DZ01(新38)第一讲变频器的主电路

变频调速应用技术讲座

张燕宾（0717－6833317；139********；zyanbin@https://www.wendangku.net/doc/d510231529.html,）第1讲变频器的主电路

1．1开发变频器的初衷

1．1．1异步电动机的优点很突出

1．三相交流异步电动机的构造和原理

（1）笼形转子异步电动机

图1－1笼形转子异步电动机的构造

a）外形b）定子c）转子（短路绕组）

（2）绕纯转子异步电动机

图1－2绕线转子异步电动机的构造

a）外形与接线b）转子绕组

2．旋转磁场

（1）旋转磁场的形成

图1－3三相交流电的合成磁场

a）A相电流最大b）B相电流最大c）C相电流最大

（2）同步转速和频率的关系

图1－4同步转速和频率的关系

a）频率为50Hz b）频率为100Hz

（3）同步转速和磁极对数的关系

图1－54极电动机的旋转磁场转速

a）A相电流达振幅b）B相电流达振幅c）C相电流达振幅d）A相电流达振幅

3．异步电动机旋转原理

图1－6异步电动机旋转原理

a）转子产生感应电流b）转子导体受力产生电磁转矩

1．1．2异步电动机的缺点也很突出

生产机械要求无级调速

图1－7生产机械对无级调速的要求举例1．1．3异步电动机的世纪之梦

图1－8变频可以调速

1

．2 异步电动机的能量转换过程

1．2．1 异步电动机输入电功率的过程（能量载体－定子电路）

1．作功要点

2．反电动势

图1－10定子绕组的反电动势

a）反电动势的产生b）反电动势的大小3．电动势平衡方程

图1－11定子绕组的等效电路

a）主磁通和漏磁通b）等效电路

1．2．2电动机输出机械功率的过程（能量载体－输出轴）

图1－12拖动系统的转矩平衡

1．2．3定、转子传递能量的过程（能量载体－磁路）1．作功要点

图1－13异步电动机的磁路

a）电动机的磁路b）定、转子磁动势

2．转子的等效电路

图1－14转子的等效变换电路

a）多相电路b）三相等效c）静止等效电路

3．磁动势平衡方程（电流平衡方程）

图1－15磁动势的平衡

a）转子等效电路b）磁动势的平衡

表1－2平衡方程小结

1．2．4电动机的等效电路

1．异步电动机的等效电路

图1－16电动机的等效电路

a）定、转子电路的耦合b）合并成单一的等效电路

2．等效电路的简化

图1－17等效电路的简化

a）简化的假设条件b）简化后的电路c）简化后的电流矢量图

休息15分钟

1．3交－直－交变频器的构成

1．3．1交－直－交变频器的结构与原理

1．基本框图

图1－18 交－直－交变频器框图

图1－19 单相逆变桥原理

a）V1、V2导通b）负载所得电压波形c）V3、V4导通

3．变频方法

图1－20变频方法

a）逆变桥b）交替导通c）频率较高d）频率较低

图1－21 三相逆变桥

a）三相逆变电路b）输出电压波形

1．3．2逆变器件1．逆变器件的条件

2．IGBT管

图1－22 逆变器件承受的电压和电流a）电源电压b）逆变器件承受的电压和电流

图1－23 低压变频器中广泛使用的逆变器件a）IGBT管逆变电路b）IGBT管的构成

1．4变频器的输出电压与频率

1．4．1电动机变频时出现的新问题

1．从能量关系看主磁通的变化

图1－24频率下降时电动机的磁通和励磁电流

a）频率下降时的能量变化b）磁化曲线和励磁电流

2．保持磁通不变的途径

图1－25保持磁通不变的途径

1．4．2变频又变压的具体方法

1．PWM（脉宽调制）

图1－26 脉宽调制

a）频率较高b）频率较低2．SPWM（正弦脉宽调制）

图1－27 正弦脉宽调制

a）电压波形b）基波分量