试论变频器节能技术原理及其应用_0

试论变频器节能技术原理及其应用_0
试论变频器节能技术原理及其应用_0

试论变频器节能技术原理及其应用

变频技术主要应用于交通流电动机的转速调节,是交流电动机最具应用价值以及最为理想的调速装置,在长期的应用中表现出了显著的节能功效。文章主要结合变频器的节能技术原理论述其应用功能。

标签:变频器;电动机;节能;应用

变频器的应用始于上世纪80年代,自从问世以来便作为调速、节能的重要设备在自动化设备中得到了极为广泛的应用。变频器具有功率因数高、调速性能好以及可以实现软启动的优势,为此促进了变频器在节能方面的应用。同时变频器调速也是目前最为节能、理想的调速方案。

1 变频器的节能原理

变频器是结合了微电子技术与变频技术,通过调控电机的工作电源频率方式实现对于电动机电力设备的控制。其主要的构件有:制动单元、滤波、整流、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器可以根据实际的需求进行电源频率的改变,从而达到调速、节能的目的。此外变频器还具有过压、过流以及过载保护功能。根据变频器节能的途径不同可以将变频器节能分为调速节能、提高功率因素节能以及软启动节能。

1.1 变频调速节能

在实际生产中如果设备容量偏大就会出现大马拉小车的情况,极大地浪费了能量。而借助于变频调速就可以有效地降低设备的转速而明显的降低能耗。下面借助于风机泵类负载说明变频调速节能原理:

1.2 提升功率因数

除了通过调速外,变频器在不需要进行调速的场合还可以借助于提升功率因数实现功率损耗的降低。

1.3 软启动节能

由于电机采用Y/D启动、全压启动或者自耦变压器减压启动的启动电流为额定电流的4-6倍,这样的启动方式不仅增加线路的功率损耗,同时也导致了电机自身的铜损。从而引发线路的电压波动以及对电网以及机械设备的冲击。在电机启动过程中线路上产生的有功以及无功损耗分别表示为ΔP=3IR(KW),ΔPA=IZ。其中I为启动电流,R与Z分比为线路的电阻以及阻抗。当启动电流I 很大时直接导致以上计算数据的增加,尤其是在大功率电机启动中由于无功损耗很大,为此会导致电压的剧烈波动而影响线路中其它设备的正常工作。为了防止这一问题的发生优势要增加变压器容量,但是在电机启动后变压器又出现浪费。

变频器复习题及答案

1、输出电磁滤波器安装在变频器和 电动机 之间,抑制变频器输出侧的 浪涌 电压。 变频器具有多种不同的类型:按变换环节可分为交—交型和___交-直-交________型;按改变变频器输出电压的方法可分为脉冲幅度调制(PAM )型和_脉冲宽度调制(PWM )___型;按用途可分为专用型变频器和___通用型__型变频器。 1.变频器种类很多,其中按滤波方式可分为电压型和 电流 型;按用途可分为通用型和 专用 型。 2.变频器的组成可分为主电路和 控制 电路。 4.变频器安装要求其正上方和正下方要避免可能阻挡进风、出风的大部件,四周距控制柜顶部、底部、隔板或其他部件的距离不应小于120mm 。 变频器按控制方式分类 :压频比控制变频器 ( V/f )、转差频率控制变频器 (SF )、矢量控制 (VC )、直接转矩控制。 变频器产生谐波时,由于功率较大,因此可视为一个强大的干扰源,其干扰途径与一般电磁干扰途径相似,分别为传导、辐射和二次辐射、电磁耦合、边传导边辐射等。 13.输入电源必须接到变频器输入端子R 、S 、T 上,电动机必须接到变频器输出端子U 、V 、W 上。 交-交变频根据其输出电压的波形,可以分为矩形波及正弦波型两种。 高(中)压变频调速系统的基本型式有直接高-高型、高-中型和高-低-高型等三种。 8.(:对)电压型变频器多用于不要求正反转或快速加减速的通用变频器中。 5.(错)交-交变频器的最大输出频率和市网电压频率一样,为50Hz 。 16.变频器的问世,使电气传动领域发生了一场技术革命,即 交流调速 取代直流调速。 19.SCR 是指(可控硅)。 20.GTO 是指(门极关断晶闸管)。 21.IGBT 是指(绝缘栅双极型晶体管 )。 22.IPM 是指(智能功率模块)。 53.电阻性负载的三相桥式整流电路负载电阻L R 上的平均电压O U 为( )。 A .2.342U B .2U C .2.341U D .1U 107.下述选项中,( )不是高中压变频器调速系统的基本形式。 A .直接高-高型 B .高-中型 C .高-低-高型 D .交-交变频器 116.( )变频器矢量控制模式下,一只变频器只能带一台电动机。对

变频器的工作原理及作用之欧阳学文创作

变频器的工作原理 欧阳学文 1、基本概念 (1)VVVF 改变电压、改变频率(Variable Voltage and Variable Frequency)的缩写。 (2)CVCF 恒电压、恒频率(Constant Voltage and Constant Frequency)的缩写。 通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电(DC)。然后再把直流电(DC)变换为三相或单相交流电(AC)。变频器同时改变输出频率与电压,也就是改变了电机运行曲线上的n0,使电机运行曲线平行下移。因此变频器可以使电机以较小的启动电流,获得较大的启动转矩,即变频器可以启动重载负荷。 变频器具有调压、调频、稳压、调速等基本功能,应用了现代的科学技术,价格昂贵但性能良好,内部结构复杂但使用简单,所以不只是用于启动电动机,而是广泛的应用到各个领域,各种各样的功率、各种各样的外形、各种各样的体积、

各种各样的用途等都有。随着技术的发展,成本的降低,变频器一定还会得到更广泛的应用。 各国使用的交流供电电源,无论是用于家庭还是用于工厂,其电压和频率均200V/60Hz(50Hz)或100V/60Hz(50Hz)。通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电(DC)。然后再把直流电(DC)变换为三相或单相交流电(AC),我们把实现这种转换的装置称为“变频器”(inverter)。 变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有电机(例如空调等),还有荧光灯等产品。用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池(直流电)产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电,在该项应用中,变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。

