变频器技术与应用第1章 变频器基础知识课件.ppt
,BACK,EXIT,第1章 变频器基础知识,Chapter 1 Basic knowledge of frequency converter,1.1 变频器概述,1.2 交流电动机调速基础知识,1.3 变频器的结构及主要技术参数,第1章 变频器基础知识,1.1 变频器概述,1.1.1变频器的发展,电力电子器件是变频器发展的基础 第一代：由SCR（晶闸管）组成的变频器功能差、频率低。 第二代：GTO和GTR ，变频器开关频率在2kHz以下，PWM技术开始应用， 可输出正弦波电压和电流，但载波频率和最小脉宽受限，噪声大。 第三代：MOSFET和IGBT，开关频率可达20kHz以上，PWM调制的逆变器谐波噪声大大降低。变频器功率大， 应用广泛。第四代：IPM，具有保护功能有过流、短路、过压、欠压和过热等，还可以实现再生制动。使变频器的体积、重量和连线大为减少，而功能和可靠性大为提高。,1.1 变频器概述,计算机技术和控制理论是变频器发展的支柱 1. 没有采用计算机技术，由分立电子元件组成变频电路，可靠性差、频率低，输出的电压和电流的波形是方波。 2. 采用8位微处理器，压频比U/F控制原理：逆变电路能够得到相当接近正弦波的输出电压和电流，工作性能有了很大提高。 3. 采用16位甚至32位微处理器 ，推出了矢量控制、直接转矩控制、模糊控制和自适应控制等多种模式理论：变频器已经内置有参数辨识系统、PID调节器、PLC控制器和通讯单元等，根据需要可实现拖动不同负载、宽调速和伺服控制等多种应用。,1.1.1变频器的发展,1.1 变频器概述,市场需求是变频器发展的动力 1.变频器的问世为交流电机的调速提供了契机，不仅要取代结构复杂、价格昂贵的直流电机调速，而且能节省大量的能源。 2.据调查统计，全国各类电动机耗电量约占全国发电量的70%。其中80%为异步电动机，大多数电动机长时间处于轻载运行状态，特别是风机、泵类负载的电动机。若在此类负载上使用变频调速装置，将可节电30%左右。 3.目前，变频器作为商品在国内的销售额呈逐年增加趋势，销售前景十分看好，据有关资料报道，在过去几年内中国变频器市场保持着12%15%的增长率，这一速度远远超过了近几年GDP的增长速度，变频器全面推广应用的时代已经不远了。,1.1.1变频器的发展,1.1 变频器概述,1.1.2 变频器发展趋势,实现高水平的控制开发清洁电能的变流器缩小装置的尺寸。高速度的数字控制模拟与计算机辅助设计（CAD）技术,1.1 变频器概述,1.1.3 变频器的分类,1.1 变频器概述,1.1.4 变频器的应用,变频器与节能 变频器与工艺控制（速度控制）变频家电远景广阔的中国变频器市场,1.1 变频器概述,1.2 交流电动机调速基础知识,1.2.1交流电动机的调速原理及方法,1.2.2 交流电动机调速系统的现状和发展趋势,1.交流电动机调速系统的目前水平：（1）从中小容量等级发展到大容量、特大容量等级，填补了直流调速系统留下的特大容量电机调速空白；（2）交流调速系统已具备高的可靠性和长期连续运行能力，能满足实际工况对可靠性要求高、长期不停机检修等特殊要求；（3）控制装置设计可以达到和直流调速控制同样良好的控制性能，交流电动机设计可以满足各种工业现场，实现了交流电动机调速系统的高性能、高精度转速控制；（4）交流电动机调速系统已从原来作为直流电动机调速系统的补充手段，发展到已在大部分场合取而代之的应用状态。 2.交流电动机调速系统的技术发展趋势：（1）新型开关元件和储能元件的研制；（2）最新控制思想、控制算法、控制技术不断应用于交流调速产品；（3）控制装置设计可靠性越来越高性能，不断解决瞬时停电后的装置安全及恢复正常问题；（4）高运算速度、高控制性能的微型计算机产品在现代交流调速装置中不断应用，充分显示了现代控制手段的优越性；（5）进行大容量、特大容量等级的新型交流调速动机技术研究。同时也在进行结构精巧的高效能、高精度交流控制电机技术研究。,1.2 交流电动机调速基础知识,1.2.3 异步电动机的机械特性,机械特性是异步电动机的主要特性，它是指在一定的电源电压 和转子电阻下，电动机的转速与转矩的关系曲线 ，称为电动机的机械特性。机械特性如图1-1所示： 图1-1 三相异步电动机的机械特性反映异步电动机机械的三个特殊转矩: 1.额定转矩TN 2.最大转矩TM 3起动转矩Tst,1.2 交流电动机调速基础知识,1.2.4交流电动机调速系统及性能指标,衡量一种交流调速的优劣，应该依据生产实践的需求，从技术和经济角度全面评价，综合各种应用实践，可以总结出以下的技术性能指标作为考评依据：调速效率调速平滑性调速范围动态速降恢复时间,1.2 交流电动机调速基础知识,1.3 变频器的结构及主要技术参数,1.3.1变频器的型号,本书以欧姆龙3G3MX2变频器为例，来介绍通用变频器的原理及应用。3G3MX2系列变频器是欧姆龙公司于2009年年末推出的紧凑型多功能小型变频器。图1-2所示为欧姆龙3G3MX2的铭牌。 图1-2 欧姆龙3G3MX2变频器铭牌,1.3.1变频器的型号,欧姆龙3G3MX2变频器型号说明： 图1-3 欧姆龙3G3MX2变频器型号说明,1.3 变频器的结构及主要技术参数,1.3.2主要性能指标,不同型号的变频器的性能指标有所不同，随着变频器功能增加，变频器重量、外形尺寸以及变频器额定输出电流和额定输出容量都在增大。下面介绍通用变频器的主要性能指标。输入电压输出电压输出电流 输出容量 过载能力输出频率,1.3 变频器的结构及主要技术参数,Thank you!,
