变频器课程设计

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变频技术原理与应用课程设计

变频技术原理与应用课程设计

变频技术原理与应用课程设计一、课程目标本课程旨在介绍变频技术的原理和应用,培养学生掌握变频器的基本特点和使用方法,了解变频技术的应用领域,以及如何设计和调试变频器系统。

二、课程内容2.1 变频器概述本部分主要介绍变频器的概念、分类和应用领域,了解变频器的发展历程和基本原理。

2.2 变频器主要部件本部分介绍变频器的主要部件包括整流器、滤波器、逆变器、控制电路等,以及它们在变频器系统中的作用。

2.3 变频器工作原理本部分着重介绍变频器的工作原理,包括PWM技术、SPWM技术和SVPWM技术等,并展示它们的优缺点及应用场景。

2.4 变频器调试方法本部分主要介绍变频器的调试方法,包括参数设置、信号调试、负载调试和故障排除等,帮助学生快速掌握变频器系统调试方法和技巧。

2.5 变频器应用实例本部分将通过具体实例来演示变频技术的应用,探讨变频技术在不同领域的应用情况,为学生提供实践操作的机会。

三、教学方法本课程采用理论讲解、实践演示、案例讲解等教学方法相结合,通过多种形式和方式呈现课程内容,为学生提供丰富的学习体验。

四、重点难点4.1 如何理解变频器的基本原理和工作原理。

4.2 如何正确设置和调试变频器的相关参数。

4.3 如何应用变频技术解决实际问题。

五、教学评估本课程采用多种形式进行评估,包括笔试、实操、课堂小测等,性质综合评价学生掌握变频技术原理和应用的水平。

六、教师建议本课程授课难度较大,建议学生搭建变频器实验平台进行实践操作,加深理论学习的印象,建议学生密切关注变频技术的新动态,及时了解新技术新应用的进展。

七、参考文献[1] 王英杰. 变频技术应用与开发[M]. 北京:T机械出版社, 2007.[2] 蔡国范. 变频电力调速原理与技术[M]. 北京: 中国电力出版社, 2006.[3] 蒋炳良, 谭烨. 变频启动控制技术分析[J]. 橡塑语音, 2015, 28(1):67-71.。

2024年变频器应用技术教案完整版

2024年变频器应用技术教案完整版

2024年变频器应用技术教案完整版一、教学内容1. 变频器的工作原理与分类;2. 变频器的选型与安装;3. 变频器的调试与维护;4. 变频器在工业控制系统中的应用案例。

二、教学目标1. 了解变频器的工作原理、分类及功能;2. 学会变频器的选型、安装、调试与维护方法;3. 掌握变频器在工业控制系统中的应用及编程方法。

三、教学难点与重点1. 教学难点:变频器的调试与维护、应用案例分析;2. 教学重点:变频器的工作原理、选型与安装。

四、教具与学具准备1. 教具:PPT、投影仪、实验设备(变频器、电机、控制器等);2. 学具:笔记本电脑、学习资料、实验报告册。

五、教学过程1. 导入:通过实际案例分析,引入变频器在工业控制系统中的重要性;2. 理论讲解:(1)变频器工作原理;(2)变频器分类及功能;(3)变频器选型与安装方法;(4)变频器调试与维护技巧;3. 实践操作:(1)参观实验室,了解变频器实物;(2)分组进行变频器调试实验;4. 例题讲解:讲解变频器应用案例,分析编程方法;5. 随堂练习:设计变频器控制程序,实现电机转速调节;7. 互动环节:学生提问,教师解答。

六、板书设计1. 变频器工作原理;2. 变频器分类及功能;3. 变频器选型与安装;4. 变频器调试与维护;5. 应用案例分析。

七、作业设计1. 作业题目:(1)简述变频器的工作原理;(2)列举三种常见的变频器分类及功能;(3)根据实际需求,设计变频器选型方案;(4)编写一个简单的变频器控制程序。