《变频器原理及应用》模拟试卷1答案

《变频器原理及应用》模拟试卷1答案 一、填空题 1.面板控制,外接模拟量控制,电位器控制,通讯控制。 2.交-交型,交-直-交型,通用型,专用型。 3.段速控制,加减速 4.电力电子器件,工频交流电,频率和电压 5.主电路,控制电路 6. V/f=常数 7.整流电路,逆变电路 8.整流电路、逆变电路 9.恒转矩调速,恒功率调速 10.比例,积分,微分 二、单选题 1. A 2. B 3. C 4. C 5. A 6. B 7. C 8. B 9. B 10.D 11. B 三、多选题 1.A、B、C 2. A、B、C

3.A、B 4.A、B、C、D 5. A、B、C、D 6. A、B、C 四.简答题 1.说明IGBT的结构组成特点。 答:IGBT是一种新型复合器件。输入部分为MOSFET,输出部分为GTR,它综合了MOSFET 和GTR的优点,具有输入阻抗高、工作速度快、通态电压低、阻断电压高、承受电流大的优点。 2.交-直-交变频器的主电路包括哪些组成部分?说明各部分的作用。 答:交-直-交变频器主电路包括三个组成部分:整流电路、中间电路和逆变电路。整流电路的功能是将交流电转换为直流电;中间电路具有滤波电路或制动作用;逆变电路可将直流电转换为交流电。 3. 变频器功能参数的预置过程大致有哪几个步骤? 答:变频器功能参数的预置过程大致有哪几个步骤。 1) 查功能码表,找出需要预置参数的功能码。 2) 在参数设定模式(编程模式)下,读出该功能码中原有的数据。 3) 修改数据,送入新数据。 4.异步电动机变频调速时,在额定频率以下调节频率,必须同时调节加在定子绕组上 的电压,即恒V/f控制,为什么? 答:在额定频率以下调节频率,同时也改变电压,通常是使V/f为常数,是为了使电动机磁通保持一定,在较宽的调速范围内,电动机的转矩、效率、功率因数不下降。 5. 矢量控制有什么优越性? 答:矢量控制系统的优点:1)动态的高速响应;2)低频转矩增大;3)控制灵活。 6. 变频器主电路的电源输入侧连接断路器有什么作用? 答:连接断路器的作用:1)接通和分断负载电路;2)隔离作用;3)保护作用。 7.变频器安装时周围的空间最少为多少? 答:变频器在运行中会发热,为了保证散热良好,必须将变频器安装在垂直方向,切勿倒装、倾斜安装或水平安装。其上下左右与相邻的物品和挡板(墙)必须保持足够的空间,左右5cm以上,上下15cm以上。 8.变频器运行为什么会对电网产生干扰?如何抑制?

变频器的原理及应用

变频器的原理及应用 飞机工业(集团) 动力处 晓黎

摘要 由于变频调速有显著的优点,具有无冲击启动和软停机的优良控制特性,可极大的延长机械设备的使用寿命,减少设备的维护量;随着新型电力电子器件和高性能微处理器的应用以及控制技术的发展,变频器的性能价格比越来越高、体积越来越小、运行可靠性越来越高,应用越来越广泛,选择合理的变频器对于设备的正常运行非常重要。 关键词:变频器、使用寿命、合理选择 一、变频器的原理 近年来,随着电力电子技术、微电子技术及大规模集成电路的发展,生产工艺的改进及功率半导体器件价格的降低,变频调速越来越被工业上所采用。 1 变频器的工作原理 交流电动机的同步转速表达式为: n=60 f(1-s)/p N—异步电动机的转速;f—异步电动机的频率;S—电动机转差率;P—电动机极对数。 由式公式可知,转速n与频率f成正比,只要改变频率f即可改变电动机的转速,当频率f在0~50Hz的围变化时,电动机转速调节围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。 所谓变频调速器——它将三相工频(50Hz)交流电源(或任意电源)变换成三相电压可调、频率可调的交流电源,有时又将变频调速器称为变压变频装置VVVF。主要用于交流电动机(异步机或同步机)转速的调节。一个交流电动机变频调速系统由变频调速器驱动器、交流电动机和控制器三大部分组成。其中关键核心设备是变频调速器,由它来实现电动机电压和频率的平滑变化。 变频调速在调频围、静态精度、动态品质、系统效率、完善的保护功能、容易实现自动控制和过程控制等诸方面是以往的调压调速、变极调速、串级调速、滑差调速和液力耦合器调速等无法比拟的。它是公认的交流电动机最理想最有前途的调速方案,代表今后电气传动的发展方向。 二、变频器结构和分类 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置,能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。

变频器的远程控制及调速原理.

变频器远程控制及调速原理 -----唐玉龙 一、变频器的远程控制 什么是变频器远程控制器在许多变频器的应用现场,电机与操作室距离较远。如将变频器安装在现场,不便于工人的观察与操作;如安装在操作室内,则动力线拉的距离太远,成本高,且对变频器本身及系统中其他设备造成干扰。针对上述应用情况,我们开发研制了变频器远程控制器产品。变频器远程控制器是一种实现变频器远程操作的智能仪表,通过RS485网络远程控制变频器的启动、停止、加速、减速、正反转,并实时显示变频器的工作频率、转速等运行状态信息。单机通讯距离可达1200米(9600bps),有效减少变频器的干扰。这样就可将变频器安装在电动机附近,通过屏蔽通讯线接到远端操作室内仪表盘上的变频器远程控制器上,在操作室内就能观察和操作变频器的运行状态。另外,变频器远程控制器还可接外置操作按钮,有手动/自动切换及监听等功能,可接入计算机控制系统,便于工程使用。二、变频器远程控制器的种类和功能我们研发的变频器远程控制器根据变频器的不同可分为标准型和加强型;根据通讯方式的不同可分为有线通讯、无线通讯;根据不同的通讯协议也分别有相应的产品。如果没有通讯接口或无法知道其通讯协议的变频器,可在变频器一端接上我们的远端转换器,将模拟信号和开关信号通过485网络传送到远程控制器上。这样对没有通讯口或无法知道通讯协议的变频器也都能使用,真正实现变频器万能远程控制器的功能。 二、交流异步电动机变频调速原理 变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。 现在使用的变频器主要采用交—直—交方式(VVVF变频或矢量控制变频),先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。 变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。

