變頻器工作原理

1、變頻器工作原理直流>振蕩電路>變壓器（隔離、變壓）>交流輸出 方波信號發(fā)生器使直流以50Hz的頻率突變，用正弦和準(zhǔn)正弦的振蕩器，波形類似于長城的垛口，一上一下的方波，突變量約為5V；再經(jīng)過信號放大器使突變量擴(kuò)大至12V左右；經(jīng)變壓器升壓至220V輸出怎樣將直流電轉(zhuǎn)換成交流電？有三種方法： 1、用直流電源帶動直流電動機(jī)-機(jī)械傳動到交流發(fā)電機(jī)發(fā)出交流電；這是一種最古老的方法，但現(xiàn)在仍有人在用，特點(diǎn)是成本低，易維護(hù)。目前在大功率轉(zhuǎn)換中還在使用。 2、用振蕩器（就是目前市場上的逆變器）；這是比較先進(jìn)的方法，成本高，多用于小功率變換； 3、機(jī)械振子變換器，其原理就是讓直流電流斷斷續(xù)續(xù)，

2、通過變壓器后就能在變壓器的次級輸出交流電，這是一種比較老的方法，目前基本上已被淘汰。 現(xiàn)在日本發(fā)現(xiàn)一種有機(jī)物可以轉(zhuǎn)換 2交流電是指電壓或電流的幅值在0值附近震蕩，也就是有正有負(fù)，方向會發(fā)生變化，而并不一定是正弦的。直流電也并不是恒定不變的，它的幅值也是可以變化的，但不會改變方向。也就是說恒為正或恒為負(fù)。在逆變器中不能單獨(dú)應(yīng)用可控硅，它僅僅是起一個(gè)開關(guān)作用，必須要由振蕩電路來控制可控硅的開/關(guān)狀態(tài)，得到方波形的交流電，再經(jīng)變壓、濾波，得到較純的正弦波交流電。UPS電源(Uninterruptible Power System 不間斷電源系統(tǒng))利用逆變電路，即用直流電驅(qū)動一個(gè)振蕩器，產(chǎn)生交流振蕩，

3、一般得到的是方波。如果經(jīng)過濾波電路去除50Hz的諧波，就能得到比較純的50Hz交流電。 變頻器1 1.1變頻技術(shù)的概念1.常用的調(diào)速方法 變極調(diào)速、定子調(diào)壓調(diào)速、轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速2.變頻技術(shù)的概念 把直流電逆變成不同頻率的交流電，或是把交流電變成直流電再逆變成不同頻率的交流電，或是把直流電變成交流電再把交流電變成直流電等技術(shù)的總稱。特點(diǎn)：電能不變，只有頻率變。3.變頻技術(shù)的發(fā)展 應(yīng)交流電機(jī)無級調(diào)速的需要而誕生的。 自20世紀(jì)60年代以來，電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，電氣傳動技術(shù)面臨著一場革命，即交流調(diào)速取代直流調(diào)速、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已經(jīng)成為發(fā)展趨勢。電機(jī)變

4、頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、失去技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速起動、制動性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，得到廣泛應(yīng)用。變頻調(diào)速技術(shù)是強(qiáng)弱電混合、機(jī)電一體的綜合性技術(shù)，既要處理巨大電能的轉(zhuǎn)換(整流、逆變)，又要處理信息的收集、交換和傳輸，因此它的共性技術(shù)必定分成功率和控制兩大部分。前者要解決與高電壓大電流有關(guān)的技術(shù)問題，后者要解決控制模塊的硬、軟件開發(fā)問題 4.變頻調(diào)速的主要發(fā)展方向 (1)實(shí)現(xiàn)高水平的控制 (2)開發(fā)清潔電能的變流器 (3)縮小裝置的尺寸 (4)高速度的數(shù)字控制 (5)模擬器與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù)1.2變頻技術(shù)的類型及

