第一章 变频器主电路

变频器主电路

变频器技术与应用主要掌握的内容1.变频器的工作原理 2.变颇器的常用功能及操作方法 3.变频调速系统的典型控制电路

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变频器技术与应用(第一章) 变频器技术与应用(第一章) 主要解决的问题 1. 异步电动机的变频调速原理. 2.何谓变频器？VVVF的含义？具体实现的方 法. 3.交-直-交变频器的主电路的基本结构及各部 分的功能.

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第1章 变频器的工作原理 章1.1 三相交流异步电机结构和原理

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三相交流异步电机旋转原理

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异步电动机的旋转原理旋转磁场要被静止着的转子绕组切割，转 子绕组中将产生感应电动势和感应电流，其方 向由右手定则来判定。转子绕组中的电流又和 定子的旋转磁场相互作用，产生电磁力和电磁 转矩，方方向由左手定则决定，如图 1 一 C 所 示。由图可知，电磁转矩的方向和旋转磁场的 方向相同。在电磁转矩的作用下，转子将旋转 起来。因为转子产生感应电动势和感应电流的 前提条件是转子绕组必须切割旋转磁场，所以 转子的转速总要低于旋转磁场的转速，故称为 异步电动机

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1.2 变频调速原理1 .异步电动机的基本公式 (1 )同步转速：即旋转磁场的转速，计算公 式如下： 式中：n ― 同步转速( r / min ) ; f 一电源电 压的频率( H z ) ; p ― 磁极对数。式 〔 1 – 1) 表明，当电动机的磁极对数一定时，同步转速 与电源电压的频率成正比；而在额定频率下， 同步转速与磁极对数的关系见表 1-1 。0

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n n0

(2)转子转速 ns== M :

—转差率

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2.结论： 由式( 1 - 4)知，改变电源电压的频率 f ,就 改变了旋转磁场的转速(同步转速),也就改 变了电动机输出轴的转速：

所以，调节频率可以调速，并且可以无级调速， 如图 1 - 3 所示

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1 . 3 交一直一交变频器的结构与原理

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如图1 一 10 所示，其工作过程是：先将电源的三 相(或单相)交流电经整流桥整流成直流电，又 经逆变桥把直流电“逆变”成频率任意可调的三 相交流电。其中，变频的核心部分是“逆变电 路” , 其构成和原理如下：

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单相逆变桥的结构和原理

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三相逆变桥的电路结构

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逆变器件工作条件与发展(简单了解) 1 . 3 . 2 逆变器件工作条件与发展(简单了解) 1.工作条件 1.工作条件 (1)能承受足够大的电压和电流 由于电感及负载动能反馈能量的效应，开关器件 的耐压应在 1000V 以上。 考虑到电动机和变频器都应该具有一定的过载能 力，该变频器开关器件允许承受的电流应足够大。 ( 2 )允许频繁地接通和关断。

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( 3 )接通和关断的控制必须十分方便 最基本的控制如频率的上

升和下降、改变频率的 同时还要改变电压等。 上面所说的无触点开关器件，实际上就是半导体 开关器件。半导体器件在初期阶段只能用于低压 电路中，当半导体器件终于能够承受高电压和大 电流时，就形成了一门新的学科，即电力电子学。 而变频器和变频调速技术也应运而生了。

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2 .逆变器件与变频器的发展 ( 1 )起步始于 SCR:SCR 为 Silicon Control Rectifier(硅可控整流器)的缩写

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如上述，晶闸管在直流电路中不具有自行关断的 能力。要想关断已经导通的晶闸管，必须令晶闸 管的阳极和阴极之间的电压为 0 ,或加入反向电 压。 由于晶闸管在直流电路内自身不能关断，故主电 路与控制电路都较复杂，工作不够可靠，性能也 不够完善。所以未能达到推广普及的阶段。

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( 2 )普及归功 GTR ( BJT ):电力晶体管也称 为大功率晶体管( GTR ) 或双极型晶体管 ( BJT ),实际上它是由两个或多个晶体管复合 而成的复合晶体管(达林顿管), 如图 1-16 所示

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