变频调速 习题与答案)

课后辅导题一 一、选择题 1、正弦波脉冲宽度调制英文缩写是( C )。 A:PWM B:PAM C:SPWM D:SPAM 2、三相异步电动机的转速除了与电源频率、转差率有关,还与( B )有关系。 A:磁极数B:磁极对数C:磁感应强度D:磁场强度 3、目前,在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是( B )。 A:SCR B:GTO C:MOSFET D:IGBT 4、IGBT属于( B )控制型元件。 A:电流B:电压C:电阻D:频率 5、变频器种类很多,其中按滤波方式可分为电压型和( A )型。 A:电流B:电阻C:电感D:电容 6、电力晶体管GTR属于( A )控制型元件。 A:电流B:电压C:电阻D:频率二简单综合题 1、按照转子结构的不同,三相异步电动机分为哪两大类?从运行可靠性上看,上述哪一类电动机具有优越性? 2、三相异步电动机的转速n与哪些因素有关? 答:三相异步电动机的转速n与电源频率?1、磁极对数P、转差率s有关。 3、三相异步电动机有哪些调速方式?并比较其优缺点。 答:三相异步电动机有变极调速、变转差率调速和变频调速三种调速方式。 变极调速是有级调速,调速的级数很少,只适用于特制的笼型异步电动机,这种电动机结构复杂,成本高。变转差率调速时,随着s的增大,电动机的机械特性会变软,效率会降

低。变频调速具有调速范围宽,调速平滑性好,调速前后不 改变机械特性硬度,调速的动态特性好等特点。 4、在三相异步电动机的机械特性曲线上,标出与下列转速对应的转矩:、、。 5、变频调速时,改变电源频率?1的同时须控制电源电压U1,试说明其原因。 答:在变频调速时,若?1下降,U1不变,则Φm上升。因为 Φm已设计在接近饱和处,Φm上升即进入磁化曲线的饱和区, 引起工作电流大幅度增加,使电动机过热损坏;若?1上升, U1不变,则Φm下降,将使工作电流下降。由于电流的下降, 电动机的输出转矩不足。为了保持电动机的Φm不变,即电 动机的转矩不变,在?1变化的同时,U1必须同时变化,使 U1与?1的比值保持恒定,即U1/?1 =常数。 6、描绘三相异步电动机基频以下变频调速的机械特性曲线,并说明其特点。 7、说明三相异步电动机低频起动的优越性。 答:电动机以很低的频率起动,随着频率的上升,转速上升, 直至达到电动机的工作频率后,电动机稳速运行。在此过程 中,转速差△n被限制在一定的范围,起动电流也将被限制 在一定的范围内,而且动态转矩△T很小,起动过程很平稳。 8、说明三相异步电动机直流制动的原理,并描绘制动前后的机械特性曲线。 9、变频调速时,由于?1降低使电动机处于回馈制动状态,试说明其制动的原理,并描绘制 动前后的机械特性曲线。 10、在定性分析变频电路时,大功率开关器件的工作状态有哪两种?并画出其伏安特性曲线。 11、画出GTO的伏安特性曲线,并说明其工作原理。 12、画出IGBT的输出特性曲线及转移特性曲线,并说明其工作原理。 13、说明什么是脉冲宽度调制技术? 14、PWM逆变电路的单极性控制和双极性控制有什么区别? 15、以三相桥式SPWM逆变电路为例,说明脉宽调制逆变电路调压调频的原理。

变频技术原理与应用试题三及答案

变频技术原理与应用试题三及答案 一、是非题。(正确的在括号内画√,错的画×, 每题1分,共10分) 1. 从工作原理上讲,变频技术就是把工频交流电变成相同频率的交流电。() 2. 交流—交流变频技术适应于低转速大容量的电动机负载。() 3. 晶闸管主要用于电压控制型开关器件,通过控制晶闸管触发脉冲的触发角,实现小电流控制大功率的变换。() 4. 不可控器件不能用控制信号来控制其通断。() 5. 晶体管的特性是在低发射极电流下电流放大系数α很大,而当发射极电流建立起来之后,α迅速减小。() 6. 当晶闸管加反向阳极电压时,晶闸管不会导通。() 7. 功率MOSFET是利用栅源电压的大小来改变半导体表面感生电荷的大小,从 而控制漏极电流的大小。() 8. MCT是采用集成电路工艺制成的。() 9. 为使晶闸管可靠触发,触发电路提供的触发电压和触发电流等于晶闸管产品 参数提供的门极触发电压与触发电流值。() 10. 变频器的过负载率用于变频器过负载保护,不适用于电动机过负载保护。() 二、名词解释。(每题2分,共10分) 1. 变频器多段速度控制功能 2. 维持电流I H 3. 通态电流临界上升率d i/d t

4. 功率集成电路 5. 基本频率f b(简称基频) 三、填空题。(每题1分,共10分) 1. 常见的大功率晶闸管,其外形有两种封装。 2. 晶闸管具有个PN结。 3. 晶闸管的阳极伏安特性是指晶闸管之间的关系曲线。 4. 晶闸管在使用时,为保证可靠、安全地触发,触发电路所提供的触发电压、电流和功率应限制在。 5. 当晶闸管散热条件不满足规定要求时,则元件的额定电流应立即使用,否则元件会由于结温超过允许值而损坏。 6.功率晶体管有两种结构。 7. GTR是一种双极型半导体器件,即其内部电流由两种载流子形成。 8.功率MOSFET是利用的大小来改变半导体表面感生电荷的大小,从而控制漏极电流的大小。 9.变频技术的核心部分就是。 10. 为适应变频调速的需要,变频电源必须在变频的同时实现。 四、简答题。(每题5分,共20分) 1. 如何抑制晶闸管的正向电压上升率d u/d t?

