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1、2019/5/22,1,第5章 调速器的使用方法及,常见故障的维修,2019/5/22,2,第521讲,第5章 调速器的使用方法及,常见故障的维修,本讲主要内容：,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,2019/5/22,3,第521讲,第5章 调速器的使用方法及,常见故障的维修,本讲主要内容：,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,2019/5/22,4,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,变频器是一种能把工频电源变换 成可变频率可变电压的交流电源，以 实现电动机变速运行的设备。通用变 频器能与通用的鼠笼电动机配套使用， 适用于各种不同性质的负载并具有多 种可供选择的功能。,2019
2、/5/22,5,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,变频器是一种能把工频电源变换 成可变频率可变电压的交流电源，以 实现电动机变速运行的设备。通用变 频器能与通用的鼠笼电动机配套使用， 适用于各种不同性质的负载并具有多 种可供选择的功能。,2019/5/22,6,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 1、变频器的工作原理简介 根据异步电动机的转速表达式 可知，改变频率就能改变电动机的频率，但是在实际实验中发现单纯改变电动机的频率会烧坏电动机，为什么呢？ 由电机学可知，定子绕组的反电动势是定子绕组切割旋转磁场磁力线的结果，本质上是定子绕组的自感电动势
3、。其三相异步电机定子每相电动势的有效值是：,2019/5/22,7,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 1、变频器的工作原理简介 根据异步电动机的转速表达式 可知，改变频率就能改变电动机的频率，但是在实际实验中发现单纯改变电动机的频率会烧坏电动机，为什么呢？ 由电机学可知，定子绕组的反电动势是定子绕组切割旋转磁场磁力线的结果，本质上是定子绕组的自感电动势。其三相异步电机定子每相电动势的有效值是：,2019/5/22,8,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 1、变频器的工作原理简介 式中：E1:气隙磁通在定子
4、每相中感应电动势的有效值，单位为V； f1:定子频率，单位为Hz； N1:定子每相绕组串联匝数； kr1:与绕组结构有关的常数； M:每极气隙磁通量，单位为Wb。 由式（5l）可知，如果定子每相电动势的有效值E1不变，当我们改变定子频率时就会出现下面两种情况：,2019/5/22,9,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 1、变频器的工作原理简介 式中：E1:气隙磁通在定子每相中感应电动势的有效值，单位为V； f1:定子频率，单位为Hz； N1:定子每相绕组串联匝数； kr1:与绕组结构有关的常数； M:每极气隙磁通量，单位为Wb。 由式（5l）可知，
5、如果定子每相电动势的有效值E1不变，当我们改变定子频率时就会出现下面两种情况：,2019/5/22,10,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 1、变频器的工作原理简介 如果 f1大于电机的额定频率 f1N， 那么气隙磁通量 M 就会小于额定气隙磁通量MN。其结果是：尽管电机的铁心没有得到充分利用是一种浪费，但是在机械条件允许的情况下长期使用不会损坏电机。 如果 f1小于电机的额定频率 f1N，那么气隙磁通量 M 就会大于额定气隙磁通量M。其结果是：电机的铁心产生过饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。,2019/5/22,11,
6、第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 1、变频器的工作原理简介 如果 f1大于电机的额定频率 f1N， 那么气隙磁通量 M 就会小于额定气隙磁通量MN。其结果是：尽管电机的铁心没有得到充分利用是一种浪费，但是在机械条件允许的情况下长期使用不会损坏电机。 如果 f1小于电机的额定频率 f1N，那么气隙磁通量 M 就会大于额定气隙磁通量M。其结果是：电机的铁心产生过饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。,2019/5/22,12,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 1、变频器的工作原理简介
7、要实现变频调速，在不损坏电机的条件下，充分利用电机铁芯，发挥电机转矩的能力，最好在变频时保持每极磁通量M为额定值不变。 对于直流电机，励磁系统是独立的，尽管存在电枢反应，但只要对电枢反应作适当的补偿，保持M不变是很容易做到的。在交流异步电机中，磁通是定子和转子磁动势合成产生的，如何才能保持磁通基本不变呢？,2019/5/22,13,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 1、变频器的工作原理简介 要实现变频调速，在不损坏电机的条件下，充分利用电机铁芯，发挥电机转矩的能力，最好在变频时保持每极磁通量M为额定值不变。 对于直流电机，励磁系统是独立的，尽管存在
8、电枢反应，但只要对电枢反应作适当的补偿，保持M不变是很容易做到的。在交流异步电机中，磁通是定子和转子磁动势合成产生的，如何才能保持磁通基本不变呢？,2019/5/22,14,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 1、变频器的工作原理简介 由式(51)可知，要保持M不变，当频率f1从额定值f1N 向下调节时，必须同时降低E1，使E1/f1常数。即采用电动势与频率之比恒定的控制方式。 然而，绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势的值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压U1E1，则得,2019/5/22,15,第5.2节 通用变频器