2. 答案:(1)见教材第四章第一节;(2)见教材第四章第二节;(3)根据教材第四章第三节,结合实际需求进行选型;八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸:(1)研究变频器在新能源领域的应用;(2)探讨变频器技术的发展趋势;(3)学习变频器故障诊断及处理方法。

重点和难点解析1. 变频器的工作原理与分类;2. 变频器的选型与安装;3. 变频器的调试与维护;4. 变频器应用案例的分析;5. 作业设计中的编程实践。

变频器应用技术教案完整版

变频器应用技术教案完整版

变频器应用技术教案完整版一、教学内容本节课选自《电气自动化技术》教材第十二章“变频器及其应用”,具体内容包括:12.1节变频器的基本原理,12.2节变频器的主要参数及其设置,12.3节变频器在实际工程中的应用案例。

二、教学目标1. 理解变频器的基本原理,掌握变频器的主要参数设置方法。

2. 学会分析变频器在实际工程中的应用,提高解决实际问题的能力。

3. 培养学生的动手操作能力和团队协作精神。

三、教学难点与重点1. 教学难点:变频器参数设置及其在实际工程中的应用。

2. 教学重点:变频器的基本原理,变频器参数设置方法。

四、教具与学具准备1. 教具:多媒体教学设备,PPT课件,实验用变频器,电动机,示波器等。

2. 学具:实验报告册,笔,计算器等。

五、教学过程1. 导入:通过实际工程案例,引出变频器在现代工业生产中的重要作用,激发学生兴趣。

2. 理论讲解:1) 变频器基本原理:讲解变频器的工作原理,结合动画演示,让学生直观地理解变频调速的原理。

2) 变频器主要参数及其设置:详细讲解变频器的各项参数,如频率设置、电压设置、启动停止方式等。

3. 实践操作:1) 案例分析:分析变频器在实际工程中的应用案例,让学生了解变频器在实际工作中的使用方法。

2) 动手实验:分组进行变频器参数设置实验,让学生亲自动手操作,掌握变频器参数设置方法。

4. 随堂练习:布置相关练习题,让学生巩固所学知识,及时发现问题并进行解答。

六、板书设计1. 变频器基本原理2. 变频器主要参数及其设置3. 变频器在实际工程中的应用案例七、作业设计1. 作业题目:1) 解释变频器的基本原理,并画出变频器的工作原理图。

2) 列举变频器的主要参数,并说明其设置方法。

2. 答案:八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课通过理论讲解、实践操作、随堂练习等环节,使学生掌握了变频器的基本原理和参数设置方法。

但在实践操作环节,部分学生对变频器的操作不够熟练,需要加强个别辅导。

变频器应用教程课程设计

变频器应用教程课程设计

变频器应用教程课程设计
一、课程设计背景
随着工业化的发展,越来越多的机械设备开始在生产和制造中得到广泛应用。

而机械设备的控制和驱动技术也在不断地改进和创新。

其中,变频器应用极为广泛,已成为现代机械设备控制和驱动的核心技术之一。

本次课程设计旨在通过对变频器应用实践的深入学习和探究,提高学生对变频器原理、应用、调试和维护的理解和能力。

二、课程设计目标
1. 理论学习
通过课堂教学,学生将了解变频器的构造和工作原理,以及在机械设备中的应
用领域和优势。

同时,学生还将掌握变频器的技术特点、控制方式、参数设置和故障诊断等方面的知识。

2. 实践操作
学生将通过现场实践手动调试变频器的各项参数,同时对常见的变频器故障进
行分析和解决。

通过实践操作,培养学生的动手能力和技术调试和维护的综合能力。

3. 创新思维
通过课程设计,鼓励学生在变频器应用中进行创新思考,提出自己的设计方案
并进行实践验证。

通过创新思维的培养,提高学生的综合素质和未来职业能力。

三、课程设计内容
1. 变频器原理介绍
•变频器的构造和工作原理
1。

《变频器》教案(2)