变频器IGBT模块的工作原理及特性

变频器IGBT模块的工作原理 变频器IGBT 模块的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP晶体管提供基极电流,使IGBT导通。反之,加反向门极电压消除沟道,流过反向基极电流,使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同,只需控制输入极N一沟道MOSFET,所以具有高输入阻抗特性。 当MOSFET的沟道形成后,从P+基极注入到N一层的空穴(少子),对N 一层进行电导调制,减小N一层的电阻,使IGBT在高电压时,也具有低的通态电压。 变频器IGBT模块的特性 静态特性IGBT的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。 IGBT 的伏安特性是指以栅源电压Ugs为参变量时,漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs的控制,Ugs越高,Id越大。它与GTR的输出特性相似.也可分为饱和区1、放大区2和击穿特性3部分。在截止状态下的IGBT,正向电压由J2结承担,反向电压由J1结承担。如果无N+ 缓冲区,则正反向阻断电压可以做到同样水平,加入N+缓冲区后,反向关断电压只能达到几十伏水平,因此限制了IGBT的某些应用范围。 IGBT 模块的转移特性是指输出漏极电流Id与栅源电压Ugs之间的关系曲线。它与MOSFET的转移特性相同,当栅源电压小于开启电压Ugs(th)时,IGBT处于关断状态。在IGBT导通后的大部分漏极电流范围内,Id与Ugs呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制,其最佳值一般取为15V 左右。 IGBT 模块的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系。IGBT处于导通态时,由于它的PNP晶体管为宽基区晶体管,所以其B值极低。尽管等效电路为达林顿结构,但流过MOSFET的电流成为IGBT总电流的主要部分。此时,通态电压Uds(on)可用下式表示 Uds(on)=Uj1+Udr+IdRoh(2-14) 式中Uj1——JI结的正向电压,其值为0.7~IV; Udr——扩展电阻Rdr上的压降; Roh——沟道电阻。 通态电流Ids可用下式表示:

变频器技术应用题库与部分答案

变频器技术应用题库与部分答案 《变频器技术应用》试题库 一、选择题 1、正弦波脉冲宽度调制英文缩写是(C)。 A:PWM B:PAM C:SPWM D:SPAM 2、对电动机从基本频率向上的变频调速属于(A)调速。 A:恒功率B:恒转矩 C:恒磁通D:恒转差率 3、下列哪种制动方式不适用于变频调速系统(C)。 A:直流制动B:回馈制动 C:反接制动D:能耗制动 4、对于风机类的负载宜采用(D)的转速上升方式。 A:直线型B:S型C:正半S型D:反半S型 5、N2系列台安变频器频率控制方式由功能码(B)设定。 A:F009B:F010C:F011D:F012 6、型号为N2-201-M的台安变频器电源电压是(B)V。 A:200B:220C:400D:440 7、三相异步电动机的转速除了与电源频率、转差率有关,还与(B)有关系。 A:磁极数B:磁极对数C:磁感应强度D:磁场强度 8、目前,在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是(D)。A:SCR B:GTO C:MOSFET D:IGBT

9、IGBT属于(B)控制型元件。 A:电流B:电压C:电阻D:频率 10、变频器的调压调频过程是通过控制(B)进行的。 A:载波B:调制波C:输入电压D:输入电流 11、为了适应多台电动机的比例运行控制要求,变频器设置了(A)功能。 A:频率增益B:转矩补偿C:矢量控制D:回避频率 12、为了提高电动机的转速控制精度,变频器具有(B)功能。A:转矩补偿B:转差补偿C:频率增益D:段速控制 13、变频器安装场所周围振动加速度应小于(C)g。 A:1B:C:D: 14、变频器种类很多,其中按滤波方式可分为电压型和(A)型。A:电流B:电阻C:电感D:电容 15、N2系列台安变频器操作面板上的SEQ指示灯在()发光。A:F10=0B:F10=1C:F11=0D:F11=1 16、N2系列台安变频器操作面板上的显示屏幕可显示(b)位数字或字母。 A:2B:3C:4D:5 17、在U/f控制方式下,当输出频率比较低时,会出现输出转矩不足的情况,要求变频器具有(C)功能。 A:频率偏置B:转差补偿C:转矩补偿D:段速控制 18、变频器常用的转矩补偿方法有:线性补偿、分段补偿和(B)

变频器工作原理解

变频器工作原理图解 通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电(DC)。然后再把直流电(DC)变换为三相或单相交流电(AC)。变频器同时改变输出频率与电压,也就是改变了电机运行曲线上的n0,使电机运行曲线平行下移。因此变频器可以使电机以较小的启动电流,获得较大的启动转矩,即变频器可以启动重载负荷。变频器具有调压、调频、稳压、调速等基本功能,应用了现代的科学技术,价格昂贵但性能良好,内部结构复杂但使用简单,所以不只是用于启动电动机,而是广泛的应用到各个领域,各种各样的功率、各种各样的外形、各种各样的体积、各种各样的用途等都有。随着技术的发展,成本的降低,变频器一定还会得到更广泛的应用。 1 变频器的工作原理变频器分为 1 交---交型输入是交流,输出也是交流将工频交流电直接转换成频率、电压均可控制的交流,又称直接式变频器 2 交—直---交型输入是交流,变成直流再变成交流输出将工频交流电通过整流变成直流电,然后再把直流电变成频率、电压、均可控的交流电又称为间接变频器。多数情况都是交直交型的变频器。2 变频器的组成由主电路和控制电路组成主电路由整流器中间直流环节逆变器组成先看主电路原理图三相工频交流电经过

