任務(wù)1.1 了解變頻器系統(tǒng)講解

任務(wù)1.1了解變頻器系統(tǒng)1.1.1變頻調(diào)速系統(tǒng)1.1.2變頻器的分類1.1.3變頻器的應(yīng)用1.1.4變頻器技術(shù)發(fā)展

1.1.1變頻調(diào)速系統(tǒng)電氣傳動系統(tǒng)分類

（1）直流調(diào)速系統(tǒng)優(yōu)點：調(diào)速性能好

缺點：①維修工作量大，事故率高；②容量、電壓、電流和轉(zhuǎn)速的上限值均受到換向條件的制約，在一些大、特大容量的調(diào)速領(lǐng)域中無法應(yīng)用；③使用環(huán)境受限，特別是在易燃易爆場合難于應(yīng)用。

（2）交流調(diào)速系統(tǒng)優(yōu)點：容量、電壓、電流和轉(zhuǎn)速的上限，不像直流電動機那樣受限制；結(jié)構(gòu)簡單，造價低；堅固耐用，事故率低，容易維護(hù)。

缺點：調(diào)速困難1.1.1變頻調(diào)速系統(tǒng)2.交流電動機的調(diào)速方法改變輸入頻率（無級調(diào)速）——變頻器n=60f/P（1-S）P：磁極對數(shù)f：頻率S：轉(zhuǎn)差率改變轉(zhuǎn)差率（方法多實現(xiàn)困難）調(diào)速原理：調(diào)速方法：改變磁極對數(shù)（機械的有級調(diào)速）1.1.1變頻調(diào)速系統(tǒng)3.電氣傳動系統(tǒng)的組成以交流（直流）電動機為動力拖動各種生產(chǎn)機械的系統(tǒng)我們稱之為交流（直流）電氣傳動系統(tǒng)，也稱交流（直流）電氣拖動系統(tǒng)。

大致構(gòu)成中間傳動機構(gòu)交流電源輸入終端機械交流電機直流調(diào)速裝置直流輸出皮帶輪、齒輪箱等直流電機交流調(diào)速裝置交流輸出執(zhí)行機構(gòu)變頻器1.1.2變頻器的分類變頻器：是將固定頻率的交流電變換成頻率、電壓連續(xù)可調(diào)的交流電，供給電動機運轉(zhuǎn)的電源裝置。濾波方式變換環(huán)節(jié)交-直-交變頻器交-交變頻器通用型風(fēng)機泵類專用注塑機專用其他專用電壓調(diào)制方式PAM脈幅調(diào)制PWM脈寬調(diào)制電壓型變頻器電流型變頻器U/F控制方式轉(zhuǎn)差頻率控制矢量控制方式變頻器種類控制方式用途1、在節(jié)能方面的應(yīng)用（1）節(jié)能的前景：在2003年的中國電力消耗中，60-70％為動力電，而在總?cè)萘繛?．8億千瓦的電動機總?cè)萘恐?，只有不?000萬千瓦的電動機是帶變頻控制的。據(jù)分析，在中國，帶變動負(fù)載、具有節(jié)能潛力的電機至少有1.8億千瓦。

（2）節(jié)能的原理：（以風(fēng)機水泵為例）根據(jù)流體力學(xué)原理，軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。當(dāng)所需風(fēng)量減少，風(fēng)機轉(zhuǎn)速降低時，其功率按轉(zhuǎn)速的三次方下降。因此，精確調(diào)速的節(jié)電效果非?？捎^。與此類似，許多變動負(fù)載電機一般按最大需求來生產(chǎn)電動機的容量，因而設(shè)計裕量偏大。而在實際運行中，輕載運行的時間所占比例卻非常高。如采用變頻調(diào)速，可大大提高輕載運行時的工作效率。因此，變動負(fù)載的節(jié)能潛力巨大。

1.1.3變頻器的應(yīng)用2、在自動控制系統(tǒng)方面的應(yīng)用3、在產(chǎn)品工藝和質(zhì)量方面的應(yīng)用

1.1.3變頻器的應(yīng)用由于變頻器內(nèi)置有32位或16位的微處理器，具有多種算術(shù)邏輯運算和智能控制功能，輸出頻率精度高達(dá)0.01%-0.1%，還設(shè)置有完善的檢測、保護(hù)環(huán)節(jié)。因此，變頻器在自動化控制系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。例如：化纖工業(yè)中的卷繞、拉伸、計量、導(dǎo)絲；玻璃工業(yè)中的平板玻璃退火爐、玻璃窯攪拌、拉邊機、制瓶機；電弧爐自動加料、配料系統(tǒng)以及電梯的智能控制等。變頻器還廣泛用于傳動、起重、擠壓和機床等各種機械設(shè)備控制領(lǐng)域，它可以提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量，減少設(shè)備的沖擊和噪聲，延長設(shè)備的使用壽命。采用變頻調(diào)速控制后，使機械系統(tǒng)簡化，操作和控制更加方便，有的甚至可以改變原有的工藝規(guī)范，從而提高了整個設(shè)備的功能。4、在家用電器方面的應(yīng)用1.1.3變頻器的應(yīng)用除了工業(yè)相關(guān)行業(yè)，在普通家庭中，節(jié)約電費、提高家電性能、保護(hù)環(huán)境等方面也受到越來越多的關(guān)注，變頻家電成為變頻器的另一個廣闊市場。帶有變頻控制的冰箱、洗衣機、家用空調(diào)等，在節(jié)電、減小電壓沖擊、降低噪音、提高控制精度等方面有很大的優(yōu)勢。數(shù)控機床控制依拉帕克食品包裝機亞新科汽車部件裝配線線纜制造開關(guān)柜控制恒壓供水控制1.1.3變頻器的應(yīng)用1.1.4變頻器技術(shù)發(fā)展1、電力電子器件是變頻器發(fā)展的基礎(chǔ)第一代電力電子器件是出現(xiàn)于1956年的晶閘管。

（半控型器件）第二代電力電子器件是以門極可關(guān)斷（GTO）晶閘管和電力晶體管（GTR）為代表。（電流自關(guān)斷器件）其開關(guān)頻率仍然不高，一般在5kHz以下。第三代電力電子器件是以電力MOS場效應(yīng)晶體管（MOSFET）和絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）為代表。（電壓自關(guān)斷器件）其開關(guān)頻率可達(dá)到20kHz以上。第四代是以智能功率模塊（IPM）為代表，IPM是以IGBT為開關(guān)器件，但集成有驅(qū)動電路和保護(hù)電路。1.1.4變頻器技術(shù)發(fā)展2、計算機技術(shù)與自動控制理論是變頻器發(fā)展的支柱8位微處理器→16位（甚至32位）