《变频器》教案(2)

《变频器》教案重点和难点解析一、教学内容本节课主要讲解变频器的基本原理和应用。

教材的章节为第五章第一节,内容包括:1. 变频器的定义和工作原理;2. 变频器的分类和主要参数;3. 变频器在工业控制中的应用。

二、教学目标1. 让学生了解变频器的基本原理和分类;2. 使学生掌握变频器的主要参数和调整方法;3. 培养学生运用变频器解决实际问题的能力。

三、教学难点与重点重点:变频器的基本原理、分类和主要参数;变频器在工业控制中的应用。

难点:变频器的调整方法和工作原理的深入理解。

四、教具与学具准备1. 教具:多媒体教学设备、变频器实物、电路图;2. 学具:笔记本电脑、变频器操作手册、测量工具。

五、教学过程1. 实践情景引入:通过展示工业生产线上的变频器应用实例,让学生了解变频器在实际生产中的重要性。

2. 知识讲解:讲解变频器的基本原理、分类和主要参数,引导学生掌握变频器的基本概念。

3. 例题讲解:分析变频器在不同工业场合的应用案例,让学生了解变频器的调整方法和实际操作步骤。

4. 随堂练习:让学生根据给定的电路图和参数,设计一个简单的变频器控制系统,并现场演示。

5. 课堂讨论:引导学生探讨变频器在工业控制中的优势和局限性,以及如何解决实际问题。

六、板书设计板书内容主要包括:1. 变频器的定义和工作原理;2. 变频器的分类和主要参数;3. 变频器在工业控制中的应用案例。

七、作业设计1. 作业题目:请根据教材第五章第一节的内容,简述变频器的基本原理和分类。

答案:变频器是一种电力调节装置,其基本原理是通过改变电源输出频率,实现对交流电机转速的控制。

变频器主要分为电压型和电流型两种,其中电压型变频器输出电压与输入电压成正比,电流型变频器输出电流与输入电流成正比。

2. 作业题目:请分析一个你熟悉的工业场合中变频器的应用,说明变频器如何改善控制系统性能。

答案:以电梯控制系统为例,变频器通过调整输出频率,实现对电梯速度的精确控制,提高了电梯运行的平稳性和舒适性。

变频器原理及应用课程设计

变频器原理及应用课程设计

变频器原理及应用课程设计一、引言现代工业生产中,电机作为驱动设备的重要组成部分,对其控制和调节已经成为一个不可避免的问题。

而变频器是现代电机控制技术中的重要设备,其应用范围十分广泛。

本文将介绍变频器的原理及应用,帮助读者全面了解变频器的基本知识,并通过课程设计的形式,提高学生对变频器的理解和应用能力。

二、变频器的原理1. 变频器的概念变频器是一种将交流电源转换为可变频交流电源,调节电机转速的装置。

其基本原理是通过控制变频器内部的电子元器件,改变输入电源电压的频率和幅值,从而达到控制电机转速的目的。

2. 变频器的组成变频器由输入端、控制电路和输出端三部分组成。

输入端接收交流电源,控制电路通过内部电子元器件对输入电源进行调节,输出端则将调节后的交流电源输出给电机。

3. 变频器的工作原理变频器接收交流电源后,经过整流、滤波等处理,获得直流电源,再通过PWM技术控制IGBT等元器件工作状态,输出可变频率、可变幅值的交流电源,以改变电机的转速,从而实现对电机转速的精确控制。

