变频器教案ppt

这是一个关于变频器教案ppt，包括了基础知识篇，通用变频器的原理篇，通用变频器的功能篇，通用变频器的控制电路篇等内容。绪 论一、概述 变频器概念及用途：由计算机控制电力电子器件，将工频交流电变为频率和电压可调的三相交流电的电气设备，用于驱动交流电动机进行连续平滑的变频调速。二、变频器的发展历程 随着生产技术的不断发展，直流拖动的薄弱环节逐步显露出来。由于换向器的存，直流电机的维护量加大，单机容量、最高转速以及使用环境都受到限制。人们开始转向结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉的异步电动机。 四、变频器的发展趋势 1. 向专用型方向发展；2. 向人性化方向发展；3. 易用性不断提高；4. 功率结构模块化；5. 智能化；6. 内置电抗器减小谐波影响。五、课程的性质和任务 “变频器应用技术”是一门应用性较强的专业课程，课程的主要任务是使学生牢固掌握变频器应用的基础知识和正确安装使用变频器的基本技能，欢迎点击下载变频器教案ppt。

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绪 论一、概述 变频器概念及用途：由计算机控制电力电子器件，将工频交流电变为频率和电压可调的三相交流电的电气设备，用于驱动交流电动机进行连续平滑的变频调速。二、变频器的发展历程 随着生产技术的不断发展，直流拖动的薄弱环节逐步显露出来。由于换向器的存，直流电机的维护量加大，单机容量、最高转速以及使用环境都受到限制。人们开始转向结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉的异步电动机。 四、变频器的发展趋势 1. 向专用型方向发展； 2. 向人性化方向发展； 3. 易用性不断提高； 4. 功率结构模块化； 5. 智能化； 6. 内置电抗器减小谐波影响。五、课程的性质和任务 “变频器应用技术”是一门应用性较强的专业课程，课程的主要任务是使学生牢固掌握变频器应用的基础知识和正确安装使用变频器的基本技能。 六、课程特点及学习的要求 1. 涉及面广 变频器是高科技的产品，技术含量高； 2. 实践性强 侧重变频器的外部应用； 3. 变频器的选择、安装、程序编制需要相 互协调， 细小的疏忽可能会导致严重后果； 4. 学习中要处理好以下几个关系： （1）理论分析的基础性、连贯性与实用性； （2）与其他专业课程的关系：纵向、横向； （3）具体的应用方法与一般的应用能力──前者 是学习的形式，后者是学习的目的。 5. 要求与考核标准 （1）课堂要求； （2）作业要求； （3）成绩评定 a、作业、测验成绩； b、实验报告成绩； c、技能测验成绩； d、课堂讨论成绩； e、期末试卷成绩； 模块一 ：异步电机的结构及等效电路 1、了解异步电动机的结构、类型及铭牌参数； 2、掌握异步电动机旋转磁场的数学分析法； 3、掌握异步电动机的运行原理。 额定电压UN：指加在定子绕组出线端的线电压。额定电流IN：定子绕组的线电流。额定功率PN：在额定状态下，电动机转子轴上输出的机械功率。 式中 ——电动机额定效率额定频率fN:即工频50Hz。额定转速nN：指电动机在额定电压、额定电流和额定功率下的转速。（r/min）额定转矩TN：是电动机铭牌上没有给出的参数，它指在额定电压和额定频率运行下，电动机能够长期、安全、稳定输出的最大转矩。 模块二 ：异步电机的电力拖动 1、掌握异步电动机的机械特性及稳定运行条件； 2、了解异步电动机起动与制动的方法； 3、掌握运用机械特性分析异步电动机变电压调速与转子回路串电阻调速的特点； 4、了解调速的性能指标。 （二）、制动 电动机的制动状态是指电磁转矩T与转子转速n方向相反的状态。 制动方式: 直流制动：又称能耗制动，制动目的是使 电动机停止转动，可用于变频调速系 统； 回馈制动:又称再生制动，制动目的是使电动机 稳速运行，可用于变频调速系统； 反接制动:可使电动机快速停车，通常不用于变 频调速系统； 将转子中储存的机械能转换成电能，并消耗在转子电阻上. 模块三 ：负载类型 1、掌握负载的机械特性。 2、了解拖动电机的运行特点。 3、掌握异步电动机的运行原成。 4、掌握传动机变速时参数折算的原则与方法 。 模块四 ：电力拖动系统的组成 1、了解拖动电机的运行特点 2、了解电力拖动系统的组成 。 3、掌握传动机构变速时参数折算的原则与方法。 实训报告写出交流调速实训室的安全规范（上电安全规范、带电检查的规范、使用实训室的规范）写出测速仪的使用注意事项自行设计表格，将测速仪测到的不同转速内填入表格内。 模块一 ：通用变频器的发展 1、了解交流调速的发展史 2、了解变频器的类型及应用； 3、了解变频调速技术的发展方向 模块二 ：通用变频器的组成原理 1、了解变频器的各个组成部分及其作用 2、掌握变频器的各个组成部分作用 3、掌握逆变电路的基本原理 开启电流吸收电路 组成：RL、SCRL 。功能：在电路中加装RL、SCRL组成的限流电路，起动时RL串入电路，限制CF的充电电流，充电到一定程度后SCRL导通将RL短接制动单元组成：VB、RB 功能：消耗电动机制动过程中的回馈能量，保护变频器。输入端子：R、S、T，连接电源。