变频器应用基础
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变频器应用基础
变频器应用基础
第1章 基础知识 第2章 常用的电力电子器件 第3章 电力电子器件的触发与驱动电路 第4章 变频器的分类和选择
第5章 变频技术及原理 第6章 变频器的安装与接线 第7章 变频器的调试与维护 第8章 变频技术的综合应用
第1章 基础知识
返回
1.1
变频技术的常见类型
1.2
变频器的组成和特点
2.2 晶闸管的结构、原理及测试
2.晶闸管的工作原理 晶闸管一旦导通后， 控制极就失去了控制作用。
晶闸管导通条件实验电路
第2章 常用的电力电子器件
2.2 晶闸管的结构、原理及测试
3.晶闸管的导通条件 （1）晶闸管阳极电路加 适当的正向电压。 （2）门极电路加适当的 正向电压（实际工作中，门 极加正触发脉冲信号），且 晶闸管一旦导通，门极将失 去控制作用。
2.转差 频率控
制
3.矢量 控制
返回
6.其他 非智能控 制方式
5.最优 控制
4.直接 转矩控
制
第2章 常用的电力电子器件
2.1 常用电力电子器件的类型 2.2 晶闸管的结构、原理及测试 2.3 功率晶体管和功率场效应晶体管 2.4 绝缘栅双极晶体管
返回
2.5 常用晶闸管
2. 功率集成电路 6 2.7 智能功率模块
2.2 晶闸管的结构、原理及测试
（2）晶闸管门极伏 安特性。
①可靠触发区。 （ADEFGCBA所围成的区 域）
②不可靠触发区。 （ABCJIHA
③不触发区。 （OHIJO
晶闸管门极伏安特性
第2章 常用的电力电子器件
2.2 晶闸管的结构、原理及测试
2）晶闸管的动态特性 （1）开通过程包括延迟 时间、上升时间。（开通时 间 tgt 是指延迟时间与上升时 间两者之和，即tgt= td+ tr ） （2）关断过程包括反向 阻断恢复时间和正向阻断恢 复时间。（关断时间tq是反 向阻断恢复时间与正向阻断 恢复时间之和，即 tq= trr + tgr）
1.3
变频技术和变频器的发展及发展方向
1.4
变频器中常用的控制方式
第1章 基础知识
1.1 变频技术的常见类型
交—直变 频技术
即整流技术
直—直变 频技术
即斩波技术
常见类型
直—交变 频技术
即逆变技术
交—直—交 变频技术
返回
交—交变 频技术
即移相技术
第1章 制图的基本知识
1.1 变频技术的常见类型
变频技术根据输入、输出的交、直流状态，可分为如下类型：
第1章 制图的基本知识
1.4 变频器中常用的控制方式
4.1.1 非智能控制方式
4.1.2 智能控制方式
1.神经网络控制：用在变频 器的控制中。
2.模糊控制：用于控制变频 器的电压和频率。
3.专家系统：利用所谓“专 家”的经验进行控制的一种控制 方式。
4.学习控制 ：用于重复性的 输入。
1.V/f 控制
1.整流 电路
2.平波 电路
返回
3.控制 电路
4.逆变ห้องสมุดไป่ตู้电路
第1章 制图的基本知识
1.2 变频器的组成和特点
2、结构设计 注意的问题： （1）绝缘等级，一般为F级或更高，加强对地绝缘和线匝绝缘强度， 特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。 （2）对电机的振动、噪声问题，要充分考虑电动机构件及整体的刚 性，尽力提高其固有频率，以避开与各次力波产生共振现象。 （3）冷却方式：一般采用强迫通风冷却，即主电机散热风扇采用独 立的电机驱动。 （4）防止轴电流措施。 （5）对恒功率变频电动机，当转速超过3000/min时，应采用耐高温 的特殊润滑脂，以补偿轴承的温度升高。
返回
第1章 制图的基本知识
1.3 变频技术和变频器的发展及发展方向
1.3.2 变频器的发展及发展方向
变频器主要用于交流电动机的转速调节。 变频器的应用： 1.速度控制 2.节能 3.变频家电
（1）实现高水平的自动控制。 （2）开发节能变频器。 （3）能够使得控制装置小型化。 （4）实现高速度的数字控制。 （5）能够利用模拟器与计算机辅助设计进行网络现场控制。
晶闸管的双晶体管模型
第2章 常用的电力电子器件
2.2 晶闸管的结构、原理及测试
4.晶闸管的工作状态
α很小，而当发
射极电流建立起来之后，α迅速增大。
工作状态：
（1）正向阻断。
（2）触发导通。 （3）晶闸管关断。 （4）反向阻断。