三、变频器的应用1. 变频器在工业领域中的应用变频器被广泛应用于工业生产中的各个领域,例如水泵、风机、制冷设备、压缩机等。

通过变频器对电机进行精确控制,不仅能提高电机的效率,降低噪音,同时还能减少能耗和维护成本,提高生产效率。

2. 变频器在家用领域中的应用近年来,随着家庭电器的智能化和节能化,变频器也开始被应用于家用电器中,例如空调、洗衣机、冰箱等。

通过变频器的控制,能够提高家电的控制精度和能效,同时减少了电器噪音。

四、变频器的课程设计在理论学习的基础上,为了更好地提高学生的实践能力,本文结合实际需求,设计如下课程:1. 课程名称:变频器的基本原理及应用技术2. 课程目标:•了解变频器的基本原理和应用技术•能够掌握变频器的控制方法和参数调节技术•通过实践操作,掌握变频器在电机控制中的应用技能3. 课程安排:•第一节:变频器的基本原理及结构•第二节:变频器的控制技术和参数调节•第三节:变频器实践操作及应用技术4. 教学方法:•理论讲解:讲解变频器的基本原理和应用技术•实验操作:通过实验操作,演示变频器在电机控制中的应用技能•讨论交流:与学生进行互动讨论,了解学生对变频器的理解和应用情况,提高学生的实践能力五、结论变频器是现代电机控制技术的重要设备,具有广泛的应用价值,带动了工业生产和家庭电器的智能化和节能化发展。

变频器技术课程设计

变频器技术课程设计

变频器技术课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握变频器技术的基本原理,理解变频器在电机控制中的应用和重要性。

2. 使学生了解变频器的电路构成、工作过程及主要参数设置,能结合实际案例分析其功能和应用。

3. 引导学生掌握变频调速的原理,学会进行简单的变频器编程和调试。

技能目标:1. 培养学生运用变频器技术解决实际问题的能力,能进行简单的系统调试和故障排查。

2. 提高学生的动手操作能力,使其能独立完成变频器的安装、调试和运行。

3. 培养学生团队协作和沟通能力,能在小组项目中共同解决问题。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对变频器技术及相关工程领域的兴趣,激发其学习热情。

