变频调速的原理

1. 变频调速的原理 设计者：杨宏 学校：福建省高级技工学校

2. 变频器的原理 • 1、变频器实用原理框图 图05-04 变频器实用原理框图

3. 变频器的原理 • 2、变频器构成器件简介 • 如表 05-03所示

4. 变频器的原理 表05-03 变频器构成器件简介

5. 变频器的原理 • 3、PWM（Pulse Width Moduration）调制 • PWM调制是：脉冲宽度调制技术，利用半导体开关器件的导通和关断通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。把直流电压调制成电压可变、频率可变的电压脉冲列。 • SPWM调制是：脉冲宽度按正弦规律变 化而和正弦波等效的PWM波形。能获 得理想的控制效果：输出电流近似正弦 图05-05 用PWM波代替正弦半波

6. 变频器的原理 • 要改变等效输出正弦波幅值，按同一比例改变各脉冲宽度即可。 • 等幅PWM波和不等幅PWM波：由直流电源产生的PWM波通常是等幅PWM波；输入电源是交流，得到不等幅PWM波，基于面积等效原理，本质是相同的。 • SPWM波：等效正弦波形，还可以等效成其他所需波形，如等效所需非正弦交流波形等，其基本原 理和SPWM控制相同，也基 于等效面积原理。 图05-06 等幅PWM波和不等幅PWM波 • 图05-07 SPWM波

7. 变频器的原理 • 载波频率必须高，才能保证调制后得到的波形与调制前效果相同 • GTR变频器由于开关频率太低，电机噪声较大，IGBT有效的解决了这个问题 • 目前中小功率的逆变电路几乎都采用PWM技术。逆变电路是PWM控制技术最为重要的应用场合。PWM逆变电路也可分为电压型和电流型两种，目前实用的几乎都是电压型。 图05-08 SPWM调制

8. 变频器的原理 • 4、交流调速的控制核心 • 只有保持电机磁通恒定才能保证电机出力，才能获得理想的调速效果 （1）V/F控制－－－－简单实用，性能一般，使用最为广泛 • 只要保证输出电压和输出频率恒定就能近似保持磁通保持恒定 • 例: 对于380V 50Hz电机，当运行频率为40HZ时，要保持V/F 恒定，则40HZ时电机的供电电压:380×（40/50)＝304V • 低频时，定子阻抗压降会导致磁通下降，需将输出电压适当提高

9. 变频器的原理 （2）矢量控制－－－性能优良，可以与直流调速媲美，技术成熟较晚 • 模仿直流电机的控制方法，采用矢量坐标变换来实现对异步电机定子励磁电流分量和转矩电流分量的解耦控制，保持电机磁通的恒定，进而达到良好的转矩控制性能，实现高性能控制。性能优良，控制相同复杂，直到90代计算机技术迅速发展才真正大范围使用。