维修电工(技师、高级技师)教学PPT作者王兆晶维修电工技师高级技师第一章(全套课件齐)

第八章 企业供电系统的操作与维护
第一节 电力电子器件
图1-4 智能电力模板内部的
基本结构图
第八章 企业供电系统的操作与维护
第一节 电力电子器件
图1-5 智能电力模板应用电路
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
一、经闸门有源逆变工作原理
1.有源逆变的工作原理
图1-6 有源逆变工作原理
1） 2）
α α
＜90°时，装置处于整流状态。 ＜90°时，装置处于逆变状态。
3） 在电动机电动势作用下，晶闸管装置则将直流电转变成交流 电，并将电能送回电网。
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
3） 当逆变电压 U d 大于电动机的电动势 E 时，逆变电流与电 动机不能形成通路而处于阻断状态。
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
2.环流的二重性
一般说，产生环流是不利的，但环流又有它有利的一面，少量 的直流环流可以作为晶闸管的基本负载。
图1-9 三相桥式电路中的环流
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
三、有环流可逆调速系统
1.自然环流可逆调速系统
第三节 变频调速系统
五、变频器的主电路
1.交-直部分
（1）整流电路 （2）滤波电容 （3）限流电阻 （4）电源指标HL
2.直-交部分
图1-37 电压源型交-直-交变频器主电路的基本结构
（1）逆变管V1 ～ V6 （2）续流二级管VD7 ～ VD12 （3）缓冲电路
第八章 企业供电系统的操作与维护
第三节 变频调速系统
（1）环流 静态环流 是指晶闸管装置在固定的触发延迟角之下 稳定工作，系统中出现环流。
图1-7 反并联电路中的环流
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
（2）动态环流 是指当触发器的控制电压突然改变时，系统从一 种状态变为另一种工作状态的过渡过程中产生的环流。
图1-7 反并联电路中的环流
技能型人才培训用书
国家职业资格培训教材
国家职业资格培训教材编审委员会 编
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维修电工(技师、高级技师)
国家职业资格培训教材编审委员会 编 王兆晶 主编
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第一章 电气传动与自动控制
依据劳动和社会保障部
制定的《国家职业标准》要求编写
第八章 企业供电系统的操作与维护
第三节 变频调速系统
2) 接线原理
图 1-38 变 频 控 制 电 路 与 外 围 接 线
第八章 企业供电系统的操作与维护
第三节 变频调速系统
（2）具有恒定磁通功能的U/f控制通用变频器
图1-39 恒定电磁转矩控制电路工作原理
2.矢量控制通用变频器
矢量控制系统的基本思想是:交流异步电动机的转子能够旋转 的原因是交流电动机的定子能够产生旋转磁动势;而旋转磁动势是 交流电动机 三相对称静止绕组A,B,C,通过三相平衡的正弦电流所 产生的.但是,旋转磁动势并不一定非要三相平衡,在空间位置上互 相”垂直”;在时间上互差120 。电角度的两相绕组通以平衡的电流,
图1-26 电流变送器原理图
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
4.双闭环无电流可逆调速系统的安装、调试
（1）调试原则 1）先进行部件调试，后进行系统调试。 2）先进行开环调试，后进行闭环调试。 3）先进行电阻性负载，后调试电感性负载。 4）先进行内环试，后调试外环。 5）先进行不可逆调试，后进行可逆调试。 （2）单元部件调试 1）电流调感器（ ASR ）的调试。 2）电流调感器（ ACR ）的调试。 3）电平检测器的调试 4）反号器（ AR ）的调试。 5）逻辑控制器（ DLC ）的调试。 （3）系统开环调试 1）系统保护措施 2）相序及相位检查 3）系统开环调试
第八章 企业供电系统的操作与维护
第一节 电力电子器件
一、绝缘栅双极型晶体管
IGBT的图形符号及等效电路如图1-1所示。
图1-1 IGBT的图形符号及等效电路
a）IGBT图形符号 b）等效电路
第八章 企业供电系统的操作与维护