2. 引导学生树立安全意识,遵循工程实践中的规范操作,养成良好的工程素养。

3. 培养学生具备节能环保意识,理解变频器技术在实际应用中对节能减排的意义。

分析课程性质、学生特点和教学要求:本课程为实践性较强的课程,旨在培养学生的动手操作能力和实际问题解决能力。

学生处于中等职业学校或技工学校年级,具备一定的电工电子基础知识和技能。

教学要求注重理论与实践相结合,以学生为主体,充分调动学生的积极性、主动性和创造性。

二、教学内容1. 变频器技术基本原理:介绍变频器的工作原理、电路构成,重点讲解变频器的调制方式、逆变器的工作过程。

教材章节:第一章 变频器技术概述2. 变频器的主要参数设置:学习变频器的各项参数设置,如频率、电压、电流等,以及如何根据实际需求进行参数调整。

教材章节:第二章 变频器参数设置与调整3. 变频调速原理:讲解变频调速的基本原理,分析调速方法及其优缺点。

教材章节:第三章 变频调速原理4. 变频器编程与调试:学习变频器的编程方法,掌握基本的调试技巧,了解故障排除方法。

教材章节:第四章 变频器编程与调试5. 变频器在实际应用案例分析:分析变频器在工业、农业、日常生活等领域的应用案例,了解其节能减排效果。

教材章节:第五章 变频器应用案例分析6. 实践操作:安排学生进行变频器安装、调试、运行等实践操作,提高学生的动手能力。

变频器技术课程设计

变频器技术课程设计

目录1 变频器恒压供水系统简介 (1)1.1变频恒压供水系统理论分析 (1)1.1.1变频恒压供水系统节能原理 (1)1.1.2 变频恒压控制理论模型 (2)1.2恒压供水控制系统构成 (3)1.3 变频器恒压供水产生的背景和意义 (4)2 变频恒压供水系统设计 (4)2.1 设计任务及要求 (4)2.2 系统主电路设计 (5)2.3 系统工作过程 (6)3 器件的选型及介绍 (7)3.1 变频器简介 (7)3.1.1 变频器的基本结构与分类 (7)3.1.2 变频器的控制方式 (7)3.2 变频器选型 (8)3.2.1 变频器的控制方式 (8)3.2.2 变频器容量的选择 (9)3.2.3 变频器主电路外围设备选择 (11)3.3 可编程控制器(PLC) (13)3.3.1 PLC的定义及特点 (13)3.3.2 PLC的工作原理 (14)3.3.3 PLC及压力传感器的选择 (14)4 PLC编程及变频器参数设置 (15)4.1 PLC的I/O接线图 (15)4.2 PLC程序 (15)4.3 变频器参数的设置 (18)4.3.1 参数复位 (18)4.3.2 电机参数设置 (18)附录 (19)参考文献 (20)1 变频器恒压供水系统简介1.1变频恒压供水系统理论分析1.1.1变频恒压供水系统节能原理供水系统的基本特性和工作点扬程特性是以供水系统管路中的阀门开度不变为前提,表明水泵在某一转速下扬程H与流量Q之间的关系曲线f(Q),如图1-1所示。

图1-1供水系统的基本特征由图可以看出,流量Q越大,扬程H越小。

由于在阀门开度和水泵转速都不变的情况下,流量的大小主要取决于用户的用水情况,因此,扬程特性所反映的是扬程H与用水流量Q(u)间的关系。

而管阻特性是以水泵的转速不变为前提,表明阀门在某一开度下,扬程H与流量Q之间的关系H J (Qu )。

管阻特性反映了水泵的能量用来克服泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。

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目录一、变频器的概述............................................................................................ 错误!未定义书签。

1.1变频器的发展前景 (1)1.2变频器的组成与分类 (1)1.3变频器的基本原理 (2)二、变频器的设计要求 (3)三、变频器的主要参数的选取和设计 (3)3.1交流侧阻容吸收环节R、C的选择 (3)3.2整流二极管的选择 (4)3.3平滑滤波电容C’的选择 (4)3.4IGBT的选择 (6)四、变频器主电路的设计 (6)4.1整流电路和上电缓冲电路 (7)4.2逆变电路 (7)4.3驱动电路 (8)4.4开关电源电路 (9)五、变频器控制电路的设计 (10)5.1保护采样电路 (10)5.2微机处理芯片电路 (10)5.3变频器的控制方式选择 (11)六、个人小结 (16)七、参考文献............................................................................................................................ (17)一、变频器的概述1.1变频器的发展前景变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(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。

变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。

随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了非常广泛的应用。

变频调速以其优异的调速和起制动性能,高效率、高功率因数和节电效果,广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。

变频器是由整流电路、滤波电路、逆变电路组成。

其中整流电路和逆变电路中均使用了半导体开关元件,在控制上则采用的是PWM控制方式,这就决定了变频器的输入、输出电压和电流除了基波之外,还含有许多的高次谐波成分。

这些高次谐波成分将会引起电网电压波形的畸变,产生无线电干扰电波,它们对周边的设备、包括变频器的驱动对象--电动机带来不良的影响。

1.2变频器的组成与分类电压型变频器主电路包括:整流电路、中间滤波电路、限流电路、逆变电路、控制电路组成。

变频器总体分为:“交-交变频器”和“交-直-交变频器”两种。

还可以分为电压型或者电流型变频器。

交-交变频器在结构上没有明显的中间直流环节(或者叫“中间直流储能环节”、或“中间滤波环节”),来自电网的交流电被直接变换为电压、频率均可调的交流电,所以称为直接式变频器。

交-直-交变频器有明显的中间直流环节,工作时,首先把来自电网的交流电变换为直流电,经过中间直流环节之后,再通过逆变器变换为电压、频率均可调的交流电,故又称为间接式变频器。

所以,深入了解交流传动与控制技术的走向,对我们的学习工作具有十分积极的意义。

1.3变频器的基本原理变频器的工作原理是通过控制电路来控制主电路,主电路中的整流器将交流电转变为直流电,直流中间电路将直流电进行平滑滤波,逆变器最后将直流电再转换为所需频率和电压的交流电,部分变频器还会在电路内加入CPU等部件,来进行必要的转矩运算。