9、的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 1、变频器的工作原理简介 由式(51)可知，要保持M不变，当频率f1从额定值f1N 向下调节时，必须同时降低E1，使E1/f1常数。即采用电动势与频率之比恒定的控制方式。 然而，绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势的值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压U1E1，则得,2019/5/22,16,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 1、变频器的工作原理简介 这是恒压频比的控制方式。 在恒压频比条件下改变频 率时，我们能够证明：机械特 性基本上是平行下移的，如图 所示。
10、,2019/5/22,17,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 1、变频器的工作原理简介 这是恒压频比的控制方式。 在恒压频比条件下改变频 率时，我们能够证明：机械特 性基本上是平行下移的，如图 所示。,2019/5/22,18,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 1、变频器的工作原理简介 在基频以上调速时，频率可以 从f1N往上增高，但电压U1却不能 超过额定电压U1N，最多只能保持 U1=U1N 。由式(51)可知，这将 迫使磁通随频率升高而降低，相 当于直流电机弱磁升速的情况。,2019/5/22,1
11、9,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 1、变频器的工作原理简介 在基频以上调速时，频率可以 从f1N往上增高，但电压U1却不能 超过额定电压U1N，最多只能保持 U1=U1N 。由式(51)可知，这将 迫使磁通随频率升高而降低，相 当于直流电机弱磁升速的情况。,2019/5/22,20,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 2、变频器的主电路结构简介 如图5-19所示，变频器的主电路主要由四部分构成，分别是整流电路、中间直流电路、制动电阻和制动单元以及逆变器（桥）。,图5-19 变频器的主电路,2019/5
12、/22,21,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 2、变频器的主电路结构简介 如图5-19所示，变频器的主电路主要由四部分构成，分别是整流电路、中间直流电路、制动电阻和制动单元以及逆变器（桥）。,图5-19 变频器的主电路,2019/5/22,22,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 2、变频器的主电路结构简介 (1) 整流电路 如图5-19中(1)所示，整流电路为由VD1VD6组成的三相不可控整流桥，它们将电源的三相交流全波整流成直流。整流电路因变频器输出功率大小不同而异。小功率的，输入电源多用单相220
13、V，整流电路为单相全波整流桥；功率较大的，一般用三相380V电源，整流电路为三相桥式全波整流电路。,图5-19 变频器的主电路,2019/5/22,23,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 2、变频器的主电路结构简介 (1) 整流电路 如图5-19中(1)所示，整流电路为由VD1VD6组成的三相不可控整流桥，它们将电源的三相交流全波整流成直流。整流电路因变频器输出功率大小不同而异。小功率的，输入电源多用单相220V，整流电路为单相全波整流桥；功率较大的，一般用三相380V电源，整流电路为三相桥式全波整流电路。,图5-19 变频器的主电路,2019/5
14、/22,24,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 2、变频器的主电路结构简介 (2)中间直流电路 如图5-19中(2)所示，中间直流电路由限流电阻 RL与开关 SL、电源指示 HL、滤波电容器 CF组成，将整流侧输出的脉动直流经滤波后变为直流电，输出到逆变器的输入端。,图5-19 变频器的主电路,2019/5/22,25,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 2、变频器的主电路结构简介 (2)中间直流电路 如图5-19中(2)所示，中间直流电路由限流电阻 RL与开关 SL、电源指示 HL、滤波电容器 CF组成
15、，将整流侧输出的脉动直流经滤波后变为直流电，输出到逆变器的输入端。,图5-19 变频器的主电路,2019/5/22,26,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 2、变频器的主电路结构简介 (3)制动电阻和制动单元 如图5-19中(3)所示。 1)制动电阻RB 电动机在工作频率下降过程中，异步电动机的转子转速将超过此时的同步转速处于再生制动状态，拖动系统的动能要反馈到直流电路中，使电容上的直流电压不断上升，甚至可能达到危险的地步。因此，必须将再生到直流电路的能量消耗掉，使电容上的直流电压保持在允许范围内。制动电阻 RB就是用来消耗这部分能量的。,图5-1
16、9 变频器的主电路,2019/5/22,27,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 2、变频器的主电路结构简介 (3)制动电阻和制动单元 如图5-19中(3)所示。 1)制动电阻RB 电动机在工作频率下降过程中，异步电动机的转子转速将超过此时的同步转速处于再生制动状态，拖动系统的动能要反馈到直流电路中，使电容上的直流电压不断上升，甚至可能达到危险的地步。因此，必须将再生到直流电路的能量消耗掉，使电容上的直流电压保持在允许范围内。制动电阻 RB就是用来消耗这部分能量的。,图5-19 变频器的主电路,2019/5/22,28,第5.2节 通用变频器的工作原理及维修,5.2.1 变频器的工作原理简介及分类 2、变频器的主电路结构简介 (3)制动电阻和制动单元 如图5-19中(3)所示。 2)制动单元 VTB 制动单元VTB由大功率晶体管GTR及其驱动电路构成。其功能是控制流经 RB的放电电流IB。,图5-19 变频器的主电路,201
