變頻技術(shù)講座2007(1)

1、變頻調(diào)速講座變頻調(diào)速講座魏學(xué)森魏學(xué)森20072007年年4 4月月2目目 錄錄第一章、通用變頻器發(fā)展史第一章、通用變頻器發(fā)展史第二章、通用變頻器硬件結(jié)構(gòu)與及其原理第二章、通用變頻器硬件結(jié)構(gòu)與及其原理第三章、常用控制方法第三章、常用控制方法第四章、變頻器設(shè)計(jì)、使用的一些注意事項(xiàng)第四章、變頻器設(shè)計(jì)、使用的一些注意事項(xiàng)3一一. .變頻器發(fā)展史、趨勢(shì)變頻器發(fā)展史、趨勢(shì) 隨著微機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)和調(diào)速控制理論的不斷發(fā)展，變頻器作為一種智能調(diào)速“電源”也在不斷地更新。從變頻器問世以來，通用變頻器主要經(jīng)歷以下幾個(gè)發(fā)展階段： 80年代初期的模擬式、80年代中期的數(shù)字式、90年代以后的智能式、多功能型通用變頻

2、器。通用變頻器發(fā)展主要有以下特點(diǎn)：、 功率器件不斷更新?lián)Q代功率器件不斷更新?lián)Q代變頻器的發(fā)展受其電力半導(dǎo)體器件的限制，現(xiàn)在常用器件主要有:絕緣柵雙極晶體管IGBT、集成門極換流晶閘管IGCT。 80年代初主要使用GTO、大功率晶體管GTR，由于GTR的工作頻率一般在2KHZ以下，載波頻率和最小脈寬都受到限制，難以得到較為理想的正弦脈寬調(diào)制波形，并使異步電機(jī)在變頻調(diào)速時(shí)產(chǎn)生噪聲。 4一一. .變頻器發(fā)展史、趨勢(shì)變頻器發(fā)展史、趨勢(shì)主要電力電子器件 A.不可控器件：整流二極管（D） B.可控器件：兩個(gè)系列 脈沖控制系列晶閘管（Th）半控 門極關(guān)斷晶閘管（GTO） 全控 6000V 6000A fs50

3、0Hz 控制脈沖電流大，要求龐大阻尼電路 絕緣門極晶閘管（IGCT） 全控 4500V 4000A fs1000Hz控制脈沖電流小，器件和觸發(fā)電路集成在一起，阻尼電路小5一一. .變頻器發(fā)展史、趨勢(shì)變頻器發(fā)展史、趨勢(shì) 電平控制系列 電 力 場 效 應(yīng) 晶 體 管 ( P -MOSFET)全控 電壓控制 電壓500V fs達(dá)100KHz雙極型晶體管（BJT）曾用名：電力晶體管(GTR) 全控 電流控制 1200V 600A fs5%時(shí)精確。 電流模型（IM）需rr、Lm、Lr等參數(shù)及r信號(hào)，在n36KHz后需降容 36設(shè)計(jì)、使用時(shí)的一些注意事項(xiàng)設(shè)計(jì)、使用時(shí)的一些注意事項(xiàng)2.變頻器輸入側(cè)（網(wǎng)側(cè)）濾

4、波 A. 問題：輸入電流波形及功率因數(shù)差37設(shè)計(jì)、使用時(shí)的一些注意事項(xiàng)設(shè)計(jì)、使用時(shí)的一些注意事項(xiàng)B.措施 : a.交流進(jìn)線電抗 b.直流電抗38設(shè)計(jì)、使用時(shí)的一些注意事項(xiàng)設(shè)計(jì)、使用時(shí)的一些注意事項(xiàng)c.有源前端直流電源AFE（690V裝置不可靠）d. 12脈波整流（大中功率）39設(shè)計(jì)、使用時(shí)的一些注意事項(xiàng)設(shè)計(jì)、使用時(shí)的一些注意事項(xiàng)3.變頻器輸出側(cè)（負(fù)載側(cè)）濾波 A.問題: a. dv/dt導(dǎo)致電機(jī)端部過電壓，IGBT電流沖擊。40設(shè)計(jì)、使用時(shí)的一些注意事項(xiàng)設(shè)計(jì)、使用時(shí)的一些注意事項(xiàng)b. 共模電壓導(dǎo)致軸電壓、軸電流 。 電機(jī)相和軸共模電壓1：相地2：軸地41設(shè)計(jì)、使用時(shí)的一些注意事項(xiàng)設(shè)計(jì)、使用時(shí)的

5、一些注意事項(xiàng)B.措施： 380V變頻器，電纜長L50m及690V變頻器必須有措施： a. 加輸出電抗 b. 加dv/dt濾波（電抗+電容） c. 加正弦波濾波（畸變5%），電壓損失10-15% d. 使用變頻專用電機(jī) 42設(shè)計(jì)、使用時(shí)的一些注意事項(xiàng)設(shè)計(jì)、使用時(shí)的一些注意事項(xiàng)4.輸出電纜 A.問題：電磁干擾，影響其他電子設(shè)備 B.措施： a.屏蔽電纜 b.非屏蔽電纜+防護(hù)槽（管）43設(shè)計(jì)、使用時(shí)的一些注意事項(xiàng)設(shè)計(jì)、使用時(shí)的一些注意事項(xiàng)5.制動(dòng)能量吸收 a. 制動(dòng)單元+制動(dòng)電阻 b. 整流 / 回饋型直流電源 c. 有源前端直流電源AFE44設(shè)計(jì)、使用時(shí)的一些注意事項(xiàng)設(shè)計(jì)、使用時(shí)的一些注意事項(xiàng)6.公共直流母線 優(yōu)點(diǎn)： 交-直電源容量小 制動(dòng)能量吸收容易 總安裝尺寸?。ňW(wǎng)側(cè)元件集中）45設(shè)計(jì)、使用時(shí)的一些注意事