5、用途1.變頻技術(shù)的類型主要有以下幾種 (1)交-直變頻技術(shù)(即整流技術(shù)) 通過整流元件實(shí)現(xiàn)功率轉(zhuǎn)換 。 (2)直-直變頻技術(shù)(即斬波技術(shù)) 通過改變電力電子器件的通斷時(shí)間即改變脈沖頻率或?qū)挾?，從而達(dá)到調(diào)節(jié)直流平均電壓的目的(3)直-交變頻技術(shù)(即逆變技術(shù)) 利用功率開關(guān)將直流電變成不同頻率的交流電。 (4)交-交變頻技術(shù)(即移相技術(shù)) 通過控制電力電子器件的導(dǎo)通與關(guān)斷時(shí)間，實(shí)現(xiàn)交流無觸點(diǎn)的開關(guān)、調(diào)壓、調(diào)光、調(diào)速等的目的2.變頻技術(shù)的主要用途(1)標(biāo)準(zhǔn)50HZ電源 對頻率、電壓波形和幅值及電網(wǎng)干擾等有較高要求的。 (2)不間斷電源(UPS) 停電時(shí)，將蓄電池的直流電逆變成50HZ的交流電，對設(shè)備

6、臨時(shí)供電。 (3)中頻裝置 廣泛應(yīng)用于金屬熔煉、感應(yīng)加熱及機(jī)械零件的淬火。(4)變頻調(diào)速 產(chǎn)生頻率、電壓可調(diào)的電源。 (5)節(jié)能降耗1.3常用電力電子器件簡介 1)晶閘管(SCR) 沒有自關(guān)斷能力，逆變時(shí)需要另設(shè)換流電路，造成電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加變頻器成本。但由于元件容量大，在1000KVA以上的大容量變頻器中得到廣泛的應(yīng)用。 2)門極可關(guān)斷晶閘管(GTO） 可通過門極信號控制導(dǎo)通和關(guān)斷。它是利用門極反向電流而獲得自關(guān)斷能力，屬于全控器件，無需換流電路。已經(jīng)逐步取代SCR。3)電力晶體管(GTR) 是一種高反壓晶體管，具有自關(guān)斷能力，并有開關(guān)時(shí)間短、飽和壓降低和安全工作區(qū)寬等優(yōu)點(diǎn)。它被廣泛用于交

7、直流電機(jī)調(diào)速、中頻電源等電力變流裝置中。主要用作開關(guān)，工作于高電壓大電流的場合，一般為模塊化。 4)功率場效應(yīng)管(MOSFET) 根據(jù)門極電壓的電場效應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)通與關(guān)斷的單極晶體管。具有自關(guān)斷能力強(qiáng)、驅(qū)動功率小、工作速度高、無二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)寬等。用于小容量變頻器中。3)電力晶體管(GTR) 主要特點(diǎn)： 輸出電壓 可以采用脈寬調(diào)制方式 載波頻率 較低（開關(guān)時(shí)間較長）1.2-1.5KHZ 電流波形 高次諧波成分較大，噪聲大。 輸出轉(zhuǎn)矩 與工頻運(yùn)行時(shí)相比，略有下降5)絕緣柵雙極晶體管(IGBT) 集GTR和P-MOSFET的優(yōu)點(diǎn)于一身，具有輸入阻抗高、開關(guān)速度快、驅(qū)動電路簡單、通態(tài)電壓低、能

8、承受高電壓大電流等優(yōu)點(diǎn)。目前中小容量變頻器新產(chǎn)品中都采用它。適于高壓的為HV-IGBT。 6)智能功率模塊（IPM） 是一種將功率開關(guān)器件及其驅(qū)動電路、保護(hù)電路等集成在同一封裝內(nèi)的集成模塊。目前采用較多的是IGBT作為大功率開關(guān)器件的模塊，器件模塊內(nèi)集成了電流傳感器，可以檢測過電流及短路電流。具有過電流保護(hù)、過載保護(hù)以及驅(qū)動電流電壓不足時(shí)的保護(hù)功能。7)集成門極換流晶閘管(IGCT) 是一種中壓、大功率半導(dǎo)體開關(guān)器件。它是將門極驅(qū)動電路與門極換流晶閘管GCT集成于一體，集GTO和IGBT的優(yōu)點(diǎn)于一身。2.1 變頻器的基本結(jié)構(gòu)主要由主電路(包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)、逆變器)和控制電路組成。 整流