VD1 ~ VD6 整流后,正极送入到缓冲电阻RL中,RL的作用是防止电流忽然变大。经过一段时间电流趋于稳定后,晶闸管或继电器的触点会导通短路掉缓冲电阻RL ,这时的直流电压加在了滤波电容CF1、CF2 上,这两个电容可以把脉动的直流电波形变得平滑一些。由于一个电容的耐压有限,所以把两个电容串起来用。耐压就提高了一倍。又因为两个电容的容量不一样的话,分压会不同,所以给两个电容分别并联了一个均压电阻R1、R2 ,这样,CF1 和CF2 上的电压就一样了。继续往下看,HL 是主电路的电源指示灯,串联了一个限流电阻接在了正负电压之间,这样三相电源一加进来,HL就会发光,指示电源送入。接着,直流电压加在了大功率晶体管VB的集电极与发射极之间,VB的导通由控制电路控制,VB上还串联了变频器的制动电阻RB,组成了变频器制动回路。我们知道,由于电极的绕组是感性负载,在启动和停止的瞬间都会产生一个较大的反向电动势,这个反向电压的能量会通过续流二极管VD7~VD12使直流母线上的电压升高,这个电压高到一定程度会击穿逆变管V1~V6 和整流管VD1~VD6。当有反向电压产生时,控制回路控制VB导通,电压就会通过VB在电阻RB释放掉。当电机较大时,还可并联外接电阻。一般情况下“+”端和P1端是由一个短路片短接上的,如果断开,这里可以接外加的支流电抗器,直流电抗器的作用是改善电路的功率因数。直流母线电压加到V1~V6 六个逆变管上,这六个大功率晶体管叫IGBT ,基极由控制电路控制。控制电路控制某三个管子的导通给电机绕组内提供电流,产生磁场使电机运转。例如:某一时刻,V1 V2 V6 受基极控制

变频器的工作原理及作用

变频器的工作原理 1、基本概念 (1)VVVF 改变电压、改变频率(Variable Voltage and Variable Frequency)的缩写。 (2)CVCF 恒电压、恒频率(Constant Voltage and Constant Frequency)的缩写。 通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电(DC)。然后再把直流电(DC)变换为三相或单相交流电(AC)。变频器同时改变输出频率与电压,也就是改变了电机运行曲线上的n0,使电机运行曲线平行下移。因此变频器可以使电机以较小的启动电流,获得较大的启动转矩,即变频器可以启动重载负荷。 变频器具有调压、调频、稳压、调速等基本功能,应用了现代的科学技术,价格昂贵但性能良好,内部结构复杂但使用简单,所以不只是用于启动电动机,而是广泛的应用到各个领域,各种各样的功率、各种各样的外形、各种各样的体积、各种各样的用途等都有。随着技术的发展,成本的降低,变频器一定还会得到更广泛的应用。 各国使用的交流供电电源,无论是用于家庭还是用于工厂,其电压和频率均200V/60Hz(50Hz)或100V/60Hz(50Hz)。通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把三相或单相交流电变换为直流电(DC)。然后再把直流电(DC)变换为三相或单相交流电(AC),我们把实现这种转换的装置称为“变频器”(inverter)。 变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有电机(例如空调等),还有荧光灯等产品。用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池(直流电)产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电,在该项应用中,变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。 2. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变? (1) r/min电机旋转速度单位:每分钟旋转次数,也可表示为rpm。例如:4极电机60Hz 1,800 [r/min],4极电机50Hz 1,500 [r/min],电机的旋转速度同频率成比例。 本文中所指的电机为感应式交流电机,在工业领域所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机(以后简称为电机)的旋转速度近似地取决于电机的极数和频率。电机的极数是固定不变的。由于极数值不是一个连续的数值(为2的倍数,例如极数为2,4,6),所以不适合改变极对数来调节电机的速度。另外,频率是电机供电电源的电信号,所以该值能够在电机的外面调节后再供给电机,这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此,以控制频率为目的的变频器,是做为电机调速设备的优选设备。 n = 60f/p,n: 同步速度,f: 电源频率,p: 电机极数,改变频率和电压是最优的电机控制方法。如果仅改变频率,电机将被烧坏。特别是当频率降低时,

变频器第2章 习题2解答

第2章习题2答案 1.晶闸管的导通条件是什么?关断条件是什么? 答:晶闸管的导通条件:在晶闸管的阳极A和阴极K间加正向电压,同时在它的门极G 和阴极K间也加正向电压。要使导通的晶闸管的关断,必须将阳极电流I A降低到维持电流 I H以下,上述正反馈无法维持,管子自然关断。维持电流I H是保持晶闸管导通的最小电流。 2. 说明GTO的开通和关断原理。与普通晶闸管相比较有何不同? 答:GTO开通过程与普通晶闸管相似,在GTO阳极A和阴极K间加正向电压,同时在它的门极G和阴极K间也加正向电压。关断过程是通过在GTO控制极施加关断脉冲(门极G 和阴极K间也加负向电压)实现的。 3. GTO有哪些主要参数?其中哪些参数与普通晶闸管相同?哪些不同? 答:GTO的多数参数与普通晶闸管相同,意义不同的参数有: (1)最大可关断阳极电流ITGQM (2)关断增益G off 4. GTO为什么要设置缓冲电路?说明缓冲电路的工作原理。 答:GTO关断时,抑制阳极电流下降过程中所产生的尖峰阳极电压Up,以降低关断损耗,防止结温升高;抑制阳极电压UAk的上升率d u/d t,以免关断失败;GTO开通时,缓冲电容通过电阻向GTO放电,有助于所有GTO元达到擎住电流值。因此,缓冲电路不仅对GTO 具有保护作用,而且对于GTO的可靠开通和关断也具有重要意义。 以图2-13为例说明缓冲电路的工作原理。 图中R、L为负载,VD为续流二极管,L A是GTO导通瞬间限制d i/d t的电感。R s C s 和VD s组成了缓冲电路。 GTO的阳极电路串联一定数值的电感LA来限制d i/d t,当门极控制关断时抑制阳极电流IA的下降,d i/d t在电感LA上感应的电压尖峰Up通过VD A和RA 加以限制。当GTO开通瞬间,电容C s要通过阻尼电阻R s向GTO放电,若R s小,则C s放电电流峰值很高,可能超出GTO的承受能力。为此,增加了二极管VD s,在GTO关断时,用VDs的通态内阻及GTO关断过程中的内阻来阻尼L A和C s谐振。R s则用于GTO开通时,限制 C s放电电流峰值,并于GTO关断末期VDs反向恢复阻断时阻尼L A和C s谐振。 5. GTR的应用特点和选择方法是什么? 答:GTR的热容量小,过载能力低,过载或短路产生的功耗可能在若干徽秒的时间内使结温超过最大允许值而导致器件损坏。为此GTR的驱动电路既要及时准确地测得故障状态,又要快速自动实现保护,在故障状态下迅速地自动切除基极驱动信号,避免GTR损坏。保护类型包括抗饱和、退抗饱和、过流、过压、过热及脉宽限制等多方面。此外,驱动电路还得具有能在主电路故障后自动切断与主电路联系的自保护能力。 6. P-MOSFET的应用特点和选择方法是什么? 答:P-MOSFET的栅极是绝缘的,属于电压控制器件,因而输入阻抗高,驱动功率小,电路简单。 为了正确的控制P-MOSFET的开通和关断,对栅极驱动电路提出如下要求: 1)触发脉冲的前后沿要陡峭,触发脉冲的电压幅值要高于器件的开启电压,以保证P-MOSFET的可靠触发导通。 2)开通时以低电阻对栅极电容充电,关断时为栅极电容提供低电阻放电回路,减小栅极电容的充放电时间常数,提高P-MOSFET的开关速度。 3)P-MOSFET开关时所需的驱动电流为栅极电容的充放电流。P-MOSFET的极间电容越大,