第一节 电力电子器件
二、集成门极换流晶闸管
集成门极换流晶闸管(IGCT)是一种中压、大功率半导体开关器件。 IGCT的图形符号和门极驱动电路如图1-2所示。
3）发出切换指令后，经过关断等待时间的延时封锁原导通 组脉冲，在经过触发等待时间后才能开放另一组。
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
3.双闭环逻辑无环流可逆调速系统的控制原理
图1-16 双闭环逻辑无环流可逆调速系统的工作原理
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
图1-2 IGBT的图形符号和门级驱动电路
a）IGBT图形符号 b）门机驱动电路
图1-3 三相IGBT逆变器原理图
第八章 企业供电系统的操作与维护
第一节 电力电子器件
三、智能电力模板
IPM 1 2）内含电流传感器，可以高效迅速地检测出过电流和短路电流， 3）由于在器件内部电源电路和驱动电路配线设计上的优化，所以 由浪涌电压、门极振荡、噪声引起的干扰等问题均能有效地得到 4）保护功能较为丰富，如电流保护、电压保护、温度保护一应俱 全，随着技术的进步，保护功能将进一步日臻完善。 智能电力模板内部的基本结构图如图1-4所示。 智能电力模板内部的基本结构图应用实例如图1-5所示。
第八章 企业供电系统的操作与维护
第三节 变频调速系统
一、通用变频器的工作原理
1.交流异步电动机变频调速原理 2.变频调速系统的控制方式
E1=4.44kr1f1N1 Φm
wenku.baidu.com
式中 E1——气隙磁通在每相定子绕组中感应电动势的有效值(V); f1——定子频率(HZ) ; N1 —— 每相定子绕组串联匝数; kr1 ——与绕组有关的结构常数; Φm ——每极气隙磁通量(Wb).
（4）电流调节器
图1-21 电流调节器工作原理
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
（5）反号器
图1-22 反号器工作原理
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
（6）转矩极性鉴别器
图1-23 转矩极性鉴别器
a）工作原理 b）输入特性
第八章 企业供电系统的操作与维护
（1）系统组成
图1-10 自然环流可逆调速系统
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
（2）角度控制和电流限制 为了防止逆变颠覆，对于最小逆变 βmin 必须严格控制。为了限制主回路反向的最大电流，正反向的 限幅值可以根据生产机械对正反向的加速度要求而定。 （3）系统的工作过程 1）电动机停止状态 2）电动机正向启动运转 （4）正向制动停车
第一章 电气传动与自动控制
培训学习目标
掌握晶闸管直流可逆调速系统的安装、
调试方法；熟悉变频器的基本工作原理；掌
握变频器的安装、接线及参数设定方法；熟 悉变频器的应用及维护方法。
第一章 电气传动与自动控制
目 录
第一节电力电子器件
一、绝缘栅双极型晶体管
二、集成门极换流晶闸管 三、智能电力模块
第二节晶闸管可逆调速系统
第三节 变频调速系统
4.操作面板
图1-35 操作面板
第八章 企业供电系统的操作与维护
第三节 变频调速系统
三、变频器的类别
1.按照变换环节分类
（1）交-交变频器 （2）交-直-交变频器
2.按照滤波方式分类
（1）电压源型变频器 （2）电流源型变频器
图1-36 电压源型和电流源型交-直-交变频器 a) 电压源型 b)电流源型
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
（4）闭环调试 1）保护环节的整定。
① 过电流继电器的整定 ② 欠励磁继电器的整定 ③ 过电压继电器的整定 ④ 超速继电器的整定 ⑤ 电源断相和电源电压监视
2）无环流不可逆调试
① 电环流的调试 ② 速度变换器的调试 ③ 观察系统的动态波形
3）无环流可逆调试。
（1）主电路
图1-17 调速系统主电路
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
（2）触发电路
图1-18 集成触发电路
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
（3）速度调节器
图1-20 速度调节器工作原理
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