9、器 將三相交流電轉(zhuǎn)換成直流電。 中間直流環(huán)節(jié) 中間直流儲能環(huán)節(jié)，在它和電動機(jī)之間進(jìn)行無功功率的交換。 控制電路 常由運(yùn)算電路、檢測電路、控制信號輸入/輸出電路和驅(qū)動電路組成。主要任務(wù)是完成對逆變器的開關(guān)控制、對整流器的電壓控制以及完成各種保護(hù)功能等，其控制方法可以采用模擬控制或數(shù)字控制。目前許多變頻器已經(jīng)采用微機(jī)來進(jìn)行全數(shù)字控制，采用盡可能簡單的硬件電路，靠軟件來完成各種功能。1.主控電路 2.控制電源、采樣及驅(qū)動電路 3.整流電路和逆變電路 2.1.1 變頻器的主控電路 (1)基本任務(wù) 1)接受各種信號 2)進(jìn)行基本運(yùn)算 3)輸出計(jì)算結(jié)果 (2)其他任務(wù) 1)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)控制功能 2)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)保

10、護(hù)功能 2.1.2 變頻器的控制電源、采樣及驅(qū)動電路 (1)控制電源 提供穩(wěn)壓電源 1)主控電路 0+5V 2)外控電路 (2)采樣電路 1)提供控制用數(shù)據(jù) 2)提供保護(hù)采樣 (3) 驅(qū)動電路 .1.3整流電路和逆變電路 1.整流電路 將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，應(yīng)用最多的是三相橋式整流電路。分為不可控整流和可控整流電路。 2.逆變電路 將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，應(yīng)用最多的也是三相橋式逆變電路。2.2 變頻器的分類 的調(diào)制方式分 (1)PAM(脈幅調(diào)制) 在整流電路部分對輸出電壓幅值進(jìn)行控制，而在逆變電路部分對輸出頻率進(jìn)行控制的控制方式。 (2)PWM(脈寬調(diào)制) 保持整流得到的直流電壓大小不變的條件下

11、，在改變輸出頻率的同時(shí)，通過改變輸出脈沖的寬度，來達(dá)到改變等效輸出電壓的一種方式。 1.按電壓 (2)按工作原理分 V/F控制 對變頻器的頻率和電壓同時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié) 轉(zhuǎn)差頻率控制 為V/F控制的改進(jìn)方式 矢量控制 將交流電機(jī)的定子電流分解成磁場分量電流和轉(zhuǎn)矩分量電流并分別加以控制的方式 直接轉(zhuǎn)矩控制 把轉(zhuǎn)矩作為控制量，直接控制轉(zhuǎn)矩，是繼矢量控制變頻調(diào)速技術(shù)之后的一種新型的交流變頻調(diào)速技術(shù)。 (3)按用途分 通用變頻器 能與普通的籠式電動機(jī)配套使用，能適應(yīng)各種不同性質(zhì)的負(fù)載并具有多種可供選擇功能 高性能專用變頻器 對控制要求較高的系統(tǒng)(電梯、風(fēng)機(jī)水泵等)，大多采用矢量控制方式 高頻變頻器 高速電動機(jī)

