電力電子技術(shù)課件：變頻電路

任務(wù)１變頻器的認(rèn)識(shí)任務(wù)２變頻器電路的分析和檢修１.掌握通用變頻器的基本結(jié)構(gòu)。２.掌握通用變頻器的工作原理。３.理解通用變頻器的分類(lèi)。４.理解通用變頻器的額定值及相關(guān)參數(shù)。５.理解SPWM控制的基本原理。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)１變頻器的認(rèn)識(shí)本任務(wù)的主要內(nèi)容就是認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的變頻器設(shè)備，學(xué)習(xí)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)。任務(wù)描述相關(guān)知識(shí)一、變頻調(diào)速原理異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n可以表示為：在許多場(chǎng)合，為了保持在調(diào)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩不變，也需要維持磁通不變，這由頻率和電壓協(xié)調(diào)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，故稱(chēng)為可變頻率可變電壓調(diào)速(VVVF)，簡(jiǎn)稱(chēng)變頻調(diào)速。二、通用變頻器的類(lèi)別變頻器按照變換環(huán)節(jié)分類(lèi)有兩種，一是交—直—交類(lèi)型變頻器，二是交—交類(lèi)型變頻器。其中，交—直—交類(lèi)型變頻器按照濾波環(huán)節(jié)分類(lèi)如下：１.電壓源型變頻器在交—直—交變壓變頻裝置中，當(dāng)中間直流環(huán)節(jié)采用大電容濾波時(shí)，直流電壓波形比較平直，在理想情況下是一個(gè)內(nèi)阻抗為零的恒壓源，輸出交流電壓是矩形波或階梯波，這類(lèi)變頻裝置叫作電壓源型變頻器。電壓源型和電流源型交—直—交變頻器ａ)電壓源型ｂ)電流源型２.電流源型變頻器當(dāng)交—直—交變壓變頻裝置的中間直流環(huán)節(jié)采用大電感濾波時(shí)，直流電流波形比較平直，因而電源內(nèi)阻抗很大，對(duì)負(fù)載來(lái)說(shuō)基本上是一個(gè)電流源，輸出交流電流是矩形波或階梯波，這類(lèi)變頻裝置叫作電流源型變頻器。三、通用變頻器的額定值及相關(guān)參數(shù)１.輸入側(cè)的額定值中、小容量通用變頻器輸入側(cè)的額定值主要指電壓和相數(shù)。２.輸出側(cè)的額定值(１)輸出電壓UN(２)輸出電流IN(３)輸出容量Sn(４)過(guò)載能力３.頻率指標(biāo)變頻器的頻率指標(biāo)包括頻率范圍、頻率穩(wěn)定精度和頻率分辨率。任務(wù)實(shí)施部分常見(jiàn)品牌變頻器PWM

(Pulse

Width

Modulation)控制———脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，通過(guò)對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來(lái)等效地獲得所需要波形(含形狀和幅值)。知識(shí)拓展SPWM調(diào)制原理單相橋式PWM逆變電路單極性PWM控制方式波形雙極性PWM控制方式波形１.掌握通用變頻器主電路結(jié)構(gòu)及工作原理。２.掌握通用變頻器主電路交—直部分主要功能。３.掌握通用變頻器主電路直—交部分工作原理。４.理解變頻器主電路常見(jiàn)故障及檢修方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)２變頻器電路的分析和檢修本任務(wù)的主要內(nèi)容是學(xué)習(xí)變頻器主電路的工作原理及常見(jiàn)故障和檢測(cè)方法，完成相關(guān)電路的分析和檢修。任務(wù)描述相關(guān)知識(shí)變頻器主電路結(jié)構(gòu)一、交—直部分１.整流電路由VD1

~VD6組成三相不可控整流橋，它們將電源的三相交流全波整流成直流。２.CF1、CF2為濾波電容。整流電路輸出的整流電壓是脈動(dòng)的直流電壓，必須加以濾波。中間直流電路電容器的電容量必須較大，起到儲(chǔ)能作用，所以中間直流電路的電容器又稱(chēng)儲(chǔ)能電容器。３.延時(shí)(限流)電阻RL及開(kāi)關(guān)SL。延時(shí)電阻RL的接入是為了將電容器的充電電流限制在允許范圍內(nèi)。４.R1、R2為均壓電阻。二、直—交部分１.VT1

~VT6逆變管逆變管組成的逆變橋把經(jīng)整流橋整流所得的直流電再“逆變”成頻率可調(diào)的交流電。２.VD7

~VD12續(xù)流二極管續(xù)流二極管為無(wú)功電流返回直流電源時(shí)提供通道，為電動(dòng)機(jī)的無(wú)功分量提供通道；再生電流將通過(guò)續(xù)流二極管整流后返回給直流電路，為再生發(fā)電提供通道。３.吸收電路(緩沖電路)IGBT在關(guān)斷和導(dǎo)通的瞬間，其電壓和電流的變化率很大，有可能損害IGBT。因此，IG￣BT

旁應(yīng)加吸收回路，以緩解電壓和電流的變化率。三、能耗制動(dòng)電路１.VB制動(dòng)單元由GTR或IGBT及其驅(qū)動(dòng)電路、電壓采樣比較電路構(gòu)成。２.RB制動(dòng)電阻電動(dòng)機(jī)在工作頻率下降過(guò)程中，將處于再生制動(dòng)狀態(tài)，拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能要反饋到直流電路中，使直流電壓ud不斷上升，甚至到危險(xiǎn)的地步。一、整流電路的檢修變頻器出現(xiàn)了缺相、欠電壓報(bào)警跳閘，變頻器將不能正常工作。故障主要原因：外電壓缺相、整流管缺相、電容濾波不良、限流電阻損壞、繼電器接觸不良(損壞)等。維修方法：首先進(jìn)行R、S、T電壓，直流母線電壓測(cè)量，用以鑒別問(wèn)題是出在外電路還是變頻器。測(cè)量順序：先測(cè)量R、S、T三相電壓(測(cè)接線樁)，如正常(三相都為380

V，不缺相、不欠壓)，再測(cè)量直流母線電壓(分負(fù)載測(cè)量和空載測(cè)量)。如直流母線電壓空載和負(fù)載時(shí)都在500

V左右，整流電路沒(méi)問(wèn)題。如空載正常，負(fù)載時(shí)電壓明顯下降(低于450V)，整流電路或其他部分出現(xiàn)問(wèn)題。任務(wù)實(shí)施二、逆變電路的檢修逆變電路故障，變頻器的輸出會(huì)出現(xiàn)了缺相