输出子：U、V、W，连接电动机。 电力晶体管（GTR）结构：单管GTR:与普通的双极结型晶体管类似，多采用NPN结构，电气图形符号。 GTR模块:变频器用，它是将两只或四只、六只甚至七只单管GTR或达林顿式GTR的管芯封装在一个管壳内，这样的结构是为了耐高压、大电流，开关特性好。 导通原理：是一种电流放大器件，有三种基本工作状态，即截止、放大、饱和。在变频电路中，GTR作为开关器件，应在截止（关）和饱和（开）两种状态之间交替，不允许工作在放大状态，否则管子的功耗将增大数百倍，使管子过热损坏。优缺点：工作频率较低，一般在5～10KHz。属于电流驱动型器件，其驱动功率大，驱动电路复杂，而且GTR耐冲击能力差，易受二次击穿损坏。目前GTR的应用一般被绝缘栅双极晶体管（IGBT）所替代。 电力场效应晶体管（MOSFET）结构：电力场效应晶体管（MOSFET）的三个引出极为：源极S、漏极D、栅极G。变频器使用的电力场效应晶体管一般是N沟道增强型，其电气图形符号如图所示。 特性：伏安特性曲线反映了输出电压uDS和输出电流iD的关系，也称之为输出特性曲线。 工作特点：栅极电压uGS控制漏极电流iD： 当0﹤uGS≤UGS(th)(开启电压)时，管子截止，无iD； 当uGS﹥UGS(th) ，uDS加正压，管子导通，； DS越大则iD越大，在相同的uDS下，uGS越大，iD越大； uGS与iD的关系称为电力场效应晶体管(Power MOSFET) 转移特性。优缺点： MOSFET属于电压驱动型器件，输入阻抗高，驱动功率小，驱动电路简单；开关速度快，开关频率可达500KHz以上。缺点是电流容量小，耐压低。 绝缘栅双极晶体管（IGBT）结构：IGBT是MOSFET和GTR取长补短相结合的产物，具有栅极G、集电极C、和发射极E的三个引出端。等效电路和电气图形符号。输入回路：电压控制型，控制信号为uGE，输入阻抗高，栅极电流iG约为零，驱动功率小；输出回路：为IGBT的主电路，与GTR相同，工作电流为iC。 特性：IGBT的输出特性曲线反映了输出电压uCE和输出电流iC 的关系。 工作特点 工作在开关状态时，在阻断状态和饱和导通状态之间转换，不允许在放大状态停留。 六、智能功率模块（IPM） 模块三 ：变频与变压 1、了解变频器中常用的电力半导体器件 2、掌握变频与变压的基本原理 3、掌握变频变压实现方法 f1=f2 U1=UN 载波uT：U、V、W三相调制信号公用。调制信号urU、urV、urW：为三相正弦波。调频：改变三相调制信号urU、urV、urW的频率，输出频率改变。控制过程： 以U相为例，当urU﹥uT时，给VT1导通信号，给VT4关断信号，则U相负载的的输出电压uUN′=Ud/2；当urU﹤uT时，给VT4导通信号，给VT1关断信号，则U相负载的输出电压uUN′=－Ud/2。VT1和VT4的驱动信号始终是互补的。当给VT1（VT4）加导通信号时，可能是VT1（VT4）导通，也可能是二极管VD1（VD4）续流导通，这由感性负载中原来电流的大小和方向决定。V相和W相的控制方式和U相相同，只是相位上相差120°。 变频器的调压和调频是同时进行的。当将三相调制信号urU、urV、urW的频率调低（高）时，三个信号的幅度也相应变小（大），使得调制信号的U/ƒ为常数，或按照设定的要求变化。若调制信号的幅度变小，则变频器的输出脉冲宽度变窄，等效电压变低；若调制信号的幅度变大，则变频器的输出脉冲宽度变宽，等效电压变高。 结论： 变频器的调压调频过程是通过控制三相调制信号的频率和幅度进行的。 注意： 同一相上下两个桥臂的驱动信号要求先加关断信号，再延迟△t时间，才给另一个施加导通信号。延迟时间△t的长短由功率开关器件的关断时间决定，但要尽可能短，由于延时越长使输出PWM波偏离正弦波的程度越大。模块四 ：变频后异步电动机的特性 1、掌握由基频向上调时异步电动机的特性及问题的解决方法 2、掌握由基频向下调时异步电动机的特性及问题的解决方法 模块一 ：通用变频器的控制模式 1、了解变频器常见的几种控制模式 ； 2、掌握V/F控制的基本原理及U/f曲线的选择法 ； 3、了解矢量控制的基本思想，掌握矢量控制的特点与要求。 模块二 ：通用变频器的各种频率参数 1、掌握变频器各种频率参数 ； 2、掌握变频器加、减速方式及要求 ； 3、了解变频器一些常见设置 模块三 ：通用变频器的常见功能 1、了解变频器的各种常见功能 ； 2、掌握PID的参数设置及其调节方法 ； 3、了解自动电压调整及电动机参数自动调整概念； 模块四 ：通用变频器的保护 1、了解变频器过电流、过电压与欠电压产生的原因 ； 2、了解变频器其他常见保护的基本原理 ； 3、掌握变频器过电流、过电压与欠电压处理方法 ； 模块一 ：通用变频器的外接主电路及运行 1、掌握变频器外接主电路 2、掌握变频器外接主电路主要电器的选择方法 3、了解变频器键盘上各个键的功能 4、掌握变频器运行前的操作步骤与操作方法 模块二 ：通用变频器的外接给定电路 1、了解频率给定信号的种类及其电路 2、了解频率给定线的概念 3、掌握预置频率给定线操作方法 模块三 ：通用变频器的外接控制电路 1、掌握变频器控制电机正反转电路 ； 2、掌握变频与工频切换电路 ； 3、掌握多档转速控制电路 ；hWC红软基地