12、配套使用 (4)按變換環(huán)節(jié)分 交-交變頻器 把頻率固定的交流電直接變換成頻率和電壓連續(xù)可調(diào)的交流電。無中間環(huán)節(jié)，效率高，但連續(xù)可調(diào)的頻率范圍窄。 交-直-交變頻器 先把交流電變成直流電，再把交流電通過電力電子器件逆變成直流電。優(yōu)勢明顯，目前廣泛采用的方式 (5)按直流環(huán)節(jié)的儲能方式分 電流型 中間環(huán)節(jié)采用大電感作為儲能環(huán)節(jié)，無功功率將由該電感來緩沖。再生電能直接回饋到電網(wǎng)。 電壓型 中間環(huán)節(jié)采用大電容作為儲能環(huán)節(jié)，負(fù)載的無功功率將由它來緩沖。無功能量很難回饋到交流電網(wǎng)。2.3變頻器的額定值與頻率指標(biāo) 1、輸入側(cè)的額定值 主要是電壓和相數(shù) 小容量有 380V/50HZ，三相，用于國內(nèi)設(shè)備； 23

13、0V/50HZ或60HZ，三相，主要用于進(jìn)口設(shè)備； (200-230V)/50HZ，主要用于家用電器。 2、輸出側(cè)的額定值 (1)輸出電壓最大值UN (2)輸出電流最大值IN 長時(shí)間通過 (3)輸出容量SN= UNIN (4)配用電動機(jī)容量PN=SNMcos (5)超載能力 是指輸出電流額定值的允許范圍和時(shí)間。大多數(shù)變頻器規(guī)定為150%IN、60S，180%IN、0.5S 3、頻率指標(biāo) (1)頻率范圍 最高頻率和最低頻率之差。最低0.11HZ，最高為120650HZ (2)頻率精度 指變頻器輸出頻率的準(zhǔn)確程度。 (3)頻率分辨率 指輸出頻率的最小改變量。2.4 變頻器的主電路變頻器的主電路主要

14、由整流電路、中間直流電路和逆變器三部分組成交-直部分 (1)整流電路 由VD1VD6組成三相不可控整橋。 (2)濾波電容CF 除濾波外，還有在整流電路與逆變電路之間去耦作用，以消除相互干擾。 (3)限流電阻RL與開關(guān)SL 限制CF的充電電流，正常時(shí)通過開關(guān)短接電阻。 直-交部分 (1)逆變管 VT1VT6組成逆變橋，是變頻器實(shí)現(xiàn)變頻的環(huán)節(jié)，是核心部分。 (2)續(xù)流二極管VD7VD12 作用： 電動機(jī)為感性負(fù)載，無功分量返回直流電源提供“通道”。(頻率下降時(shí)，再生制動狀態(tài)) (3)緩沖電路 由C01C06，R01R06及VD01VD06構(gòu)成。 R01R06是限制逆變管在接通瞬間C01C06的放電

15、電流。而VD01VD06使得逆變管在判斷過程中R01R06不起作用。 制動電阻和制動單元 制動電阻RB 把再生到直流電路的能量消耗掉 制動單元VTB 控制流經(jīng)RB的放電電流IB三相交流異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為可見，在轉(zhuǎn)差率S變化不大的情況下，可以認(rèn)為，調(diào)節(jié)電動機(jī)定子電源頻率時(shí)，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速大致隨之成正比變化。若均勻改變電動機(jī)電源的頻率f，則可以平滑地改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。 將直流電變換為交流電的過程稱為逆變，完成逆變功能的裝置叫逆變器，它是變頻器的重要組成部分補(bǔ)充：逆變器件的工作條件 1.能承受足夠大的電壓和電流 電壓 U線380V，三相全波整流后UL513V，UM537V。考慮到電感及負(fù)載動能反饋能量

16、的效應(yīng)，開關(guān)器件的耐壓應(yīng)在1000V以上。 電流 當(dāng)PN150KW時(shí)，IN250A，IM353A，考慮過載能力，要求開關(guān)器件允許承受的電流應(yīng)大于700A。2.允許頻繁地接通和斷開 逆變過程實(shí)際上是若干個(gè)開關(guān)器件長時(shí)間地反復(fù)交替導(dǎo)通和關(guān)斷的過程，這是有觸點(diǎn)開關(guān)器件無法做到的，必須依賴無觸點(diǎn)開關(guān)（即半導(dǎo)體開關(guān)器件），而無觸點(diǎn)開關(guān)要做到承受足夠大的電壓和電流并非易事。因此，變頻器的出現(xiàn)比異步電動機(jī)晚了長達(dá)百年之久。 3.接通和關(guān)斷的控制必須十分方便 最基本的控制如頻率的上升和下降、改變頻率的同時(shí)還要改變電壓等。 半導(dǎo)體開關(guān)器件詳見課件第一講或教材P6-92.5調(diào)速的基本控制方式 對異步電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速