图1 交-直-交变频器的主电路二、变频器的设计要求设计一款1KW的简易变频器的全套硬件电路。

1.输入三相220V电压。

2.功能基本达到要求,接近市面,可以使用。

3.主电路包括:整流电路、上电缓冲电路、逆变电路、驱动电路、开关电源电路。

4. 控制电路包括:母线电压采样电路、三相电流采样电路、过压过流保护电路、数字量输入输出电路、模拟量输入电路、MCU 等。

三、变频器的主要参数的选取和设计在变频器主电路的设计中,主要包括电源侧阻容吸收电路中R、C 的选择,三相整流电路器件的选择,中间滤波电容的选择,以及IGBT 的电压、电流定额值的选择。

3.1交流侧阻容吸收环节R、C的选择阻容吸收电路中,C的作用是防止变压器操作过电压和浪涌过电压,R的作用是防止电容和变压器漏抗产生谐振。

电源变压器为Y接法,阻容吸收环节采用∆接法。

电容容量C按下式计算:。

式中,i0%是变压器励磁电流百分数;S是变压器每相平均计算容量(VA);U2是变压器次级相电压有效值(V)。

电容C的耐压计算:。

阻尼电阻R的计算:。

式中,UK%是变压器短路比,一般UK%=5~10。

电阻器R的功率计算:。

式中,k1=3(对三相桥式电路);k2=900。

3.2整流二极管的选择整流器输出接滤波电容,稳定工作时流过变压器副边相电流如图2所示。

通过三相整流桥的每个整流二极管的电流波形近似为方波,如图3所示。

图中IM对应于电动机最大负载电流的峰值,也决定了方波的峰值,则流过二极管的电流有效值为:。

图2 变压器副边近似电压图3 整流二极管近似电压故二极管的电流额定值为:。

二极管的耐压:,式中,U2lm—–整流器输入线电压峰值。

3.3平滑滤波电容C’的选择中间滤波环节的电解电容C’有两个作用:一是对整流电路的输出电压滤波,尽可能保持其输出直流电压为恒定值;二是吸收来自逆变电路由元件换向引起的续流能量和电动机在制动过程中回馈的能量,防止逆变器过电压损坏IGBT。

考虑电解电容用作滤波时,C’和负载的等效电阻的乘积(时间常数)应远远大于三相整流桥输出电压的脉动周期T=0.0033s,则:。

取负载等效电阻RF=0.5Ω。

考虑将C’用作吸收异步电动机的回馈能量时,其容量只能按能量关系来近似估计。

当异步电动机突然停车和减速制动时,电容两端将产生“泵升”电压,为保护IGBT不致损坏,一般尽量选取大电容值,形成“水池”以使泵升电压不致太高。

另外,逆变器一般要有泵升电压限制电路。

电动机轴上的机械储能:。

漏感的储能:。

电容上的初始电压为u0,电容的储能:。

u1为能量回馈后引起的电容电压升高值。

假定能量回馈时不计其他损耗,电动机骤停时,机械储能与漏感储能之和等于电容上的储能,即设定过压系数K=u1/u0(K>1),则若限定K=1.3,即允许电容上泵升电压升高30%,则式(4-28)表明,当电压泵升值一定时,负载侧储能越大,滤波电容的容量也越大。

而当储能一定时,泵升电压值越低,K越小,所需的电容量也就越大。

3.4IGBT的选择IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品;封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上;IGBT 模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点;当前市场上销售的多为此类模块化产品,一般所说的IGBT也指IGBT模块;随着节能环保等理念的推进,此类产品在市场上将越来越多见;(1)要根据负载的最严重情况选择IGBT,如要适当考虑异步电动机的启动电流,要考虑交流电流的峰值。

