文档介绍：新疆轻工职业技术学院
毕业论文
论文题目:浅谈变频器的原理及应用
姓名:宋相川
班级:普05电气自动化(2)
指导教师:热西旦
二○○八年三月二十八日
摘要:
,随着电力电子技术的发展,交流变频技术从理论到实际逐渐走向成熟。变频器不仅调速平滑,范围大,效率高,启动电流小,运行平稳,而且节能效果明显。因此,交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统,越来越广泛的应用于冶金、纺织、印染、烟机生产线及楼宇、供水等领域。一般分为整流电路、平波电路、控制电路、逆变电路等几大部分。
关键词: 变频器工作原理异步电动机技术发展
目录
第一章…………………………………………………………引言
第二章…………………………………………变频器的工作原理
1 电动机参数
2 变频器控制方式
第三章……………………………变频器对异步电机的变频调速
1异步电机
2变频器供电下的电机运行条件
3 设计要点
4调速电机设计的进一步发展
第四章…………………………………………变频器技术的发展
1现况
2 国变频器技术的发展概况
3 国内变频技术的现状和发展前景
第五章…………………………………………………………总结
第一章:引言
变频调速技术,顺应了工业生产自动化发展的要求,开创了一个全新的智能电机时代。一改普通电动机只能以定速方式运行的陈旧模式,使得电动机及其拖动负载在无须任何改动的情况下即可以按照生产工艺要求调整转速输出,从而降低电机功耗达到系统高效运行的目的。现已在电力、冶金、石油、化工、造纸、食品、纺织等多种行业的电机传动设备中得到实际应用。目前,变频调速技术已经成为现代电力传动技术的一个主要发展方向。卓越的调速性能、显著的节电效果,改善现有设备的运行工况,提高系统的安全可靠性和设备利用率,延长设备使用寿命等优点随着应用领域的不断扩大而得到充分的体现。 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。如何选择性能好的变频其应用到工业控制中,是我们专业技术人员共同追求的目标。
异步电机是典型的常规交流电机。自从现代交流变频调速技术发明以来,异步电机驱动技术得到了广泛的研究和发展。但在这些研究中,主要针对变频器拓朴结构及控制算法的研究开发,而在异步电机设计和分析方面却没有明显的改变。目前,我国所用电动机主要为20世纪70年代末设计出来的Y系列异步电机,该电机主要是针对恒频恒压电源设计的。这样的电机在变频器供电下,其效率、功率因数和功率密度等稳态性能都有所下降,且电机绝缘、噪声及其它故障情况也趋于恶化。因此,重新考虑异步电机在变频调速系统中的设计问题势在必行。
第二章变频器的工作原理
1交流电动机参数
交流电动机的同步转速表达式位: n=60 f(1-s)/p
(1)式中 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(1)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的范围内变化时,电动机转速调节范围非常宽。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。其原理图下:
2 频器控制方式
低压通用变频输出电压为380~650V,~400kW,工作频率为0~400Hz,它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代。
U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式
其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。另外,其机械特性终究没有直流电动机硬,动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意,且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。
(SVPWM)控制方式
它是以三相波形整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次生成三相调制波形,以内切多边形逼近圆