17、控制時(shí)對主磁通的要求 希望主磁通保持額定值不變 太弱 鐵心利用不充分，同樣定子電流下電磁轉(zhuǎn)矩小，電動機(jī)負(fù)載能力下降。 太強(qiáng) 則處于過勵磁狀態(tài)，為防電機(jī)過熱，負(fù)載能力也下降。 1.基頻以下的恒磁通變頻調(diào)速E1=4.44f1N1m 要求降低供電頻率的同時(shí)降低感應(yīng)電動勢，保持E1/f1=C。而E1難于直接測量和直接控制，當(dāng)E1和f1較高時(shí)，可忽略漏抗，讓定子相電壓U1和頻率f1的比值保持常數(shù).即為V/F控制方式。 當(dāng)頻率較低時(shí)，V/F控制需要人為提高定子電壓以補(bǔ)償定子電壓降的影響。 2.基頻以上的弱磁變頻調(diào)速 頻率由額定值向上增大，但電壓U1受額定電壓U1N的限制不能再升高，只能保持U1=U1N不變

18、。使主磁通隨著f1的上升而減小，相當(dāng)于直流電動機(jī)弱磁調(diào)速的情況屬于近似的恒功率調(diào)速方式。 3.異步電動機(jī)的變頻調(diào)速 必須按照一定的規(guī)律同時(shí)改變其定子電壓和頻率，即必須通過變頻裝置獲得電壓和頻率均可調(diào)節(jié)的供電電源，實(shí)現(xiàn)VVVF調(diào)速控制。( 即V/F控制) VVVF( Variable Voltage Variable Freqency)2.6 脈寬調(diào)制技術(shù) 1.概念 對逆變電路開關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不等的脈沖，其脈沖寬度隨正弦規(guī)律變化。 2.相控交-直-交型變頻電路 為使輸出電壓和輸出頻率都得到控制，變頻器通常由一個(gè)可控整流電路和一個(gè)逆變電路組成，控制整流電路以

19、改變輸出電壓，控制逆變電路來改變輸出頻率。3. PWM交-直-交型變頻電路的組成及電路特點(diǎn) (1)輸出接近正弦波。(2)整流電路采用二極管，cos1。(3)電路簡單。(4)控制輸出脈寬來改變輸出電壓，加快變頻過程的動態(tài)響應(yīng)。4.PWM控制的基本原理 采樣控制理論的結(jié)論 沖量(窄脈沖的面積)相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上，其效果基本相同。如圖1-38PWM波形和正弦半波是等效的。這種脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形，也稱為SPWM波形(正弦脈寬)。調(diào)制方法 把所希望的波形作為調(diào)制信號，把接受調(diào)制的信號作為載波，通過對載波的調(diào)制得到所期望的PWM波形。 載波UC 采用

20、等腰三角波，因?yàn)樗纳舷聦挾扰c高度呈線性關(guān)系且左右對稱，當(dāng)它與任何一個(gè)平緩變化的調(diào)制信號波相交時(shí)，如果在交點(diǎn)時(shí)刻控制電路中開關(guān)器件的通斷，就可以得到寬度正比于信號波幅值的脈沖，這正好符合PWM控制要求 調(diào)制波Ur 為正弦波 經(jīng)正弦調(diào)制后的脈沖系列中，各脈沖的上升沿與下降沿是由正弦波和三角波的交點(diǎn)來決定的。5.電壓型單相橋式逆變電路負(fù)半周VT2通 VT3交替通斷 輸出為-Ud或0 (1)單極性PWM控制方式 PWM波形只在一個(gè)方向變化的控制方式。輸出有三種電平(0，± Ud) (2)雙極性PWM控制方式 三角波在每個(gè)半周其內(nèi)，都是在正負(fù)兩個(gè)方向變化。PWM波形也是在兩個(gè)方向變化。輸出只