《变频器原理认识与应用技能》试卷

8A Uni--20--20学年第一学期工作计划9864 《變頻器原理認識與應用技能》試卷 姓名:工號:BU: 一.填空題(每空3分,共51分) 1.變壓器的作用有改變電壓, 改變電流, 改變阻抗。 2.變頻器安裝(松下MID)布線要點(外部控制電路)加在輸出端的電壓為DC24V。 3.變壓器型號BK-100 中BK中B是指變壓器,K是指控制。 4.變頻器的基本組成整流電路,中間電路,控制電路, 逆變電路。 5.三相異步電機轉速與交流電頻率成正比。 6.變頻器容量選擇:變頻器額定電流≧電機額定電流, 變頻器額定容量≧電機額定容量。 7.變頻器的電源電壓波動范圍是+10%、-15%。 8.變頻器安裝(松下MID)布線要點(外部控制電路)若輸出直接驅動感性負載請插入續流二極管。 二.簡答題(共49分) 1.變壓器工作原理(19分) 答:變壓器就是變換交流電壓、電流和阻抗的器件。變壓器由鐵芯和線圈組成,線圈有兩個或兩個以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級線圈,其余的繞組叫次級線圈。當初級線圈中通過交流電流時,鐵芯中產生交流磁通,使次級線圈中感應出電壓(或電流)。變壓器利用電磁感應原理,從一個電路向另一個電路傳遞電能或傳輸信號。 2.變頻器電機不轉原因及異常處理方法(30分) 答:1)控制線路布線有誤,檢查控制線路,更正不合理布線。 2)變頻器運轉頻率為0,調大變頻器運轉頻率,再把變頻器調到運轉狀態。 3)電機缺相,檢查電機電源線路是否缺相,更正電機電源線路接線。 4)負載過重,檢查電機負載是否過重,若負載過重:可以合理增大電機的功率,并匹配合理規格的變頻器;或者適當減小電機的負載。 信你自己罢!只有你自己是真实的,也只有你能够创造你自己 b1

《变频器原理及应用》模拟试卷1

《变频器原理及应用》模拟试卷1 一、填空题(每空1分,共25分) 1.频率控制是变频器的基本控制功能,控制变频器输出频率的方法有、、 和。 2.变频器的分类,按变换环节可分为和,按用途可分为和 。 3.有些设备需要转速分段运行,而且每段转速的上升、下降时间也不同,为了适应这种 控制要求,变频器具有功能和多种时间设置功能。 4. 变频器是通过的通断作用将变换为均可调的一种 电能控制装置。 5. 变频器的组成可分为和。 6. 变频调速过程中,为了保证电动机的磁通恒定,必须保证。 7. 变频器的制动单元一般连接在和之间。 8. 变频器的主电路由、滤波与制动电路和所组成。 9.变频调速时,基频以下调速属于,基频以上属于。 10.变频器的PID功能中,P指,I指,D指。 二、单选题(每题1分,共11分) 1.为了提高电动机的转速控制精度,变频器具有()功能。 A 转矩补偿 B 转差补偿 C 频率增益 D 段速控制 2. 风机类负载属于()负载。 A 恒功率 B 二次方律 C 恒转矩 D 直线律 3.为了使电机的旋转速度减半,变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz,这时变频 器的输出电压就必须从400V改变到约()V。 A 400 B 100 C 200 D 250 4.电动机与变频器之间距离远时,电机运行不正常,需采取()措施解决。 A 增加传输导线长度B减少传输导线长度C增加传输导线截面积D减少传输 导线截面积 5.变频器调速系统的调试,大体应遵循的原则是()。