（1）基频以下调速 （2) 基频以上调速
第八章 企业供电系统的操作与维护
第三节 变频调速系统
图1-29 基频以下调速时的机械特性
图1-30 基频以下调速时的机械特性
第八章 企业供电系统的操作与维护
第三节 变频调速系统
3.PWM控制技术
图1-31 SPWM波形 a) 等效波形 b)仿真波形
二、通用变频器的基本结构
1.通用变频器的外形结构
第八章 企业供电系统的操作与维护
第三节 变频调速系统
图1-32 变频器的基本结构
第八章 企业供电系统的操作与维护
第三节 变频调速系统
2.主电路接线端
图1-33 主电路接线端
第八章 企业供电系统的操作与维护
第三节 变频调速系统
3.控制端子
图1-34 控制电路接线端子
第八章 企业供电系统的操作与维护
第八章 企业供电系统的操作与维护
第三节 变频调速系统
四、变频器的额定值和频率指标
1.输入侧的额定值 2.输出侧的额定值
（1）输出电压UN （2）输出电流IN （3）输出容量SN （4）配用电动机功率PN （5）超载能力
3.频率指标
（1）频率范围 （2）频率精度 （3）频率分辨率
第八章 企业供电系统的操作与维护
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
四、逻辑无环流可逆调速系统
1.逻辑无环流可逆调速系统的分类
图1-15 逻辑无环流可逆调速系统的工作原理
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
2.可逆系统对逻辑装置的基本要求
1）在任何情况下，两组晶闸管绝不能同时有触发脉冲，一 组工作时，必须封锁另一组脉冲。 2）当转矩极性鉴别信号 U si 改变极性时，必须等到零电 流检测器发出“零电流”信号后，才允许发出逻辑切换指 令，为此必须根据转矩极性和零电流检测信号进行逻辑判
一、晶闸管有源逆变工作原理 二、晶闸管电动机驱动器中的环流及控制
三、有环流可逆调速系统 四、逻辑无环流可逆调速系统 第三节变频调速系统19 一、通用变频器的工作原理19 二、通用变频器的基本结构
第八章 企业供电系统的操作与维护
第一章 电气传动与自动控制
目 录
三、变频器的类别23 四、变频器的额定值和频率指标24 五、变频器的主电路24 六、通用变频器的控制电路原理26 七、变频器参数的设定和功能选择31 八、变频调速技术的应用40 九、变频器的安装与调试44 十、变频器的维护49 第四节常用传感器50 一、自整角机50 二、旋转变压器51 三、光电编码器52 四、感应同步器53
图1-12 晶闸管可逆调速系统
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
1）本桥逆变阶段 2）它桥制动阶段
2.给定直流环流和可控环流的可逆调速系统
（1）给定环流系统
图1-13 给定环流的可逆调速系统
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
（2）可控环流系统
图1-14 可控环流的可你调速系统
2.实现有源逆变的必须条件
1）直流侧必须外接与直流电流 I d 同方向的直流电源 E ，其数 值要稍大于 U d 。 2）逆变器必须工作在逆变角 β ＜90°（ α ＞90°）的区域 U d ＜0。
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
二、晶闸管电动机驱动器中的环流及控制
1.反并联电路中的环流
3.制动电阻和制动单元
（1）制动电阻 （2）制动单元
六、通用变频器的控制电路原理
1.U/f控制通用变频器
（1）普通U/f控制通用变频器 1) 主要特点 优点包括:转速开环控制,无速度传感器,控制电路简单,使用通 用标准异步电动机,通用性强,性价比高. 缺点如下: ① 不能准确地调整电动机转矩补偿和适应转矩的变化。 ② 无法准确地控制电动机的实际转速。 ③ 转速极低时，由于转矩不足而无法克服较大的静摩擦力。
第二节 晶闸管可逆调速系统
（7）零电流检测器器
图1-24 零电流检测器工作原理
a）工作原理 b）输入特性
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
（8）逻辑控制器
图1-25 逻辑控制器
第八章 企业供电系统的操作与维护
第二节 晶闸管可逆调速系统
逻辑控制器有以下部分组成： 1）逻辑判断电路 2）延时电路 3）逻辑保护电路 4）推β电路 5）脉冲输出控制电路 （9）电流变换器