21、有兩種電平。(± Ud)Ur>UC時(shí)開關(guān)通UrUC時(shí)開關(guān)斷(3)三相逆變電路6.PWM型逆變電路的控制方式 (1)載波比 載波頻率fc與調(diào)制信號頻率fr之比。N=fc/fr (2)異步調(diào)制 載波信號與調(diào)制信號不保持同步關(guān)系的調(diào)制方式。當(dāng)調(diào)制信號頻率變化時(shí)，通常保持載波頻率固定不變，因此N是變化的。特點(diǎn)：輸出脈沖的個(gè)數(shù)不固定，脈沖相位也不固定，正負(fù)半周期的脈沖不對稱。 在異步調(diào)制方式中，希望盡量提高載波頻率，以使在調(diào)制信號頻率較高時(shí)仍能保持較大的載波比，改善輸出特性。 (3)同步調(diào)制 N=C 在變頻時(shí)使載波信號和調(diào)制信號保持同步的調(diào)制方式。在三相PWM逆變電路中，通常公用一個(gè)三角

22、載波信號，取N為3的整數(shù)倍且為奇數(shù)。 導(dǎo)航:老古網(wǎng)索引分類測試測量 萬用示波表在變頻器分析過程中的應(yīng)用| -文章搜索 - 最新文章 - |萬用示波表在變頻器分析過程中的應(yīng)用來源:CE China   作者:  2006年1月8日導(dǎo)讀:關(guān)鍵字:       1  引言          變頻器作為一種智能調(diào)速裝置以其多用途、高可靠性和明顯的節(jié)電效果迅速廣泛地應(yīng)

23、用于各種馬達(dá)控制上,如冶金、造紙、電子產(chǎn)品裝配等生產(chǎn)線。生產(chǎn)當(dāng)中變頻器內(nèi)部一旦發(fā)生故障尤其是板件級故障,單憑經(jīng)驗(yàn)有時(shí)很難去判斷,這時(shí)候有必要借助高性能的測試儀器進(jìn)行分析。Fluke192B便攜式萬用示波器集示波器、萬用表、無紙記錄儀于一體,具有足夠的帶寬（60MHz）,是現(xiàn)代電力電子裝置的理想測試工具。       2  通用變頻器工作原理          通用變頻器采用了先把頻率、電壓都固定的交流電整流成直流電,再把直流電逆變成頻率

24、、電壓都連續(xù)可調(diào)的三相交流電,即交-直-交方式。所謂“通用”,包含著兩方面的含義：一是可以和通用的籠型異步電動機(jī)配套使用;二是具有多種可供選擇的功能,適用于各種不同性質(zhì)的負(fù)載。圖1繪出了一種典型的數(shù)字控制通用變頻器-異步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)原理圖。圖1  典型的數(shù)字控制通用變頻器-異步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)原理圖       現(xiàn)代PWM變頻器的控制電路大都是以微處理器為核心的數(shù)字電路,其功能主要是接受各種設(shè)定信息和指令,再根據(jù)它們的要求形成驅(qū)動逆變器工作的PWM信號,如圖2所示。圖2  驅(qū)動逆變器工作的PWM信號 &#

25、160;     3  Fluke 192B萬用示波表檢測分析變頻器逆變（UI）部分的門極PWM驅(qū)動信號以及輸出電壓波形。（以芬蘭VACON CX 系列變頻器為例）   （1 ） 首先將專用的門極適配器（GS1）連接至示波器的CH-A,如圖3所示。點(diǎn)擊看原圖圖3 門極適配器（GS1）連接至示波器的CH-A       （2）再將GS1的3個(gè)門極接頭（X9,X11,X13）連至功率板上對應(yīng)的門極插槽 （X9,X11,X13）,如圖4所示。圖4 GS

