、按变频器调压方式不同分
1、PAM（脉冲幅度调制）变频器
是一种改变电压源的电压Ud或电流源的电流
Id的幅值进行输出控制的方式。
在改变输出频率的同时，通过改变输出脉冲的幅度，
达到改变输出电压有效值的目的。
2、PWM（脉冲宽度调制）变频器
是在变频器输出波形的一个周期内产生多个
等幅不等宽的脉冲。
在改变输出频率的同时，通过改变输出脉冲的宽度，
达到改变等效输出的一种方法。保持脉冲个数不变而改变
脉冲宽度，均可改变半周内输出电压的平均值，从而达到
改变输出电压有效值的目的。四、按工作原理分类
1、U/f控制变频器
对变频器输出电压和频率同时进行控制，通过保持
U/f恒定使电动机获得所需的转矩特性。成本低，多用
于精度要求不太高的通用变频器。
2、SF控制变频器（转差频率控制变频器）
转差频率控制方式是对U/f控制的一种改进，这种控
制方式需要由安装在电动机上的速度传感器检测出电动机
的转速，构成速度闭环，速度调节器的输出为转差频率，
而变频器的输出频率则由电动机的实际转速与所需转差
频率之和决定。由于通过控制转差频率来控制转矩和电
流，与U/f控制相比其加减速特性和限制过流的能力得到
提高。

3、VC控制变频器（矢量控制变频器）
矢量控制是一种高性能异步电动机控制方式，它的
基本思路是：将异步电动机的定子电流分为产生磁场电
流的分量（砺磁电流）和