A 先空载、继轻载、后重载 B 先重载、继轻载、后空载 C 先重载、继空载、后 轻载 D 先轻载、继重载、后空载 6.采用一台变频器控制一台电动机进行变频调速,可以不用热继电器,因为变频器的热 保护功能可以起到()保护作用。 A 过热 B 过载 C 过压 D 欠压 7.下面那种原因可能引起欠压跳闸()。 A 电源电压过高 B 雷电干扰 C 同一电网有大电机起动 D 没有配置制动单元 8.变频器在工频下运行,一般采用()进行过载保护。 A 保险丝 B 热继电器 C 交流接触器 D 电压继电器 9. 变频器安装要求() A 水平 B 竖直 C 与水平方向成锐角 D 都可以 10.高压变频器是指工作电压在()KV以上变频器。 A 10 B 5 C 6 D 1 11. 变频器主电路的交流电输出端一般用()表示。 A R、S、T B U、V、W C A、B、C D X、Y、Z 二、多选题(每题2分,共12分) 1.电动机的发热主要与()有关。 A 电机的有效转矩 B 电机的温升 C 负载的工况 D 电机的体积 2. 中央空调采用变频控制的优点有()。 A 节能 B 噪声小 C 起动电流小 D 消除了工频影响 3.变频器按直流环节的储能方式分类为()。 A 电压型变频器 B 电流型变频器 C 交-直-交变频器 D 交-交变频器 4.变频器的控制方式分为()类 A U/f控制 B 矢量控制 C 直接转矩 D 转差频率控制 5.变频器具有()优点,所以应用广泛。 A 节能 B 便于自动控制 C 价格低廉 D 操作方便 6. 高(中)压变频调速系统的基本形式有()种。 A 高-高型 B 高-中型 C 高-低-高型 D 高-低型

(完整版)变频器原理及应用试卷

变频器原理及应用试卷 一.选择题 1.下列选项中,按控制方式分类不属于变频器的是( D )。 A .U/f B .SF C .VC D .通用变频器 2.下列选项中,不属于按用途分类的是( C )。 A .通用变频器 B .专用变频器 C .VC 3.IPM 是指( B )。 A .晶闸管 B .智能功率模块 C .双极型晶体管 D .门极关断晶闸管 4.下列选项中,不是晶闸管过电压产生的主要原因的是( A )。 A .电网电压波动太大 B .关断过电压 C .操作过电压 D .浪涌电压 5.下列选项中不是常用的电力晶体管的是( D )。 A .单管 B .达林顿管 C .GRT 模块 D .IPM 6.下列选项中,不是P-MOSFET 的一般特性的是( D )。 A .转移特性 B .输出特性 C .开关特性 D .欧姆定律 7.集成门极换流晶闸管的英文缩写是( B )。 A .IGBT B .IGCT C .GTR D .GTO 8.电阻性负载的三相桥式整流电路负载电阻L R 上的平均电压O U 为( A )。 A .2.342U B .2U C .2.341U D .1U 9.三相桥式可控整流电路所带负载为电感性时,输出电压平均值d U 为为( A ) A .2.342cos U B .2U C .2.341U D .1U 10.逆变电路中续流二极管VD 的作用是( A )。 A .续流 B .逆变 C .整流 D .以上都不是 11.逆变电路的种类有电压型和( A )。 A .电流型 B .电阻型 C .电抗型 D .以上都不是 12.异步电动机按转子的结构不同分为笼型和( A )。

变频器滤波器工作原理及作用

变频器滤波器工作原理及 作用 Prepared on 21 November 2021

变频器滤波器 变频器滤波器,顾名思义,就是专门针对变频器产生谐波的特点及规律,而专门开发的一款专用型滤波器,是的一种。 概述 变频器滤波器主要是由电感、电容、电阻等组成的无源器件。它是一种低通滤波器的一种,可以让工频信 变频器输入滤波器 号无阻挡的通过,抑制高频电磁干扰(一般来讲,可抑制干扰噪声频率为50/60~1kHz)。 变频器滤波器为双向可逆器件,即能防止电网上的电磁噪声通过电源进入设备,也能防止设备本身的电磁噪声对电网的污染。 变频器滤波器是用来抑制传导干扰的有效工具。 特征 1、变频器滤波器是基于变频器在工作时,对电网及其它数字电子设备产生干扰的频谱分量电磁兼容性特点而专门设计的。 2、安装于电机和变频器及电源与变频器之间。 3、小尺寸,无需风扇,采用的是经过最恶劣环境测试过的高性能的材料和部件。 1、插入损耗 插入损耗是衡量变频器滤波器电性能的重要参数。 插入损耗是不用滤波器时从噪声源传递到负载时的噪声电压与插入滤波器时从噪声源传递到负载时的噪声电压之比。 插入损耗在输入/输出的阻抗均为50Ω的系统下测试,结果通常表示为在所关心频段内的衰减曲线(单位为分贝)。 2、泄漏电流 变频器滤波器的泄漏电流是指在250VAC/50Hz的电压/频率条件下,火线和零线与外壳间流过的电流。 泄漏电流的大小主要取决于变频器滤波器中的共模电容。 从插入损耗的角度来考虑,共模电容越大,电性能越好,此时,漏电流也越大。但从安全方面考虑,泄漏电流又不能过大,否则不符合安全标准要求。尤其是一些医疗保健设备,要求泄漏电流尽可能小。因此,要根据具体设备要求来确定共模电容的容量。 3、耐压

变频器原理及应用第8章习题解答

第8章 习题解答 1. 什么是V /f 控制?变频器在变频时为什么还要变压? 答:V /f 控制是使变频器的输出在改变频率的同时也改变电压,通常是使V /f 为常数,变频器在变频时还要变压是为了使电动机磁通保持一定,在较宽的调速范围内,电动机的转矩、效率、功率因数不下降。 2.说明恒V /f 控制的原理。 答:E 1为每相定子绕组的反电动势,它是定子绕组切割旋转磁场而产生的,其有效值计算如下: M N N k f E Φ=111144.4 由于4.44k N1N 1均为常数,所以定子绕组的反电势E 1可用下式表示: M f E Φ∝11 在额定频率时即f 1=f N 时,可以忽略△U ,可得到: U 1 ≈ E 1 因此进而得到: U 1 ≈ E 1∝f 1ΦM 此时若U 1没有变化,则E 1也可认为基本不变。如果这时从额定频率f N 向下调节频率,必将使ΦM 增加,即f 1↓→ΦM ↑。 由于额定工作时电动机的磁通已接近饱和,ΦM 增加将会使电动机的铁心出现深度饱和,这将使励磁电流急剧升高,导致定子电流和定子铁心损耗急剧增加,使电动机工作不正常。可见,在变频调速时单纯调节频率是行不通的。 为了达到下调频率时,磁通ΦM 不变,可以让 =1 1f E 常数 有U 1 ≈ E 1,即可写为: =1 1f U 常数 因此,在额定频率以下,即f 1<f N 调频时,同时下调加在定子绕组上的电压,即恒V /f 控制。