26、1的3個(gè)門極接頭（X9,X11,X13）連至功率板上對應(yīng)的門極插槽（X9,X11,X13）       （3）用DC power supply給待測功率板和控制板供電,連接示波器至PC,通過flukeview4.2監(jiān)視軟件觀察U、V、W相的SPWM波。當(dāng)DC-link的電壓達(dá)到額定值時(shí),IGBT的三相上下半橋的門極電壓應(yīng)為-12V左右,以使IGBT截止,如圖5所示。圖5  IGBT截止的門極電壓       （4）然后使其運(yùn)行在0Hz,觀察每相上下半橋的SPWM波的

27、調(diào)制頻率是否正常（不同的功率板此頻率不同,此板顯示為733.7Hz）,如圖6所示。圖6      每相上下半橋的SPWM波的調(diào)制頻率（0Hz時(shí)）       （5）供給變頻400V交流電源,調(diào)節(jié)給定頻率至50Hz,觀察PWM 輸出電壓波形,如圖7所示,從該波形可以看出紋波比較少,輸出比較穩(wěn)定。圖7  PWM 輸出電壓波形（50Hz）       （6）最后,利用Flukeview4.2提供的測試報(bào)告應(yīng)用宏（Qrepo

28、rt Macro）模板自動生成一份極具價(jià)值的測試分析報(bào)告,以圖表8為示例。   點(diǎn)擊看原圖 Waveform1             Waveform2             Waveform3圖8          

29、;  4結(jié)束語          以上波形全部在Fluke獨(dú)特的即觸即測（Connect-and ViewTM）自動觸發(fā)模式下測試的,方便快捷。另外還可以用該示波器的萬用表功能對變頻器的整流橋二極管和逆變橋IGBT進(jìn)行精確測量,限于篇幅在此不再贅述。       參考資料：          1 曾毅等. 調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與維護(hù). 山東科學(xué)技術(shù)出

30、版社, 2002年1月。          2 VACON Drives Co.,Ltd. CX User manual. Finland.          3 Fluke 電氣電子測試工具樣本。QQ空間新浪微博騰訊微博人人網(wǎng)微信分享到其他>>：測試測量相關(guān)閱讀· 全部下一個(gè):CEA預(yù)測，2006年將是DTV的一年  上一個(gè):德州儀器針對車載音頻推出業(yè)界首款D類放

31、大器老古網(wǎng)   設(shè)計(jì)：老古，執(zhí)行: 16毫秒 時(shí)間= 2015年10月12日一、變頻器主回路圖二、母線電壓（變頻器內(nèi)部直流電壓）       定義：從R 、S 、T端輸入頻率固定的三相交變電源，經(jīng)三相整流橋全波整流成直流電，其電壓即母線電壓。       母線電壓注意事項(xiàng)： 1、三相電壓為220V輸入時(shí)，母線電壓>=311V，所以電容的耐壓強(qiáng)度必須大于311V； 2、三相電壓為380V輸入時(shí)，母線電壓>=540V，所以電容的

32、耐壓強(qiáng)度必須大于540V，此時(shí)，可串聯(lián)電容，對電壓進(jìn)行分壓； 3、斷電后，母線電壓要510分鐘才能降到安全電壓。 三、電容（電解電容）      1、電容主要有兩大作用： a、儲能。母線上電容起到緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了二級管，即續(xù)流二極管。 b、濾波。雖然整流電路可從電網(wǎng)的交流電源得到直流電流或電流，但這種電壓或電流含有頻率為電源頻率6倍的紋波，故采用電容對其濾波。       2、一般