因此,通过IGBT的集电极电流(2)要考虑IGBT的β是受集电极电流IC的增加而降低的,IC 越大,β越小。

(3)IGBT的耐压UCEO至少应为实际承担的最大峰值电压的1.2倍以上,即四、变频器主电路的设计变频器主电路包括:整流电路、上电缓冲电路、逆变电路、驱动电路、开关电源电路;4.1整流电路和上电缓冲电路整流电路和上电缓冲电路如图5所示,采用的是电容滤波的三相桥式不可控整流电路。

基本原理是:该电路中当某一对二极管导通时输出直流电压等于交流侧线电压中最大的一个,该线电压向电容共电,也向负载供电。

当没有二极管导通时,由电容向负载供电,输出电压按指数规律下降。

上电缓冲电路由充电电阻R1和继电器S1构成,经过三相整流桥整流后的六脉波300HZ的脉动直流电压先经过充电电阻R1对模块外接电容进行充电,等电容充电到一定的幅值时,CPU 输出一个充电继电器的闭合指令,继电器S1接通,将R1短接,变频器随后才进入待机状态。

图5 整流电路和上电缓冲电路4.2逆变电路逆变电路如图6所示,从电路结构上看三相桥式PWM变频电路只能选用双极性控制方式,其工作原理如下:三相调制信号URU、URV 和URW为相位依次相差120°的正弦波,而三相载波信号是共用一个正负方向变化的三角形波UC。

UVW相自关断开关器件的控制方法相同,以U相为例:在URU>UC的各区间,给上桥臂IGBTV1以导通驱动信号,而给下臂V4以关断信号,U相输出电压相对直流电压UD中性点为UD一半。

在URU<UC的各区间,给V1以关断信号,V4为导通信号,输出电压为UD一半。

电路中六个二极管是为负载换流过程提供续流回路,其他两相的控制原理与U相相同。

图6 逆变电路4.3驱动电路本次变频器的驱动电路利用PC923芯片和PC929芯片分别来驱动上下臂,PC923管脚图如图8所示,PC929管脚图如图9所示。

PC923内部电路为一只光耦合器,为互补电压跟随器输出,有400mA的电流输出能力,完全可以独立驱动小功率IGBT模块而无需外置放大器。

图8 PC923的管脚图PC923的引脚功能;1、4脚为空脚;2、3脚为信号输入端,2脚内接光耦合器发光二极管的阳极,3脚内接发光二极管的阴极;8、7脚为正负电源供电端,8、5脚短接以使内部输出和控制回路共用正电源,典型应用值为22-24V;6脚为信号输出端,内接互补电压跟随器的输出中点。

PC929内部除一路光耦合器外,另有IGBT导通管压降检测电路和SC信号输出电路、SC故障自锁电路,对IGBT具有快速保护功能。

图9 PC929管脚图PC929引脚功能:1、2脚内部已短接,2、3脚为信号输入端,2脚内接光耦合器发光二极管的阳极,4、5、6、7为空脚;8为模块故障信号输出脚,内部晶体管射极接负供电,基极受故障信号检测电路所控制;9脚为模块故障信号检测输入脚;10、14脚为负电源供电脚;12、13脚为正电源供电脚;11脚为驱动脉冲输出脚。

上下各有三个驱动臂,如图10所示:图10 驱动电路整体图以上臂驱动电路为例,经R18、D16、C5稳压和滤波,变为+15V 和﹣7.5V正负电源,Z4的负极为零电位点,引出至逆变模块中U相上臂IGBT的发射极;从CPU来的激励脉冲信号,经R15输入到U6的2、3脚之间。

在正向脉冲到来时,PC923内部光耦合器开通,U6的6脚输出为﹢15V的驱动电压,经R15送入逆变模块中U相上臂IGBT 栅极,使其快速开通;在无脉冲或负向脉冲期间,U6的6脚输出电压幅值为﹣7.5V的截止负压,使所驱动的IGBT迅速截止和维持截止状态。

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