3.什么是转矩补偿? 答:转矩提升是指通过提高V /f 比来补偿f x 下调时引起的T Kx 下降。即通过提高U x (k u >k f )使得转矩T Kx 提升 4.转矩补偿过分会出现什么情况? 答:如果变频时的V /f 比选择不当,使得电压补偿过多,即U x 提升过多,E x 在U x 中占的比例会相对减小(E x /U x 减小),其结果是使磁通ΦM 增大,从而达到新的平衡。 即: ↑→↑→Φ↑→↑→↓→↑↑→x x x M x x x U E E I I U E U 01 由于ΦM 的增大会引起电动机铁心饱和,而铁心饱和会导致励磁电流的波形畸变,产生很大的峰值电流。补偿越过分,电动机铁心饱和越厉害,励磁电流的峰值越大,严重时可能会引起变频器因过电流而跳闸。 5.为什么变频器总是给出多条V /f 控制曲线供用户选择? 答:给出多条V /f 控制曲线供选择,是由于具体的补偿量的计算非常复杂,因此在实际操作中,常用实验的办法来选择V /f 曲线。 6.V /f 控制曲线分为哪些种类,分别适用于何种类型的负载? 答:V /f 控制曲线的种类:1) 基本V /f 控制曲线,用于低起动转矩负载; 2) 转矩补偿的V /f 曲线,适用于低速时需要较大转矩的负载;3) 负补偿的V /f 曲线,主要适用于风机、泵类的平方率负载;4)V /f 比分段的补偿线,这种补偿线主要适合负载转矩与转速大致成比例的负载。 7.选择V /f 控制曲线常用的操作方法分为哪几步? 答:选择V /f 控制曲线常用的操作有下面几个步骤: 1) 将拖动系统连接好,带上最重的负载。 2) 根据所带负载的性质,选择一个较小的V /f 曲线,在低速时观察电动机的运行情况,如果此时电动机的带负载能力达不到要求,需将V /f 曲线提高一档。依此类推,直到电动机在低速时的带负载能力达到拖动系统的要求。 3) 如果负载经常变化,在2)中选择的V /f 曲线,还需要在轻载和空载状态下进行检验。方法是:将拖动系统带以最轻的负载或空载,在低速下运行,观察定子电流I 1的大小,如果I 1过大,或者变频器跳闸,说明原来选择的V /f 曲线过大,补偿过分,需要适当调低V /f 曲线。 8.什么是转差频率控制?说明其控制原理。

变频器滤波器工作原理及作用

变频器滤波器 变频器滤波器,顾名思义,就是专门针对变频器产生谐波的特点及规律,而专门开发的一款专用型滤波器,是LC滤波器的一种。 概述 变频器滤波器主要是由电感、电容、电阻等组成的无源器件。它是一种低通滤波器的一种,可以让工频信 变频器输入滤波器 号无阻挡的通过,抑制高频电磁干扰(一般来讲,可抑制干扰噪声频率为50/60~1kHz)。 变频器滤波器为双向可逆器件,即能防止电网上的电磁噪声通过电源进入设备,也能防止设备本身的电磁噪声对电网的污染。 变频器滤波器是用来抑制传导干扰的有效工具。 特征 1、变频器滤波器是基于变频器在工作时,对电网及其它数字电子设备产生干扰的频谱分量电磁兼容性特点而专门设计的。 2、安装于电机和变频器及电源与变频器之间。 3、小尺寸,无需风扇,采用的是经过最恶劣环境测试过的高性能的材料和部件。 参数 1、插入损耗 插入损耗是衡量变频器滤波器电性能的重要参数。 插入损耗是不用滤波器时从噪声源传递到负载时的噪声电压与插入滤波器时从噪声源传递到负载时的噪声电压之比。

插入损耗在输入/输出的阻抗均为50Ω的系统下测试,结果通常表示为在所关心频段内的衰减曲线(单位为分贝)。 2、泄漏电流 变频器滤波器的泄漏电流是指在250VAC/50Hz的电压/频率条件下,火线和零线与外壳间流过的电流。 泄漏电流的大小主要取决于变频器滤波器中的共模电容。 从插入损耗的角度来考虑,共模电容越大,电性能越好,此时,漏电流也越大。但从安全方面考虑,泄漏电流又不能过大,否则不符合安全标准要求。尤其是一些医疗保健设备,要求泄漏电流尽可能小。因此,要根据具体设备要求来确定共模电容的容量。 3、耐压 为确保变频器滤波器的质量,半成品前全部进行耐压测试。测试标准为: 3.1、火线与外壳(或零线与外壳)之间施加1750VAC高压,时间一分钟,不发生放电现象和咝咝声。 3.2、火线与零线之间施加1500VDC直流高压,时间一分钟,不发生放电现象和咝咝声。 3.3、由于对变频器滤波器做耐压测试,会对内部器件带有一定损伤,用户测试次数不能过多,时间不能过长。否则会降低滤变频器波器的寿命,甚至损坏变频器滤波器。 种类 根据变频器滤波器所适用的场合,可以分为以下几种: 1、LC滤波器 LC滤波器适用于对谐波含量要求不高的场合,好的LC滤波器,可以把畸变率控制在8~10%; 2、谐波滤波器 此种滤波器适用于对谐波要求较高的场合,一般可以把畸变率控制在2~5%; 3、正弦波滤波器 此种滤波器综合了电抗器与LC滤波器的长处,可以把变频器输出端的波形,整合成较像标准的正弦波,同时,也可以解决变频器与负载之间因远距离传输所产生的电压降等问题; 选用

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