33、而言，電容的耐壓強(qiáng)度為400V，還有一部分余量，可以達(dá)到450 V。所以電容串聯(lián)后的耐壓強(qiáng)度為800V，最大是900 V。我司變頻器三相整流后母線電壓一般工作在540 V左右。停止制動，母線電壓升高，我們的軟件限流點(diǎn)是800 V，硬件可以達(dá)到820 V的設(shè)計(jì)，單相母線工作電壓為311 V，制動后，制動后，母線電壓也不可能超過400V。      3、電容上的均壓電阻。由于電容的容量不可能絕對相等，當(dāng)兩個(gè)電容串聯(lián)后，導(dǎo)致電壓不平衡，會損害電容的壽命，因此分別并聯(lián)電阻值相等的均壓電阻。      4

34、、注意：電容極性一定不能接反 變頻器按電壓等級分類：、高壓變頻器：3KV、6KV、10KV；、中壓變頻器：660V、1140V ；、低壓變頻器：220V、380V。目前市場是主流的電壓等級是220v 單相，或是三相380v、450-500v、660v-690v、6KV、10KV。通常所稱的高壓變頻器，國外通常稱為中壓變頻器(Medium Voltage Drive)。其對應(yīng)的負(fù)載動電機(jī)的電壓等級一般為2.3kV-13.8kV，我國以6kV，10kV為主，還有少量的3kV等級。國外認(rèn)為這個(gè)電壓范圍相對輸電電網(wǎng)的高壓而言，為“中壓”，故習(xí)慣成為中壓電機(jī)和中壓變頻器。國

35、內(nèi)則習(xí)慣將對應(yīng)的電機(jī)稱為高壓電機(jī)，所以相應(yīng)的變頻器也通常稱為高壓變頻器。變頻器電壓等級的選擇很有講究，對我國而言，6kV、3kV和10kV甚至690V的電機(jī)在市場上都可以得到，由于變頻器輸出電壓等級和成本的限制，便產(chǎn)生了直接高壓輸出，高-低-高方案，電機(jī)星形改三角形方案，高壓電機(jī)改成低壓電機(jī)等等，從而產(chǎn)生了一些不同的看法。一、目前，國內(nèi)變頻器產(chǎn)品大部分是低壓380V或高壓6KV，這對于我國煤礦和石油行業(yè)供電電網(wǎng)為1140V來說是不適應(yīng)的，只有通過變壓的方式來滿足現(xiàn)有變頻器的要求，這樣的做法既浪費(fèi)了資源又提高了成本。另外，當(dāng)前變頻器采用的多是二電平技術(shù)，因此變頻器逆變輸出的電壓（或電流）波形并不

36、是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波行，而是存在著很多奇數(shù)諧波。這些諧波，尤其是低次諧波對逆變器的開關(guān)器件和負(fù)載產(chǎn)生附加的諧波損耗，降低了逆變效率。1140V 90KW三電平變頻器具有四大功能特點(diǎn)：1、直接采用1140V供電；2采用三電平的整體設(shè)計(jì)思想，降低了變頻器諧波造成的損耗及對電機(jī)絕緣的損壞；3針對高溫、高濕、大粉塵、強(qiáng)振動、強(qiáng)電磁等惡劣環(huán)境采取了全新的設(shè)計(jì)方案。具有先進(jìn)的抗惡劣環(huán)境結(jié)構(gòu)；4為了降低變頻器的發(fā)熱量，采取了獨(dú)特的控溫技術(shù)。二、三電平變頻器的發(fā)展及其應(yīng)用隨著我國煤炭生產(chǎn)自動化程度的不斷提高，礦用變頻器在煤礦井下采、掘、運(yùn)等機(jī)械設(shè)備和井上通、壓、排、提等四大件的調(diào)速應(yīng)用中發(fā)揮了良好的調(diào)速性能和節(jié)能降耗的作用。為此，礦用變頻器在煤礦井下得到了廣泛的應(yīng)用，歸納起來有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1）能解決大功率電機(jī)高精度的轉(zhuǎn)矩控制；2）能實(shí)現(xiàn)大功率電機(jī)的軟起、軟停和過程控制；3）多機(jī)聯(lián)動時(shí)的功率平衡；4）四象限運(yùn)行時(shí)的再生制動和能量回