变频调速应用技术讲座

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第1章 变频器的主电路

1．1 三相交流异步电动机简介

1．1．1 三相交流异步电动机的构造和原理

1．构造

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2．旋转原理

3．基本公式

n0—同步转速，即旋转磁场的转速。

n0＝

60fp

f—电流的频率； p—磁极对数； nM—转子转速。

Δn＝n0－nM s＝

—转差

n n n

＝0Mn0n0

—转差率

Δn＝s n0

nM＝n0－Δn＝n0－s n0

＝n0（1－s）＝60f(1－s)

p

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1．1．2 生产机械对无级调速的要求

1．1．3 变频可以无级调速

设2p＝4，则：

fX＝0～50Hz→n0＝0～1500r∕min

→nM＝0～1440 r∕min

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1．2 电动机在能量转换中的作功过程

1．2．1 电动机从电网取用电功率时的作功过程

1．能量的载体—电动机的定子电路

2．作功要点

作用的一方：电源电压U1

反作用的一方：定子绕组的反电动势E1 作功的标志：电路内有电流I1

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3．定子绕组的等效电路与电动势平衡方程

1．2．2 转子从定子侧吸收能量的作功过程

1．能量的载体—电动机的磁路

2．作功要点

作用的一方：定子绕组的磁动势I1N1 反作用的一方：转子绕组的磁动势I2’N1 作功的标志：磁路内有磁通Φ1

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3．转子的等效电路

4．磁动势的平衡

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1．2．3 负载得到机械能时的作功过程

1．能量的载体—机械的旋转系统

2．作功要点

作用的一方：电动机的电磁转矩 TM＝KTI2’ Φ1cosφ2 反作用的一方 ：负载的阻转矩TL

作功的标志：拖动系统以一定的转速nM（＝nL）运行

1．2．4 小结

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1．3 交－直－交变频器的构成及演变

1．3．1 交－直－交变频器的结构与原理

1．基本框图

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2．单相逆变桥

3．三相逆变桥

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1．3．2 逆变器件的条件与发展

1．逆变器件的条件

（1）能承受足够大的电压和电流。

（2）允许长时间频繁地接通和关断。 （3）接通和关断的控制必须十分方便。 2．逆变器件的发展 （1）起步始于晶闸管

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（2）普及归功GTR（BJT）

（3）提高全靠IGBT

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1．4 变频器的输出电压与频率

1．4．1 变频调速出现的新问题

1．频率下降时的能量变化

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2．磁路饱和的结果

3．保持磁通不变的途径 （1）从能量角度看

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（2）从电动势的角度看 ∵ ∴

E1＝KEfΦ1

E1

＝C → Φ1＝C f

U1

＝C → Φ1≈C f

顶替办法：

∴ 变频的同时也要变压，变频器常称为VVVF。 （3）频率和电压的调节比 当频率为fX时，有：

kF＝

kU＝

fX

fN

—频率调节比

UX

—电压调节比 UN

U1

＝C f

kU＝kF→

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1．4．2 变频又变压的具体方法

1．ＰＷＭ（脉宽调制）

2．正弦脉宽调制（ＳＰＷＭ）

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3．正弦脉宽调制的实现 （1）单极性调制

（2）双极性调制