变频调速应用
技术讲座
讲师介绍
张燕宾生于1937年，毕业于上海电机学院的工业企业自动化专业和吉林函授学院的数学系，高级工程师。
文革前曾先后在长春工业大学和长春大学任教，退休于宜昌市自动化研究所。
曾任宜昌市自动化研究所副所长、宜昌市科委深圳联络处主任、宜昌市自动化学会理事长、湖北省自动化学会常务理事等职。
退休后从事变频调速技术的推广应用。主要工作有：
1．每年应邀在北京等地主讲变频调速学习班；
2．应邀在各种杂志上撰写介绍变频调速应用方面的文章百余篇；
3．编写变频器应用方面的读物。已经出版的著作有《SPWM变频调速应用技术》（第一、第二、第三版）、《变频调速应用实践》（主编）、《电动机变频调速图解》、《实用变频调速技术培训教程》、《常用变频器功能手册》、《变频调速460问》、《变频器应用教程》等目   录
第1讲 百年期待盼变频	1
1.1 身轻体健失欢颜	1
1.2 开关器件最关键	2
1.3 变频变压须简便	5
1.4 主体电路记心间	10
1.5 电流大小分三片	13
第2讲　选好系统上变频	16
2.1 变频选型最重要	16
2.2 基本电路要配好	19
2.3 供电部门不能恼	22
2.4 睦邻友好抗干扰	25
2.5 能耗电路勿硬套	27
2.6 传动机构常想到	30
第3讲 预置功能调变频	35
3.1 操作方式先选定	35
3.2 升速降速稳又平	38
3.3 拖动负载须有劲	43
3.4 频率定义记分明	51
3.5 预置流程记要领	54
第4讲 设计电路控变频	57
4.1 正反控制记要领	57
4.2 升、降功能活用灵	58
4.3 切换控制须小心	61
4.4 闭环控制P、I行	63
4.5 控制参数要辨明	70
第5讲 因材施变用变频	78
5.1 变频本领心中掂	78
5.2 基本关系不能偏	80
5.3 恒转矩运行要求严	83
5.4 恒功率容量是关键	88
5.5 二次方律节能最优先	92
第6讲 未尽补遗述变频	100
6.1 常见故障应记牢	100
6.2 避免停机有绝招	103
6.3 测量问题有烦恼	105
6.4 模块好坏大致校	108
6.5 异常问题须思考	111
6.6 经济效益想周到	114
6.7 家电也是变频好	119
 第1讲 百年期待盼变频
1.1 身轻体健失欢颜
三相交流异步电动机发明于1889年
1．1．1 结构简单价低廉		
图1－1 异步电动机的优点
1．1．2 生产要求速度变		
图1－2 老式龙门刨床的刨台控制
1．1．3 变频调速难实现		
变频可以调速是和异步电动机“与生俱来”的！
图1－3 变频实现无级调速
1.2 开关器件最关键
1．2．1 变频核心是逆变		
交－直－交变频器的基本结构
图1－4 交－直－交变频器框图
单相逆变桥
图1－5 单相逆变桥原理
三相逆变桥
图1－6 三相逆变桥
1．2．2 逆变器件有条件
1．能承受足够大的电压和电流。
图1－7 逆变器件承受的电压和电流
2．允许长时间频繁地接通和关断：
50Hz─→每小时18万次。
3．接通和关断的控制必须十分方便。
1．2．3 电力电子基础奠
   1．起步始于晶闸管
图1－8 　SCR逆变
ａ）逆变电路  ｂ）电压波形  ｃ）电流波形
   2．普及归功GTR（BJT）
图1－9　GTR逆变
ａ）逆变电路  ｂ）电压波形  ｃ）电流波形
3．提高全靠IGBT
图1－10 　IGBT逆变
ａ）逆变电路  ｂ）电压波形  ｃ）电流波形
1.3 变频变压须简便
1．3．1 能量传递靠磁通	
图1－11 能量的传递
磁通在定子电路中的反映：
图1－12 定子等效电路
1．3．2 磁通大小不能动
　　1．磁通减小
图1－13　磁通减小的结果
	2．磁通增加
　Φ1↑→磁路饱和→励磁电流畸变，产生尖峰电流。
图1－14 磁路饱和后的励磁电流
1．3．3 变频偏把要害捅		
图1－15 频率下降时的磁通
1．3．4 　VVVF出了笼		
保持Φm不变的准确方法
    因为：				E1＝KE’f1Φ1
    所以：				Φ1＝KΦ	·  
   						＝const→Φ1＝const
　	实际方法（顶替办法）	   
						＝const→Φ1≈const
	所以，变频的同时也必须变压，常被简称为VVVF（Variable Voltage Variable	Frequency）
1．3．5 脉宽调制常采用
PMA（脉幅调制）－电压大小通过改变振幅值来调节	
图1－16 脉幅调制
PWM（脉宽调制）－电压大小通过改变脉冲占空比d来调节	
图1－17 脉宽调制
正弦脉宽调制（SPWM）
图1－18 正弦脉宽调制
SPWM的实现（单极性）
图1－19 单极性脉宽调制
双极性SPWM 
图1－20 双极性脉宽调制
1.4 主体电路记心间
1．4．1 交－直变换有特点
图1－21 整流及滤波电路
   1．滤波电容要均压
图1－22　均压原理
2．充电过程须限流
图1－23　合上电源时的充电过程
   3．限流电阻范围宽
图1－24　限流电阻中的电流
	容量较小变频器：		RL≈50～100Ω
	容量较大变频器：　　　　RL≈10～40Ω
	电阻容量：　　　　　　　PR≈50～100W
1．4．2 直－交变换是关键
1．输入、输出不允许接错
图1－25　电源接错的后果
	2．输出侧不能接电容器
图1－26　输出侧接电容器的后果
	3．反向二极管的作用
图１－27 反向二极管的作用
1．4．3 能耗电路为放电
图1－28 能耗电路
1．4．4　主体电路全貌建
图1－29 主体电路全貌
1.5 电流大小分三片
1．5．1　转矩平衡转速稳				
图1－30　拖动系统的转矩平衡
1．5．2　各处能量须守恒
图1－31 电流大小分三片
1．5．3 更新产品又出现	
   1．整流采用十二脉波
图1－32 十二脉波整流
	２．逆变采用三电平
图1－33 三电平逆变
第2讲　选好系统上变频
2.1 变频选型最重要
2．1．1　电流裕量须留意
电动机容量（Kw）	22.0	30.0	37.0	45.0	55.0	75.0		电动机额定电流
IMN（A）	2p＝2	42.2	56.9	70.4	83.9	102.7	140.1			2p＝4	42.5	56.9	69.8	84.2	102.5	139.7			2p＝6	44.6	59.5	72.0	85.4	104.9	142.4			2p＝8	47.6	63.0	78.2	93.2	112.1	152
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