晶闸管还存在以下几种可能导通的情况： （1）阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效 应，即硬开通。
第2章 常用的电力电子器件
2.1 常用电力电子器件的类型
返回
1.按器件被电路中 控制信号所控制的
程度分类
•1）不可控器件 •2）半控型器件 •3）全控型器件
2.按驱动电路加在器 件控制端和公共端之 间信号的性质分类
•1）电流驱动型 •2）电压驱动型
3.按器件内部电子和 空穴两种载流子参与
导电的情况分类
输入 输出
交流
交流 移相
直流 振荡/逆变
直流
整流
斩波
第1章 制图的基本知识
1.2 变频器的组成和特点
1.2.1变频器的组成
1.2.2变频电动机的特点
1、电磁设计 改善电动机对非正弦波电源 的适应能力的方法： （1） 尽可能的减小定子和 转子电阻。 （2）为抑制电流中的高次谐 波，需适当增加电动机的电感。 （3）变频电动机的主磁路一 般设计成不饱和状态。
•1）单极型器件 •2）双极型器件 •3）复合型器件
第2章 常用的电力电子器件
2.2 晶闸管的结构、原理及测试
返回
晶闸管又称为晶体闸流管或可控硅整流器。（包括：普通晶闸管、快 速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管和光控晶闸管）
1.晶闸管的结构
晶闸管的外形、内部结构和电气图形符号
第2章 常用的电力电子器件
（2）阳极电压上升率 du /dt 过高。
（3）结温较高。
（4）光直接照射在晶体管硅片上，即光触发。
第2章 常用的电力电子器件
2.2 晶闸管的结构、原理及测试
5.晶闸管的基本特性 1）晶闸管的静态特性 (1)晶闸管的阳极伏安特性。
晶闸管阳极伏安特性曲线（ IG2 > IG1 > IG=0 ）
第2章 常用的电力电子器件
第1章 制图的基本知识
1.3 变频技术和变频器的发展及发展方向
1.3.1 变频技术的发展及发展方向
变频技术是应交流电机无级调速的需要而产生的，它的发展建立在电 力电子技术的创新、电力电子器件及材料的开发和制造工艺水平的提高基 础之上。
（1）交流变频技术向直流变频技术方向转化。 （2）变频技术功率器件向高集成智能功率模块方向发展。 （3）变频装置的尺寸逐渐缩小。 （4）变频技术实现高速度的数字控制。 （5）变频技术实现模拟器与计算机辅助设计的优化结合。
变频器应用基础
第1章 基础知识 第2章 常用的电力电子器件 第3章 电力电子器件的触发与驱动电路 第4章 变频器的分类和选择
第5章 变频技术及原理 第6章 变频器的安装与接线 第7章 变频器的调试与维护 第8章 变频技术的综合应用
第1章 基础知识
返回
1.1
变频技术的常见类型
1.2
变频器的组成和特点
2.2 晶闸管的结构、原理及测试
2.晶闸管的工作原理 晶闸管一旦导通后， 控制极就失去了控制作用。
晶闸管导通条件实验电路
第2章 常用的电力电子器件
2.2 晶闸管的结构、原理及测试
3.晶闸管的导通条件 （1）晶闸管阳极电路加 适当的正向电压。 （2）门极电路加适当的 正向电压（实际工作中，门 极加正触发脉冲信号），且 晶闸管一旦导通，门极将失 去控制作用。
2.转差 频率控
制
3.矢量 控制
返回
6.其他 非智能控 制方式
5.最优 控制
4.直接 转矩控
制
第2章 常用的电力电子器件
2.1 常用电力电子器件的类型 2.2 晶闸管的结构、原理及测试 2.3 功率晶体管和功率场效应晶体管 2.4 绝缘栅双极晶体管
返回
2.5 常用晶闸管
2. 功率集成电路 6 2.7 智能功率模块
2.2 晶闸管的结构、原理及测试
（2）晶闸管门极伏 安特性。
①可靠触发区。 （ADEFGCBA所围成的区 域）
②不可靠触发区。 （ABCJIHA
③不触发区。 （OHIJO
晶闸管门极伏安特性
第2章 常用的电力电子器件
2.2 晶闸管的结构、原理及测试
2）晶闸管的动态特性 （1）开通过程包括延迟 时间、上升时间。（开通时 间 tgt 是指延迟时间与上升时 间两者之和，即tgt= td+ tr ） （2）关断过程包括反向 阻断恢复时间和正向阻断恢 复时间。（关断时间tq是反 向阻断恢复时间与正向阻断 恢复时间之和，即 tq= trr + tgr）
1.3
变频技术和变频器的发展及发展方向
1.4
变频器中常用的控制方式
第1章 基础知识
1.1 变频技术的常见类型
交—直变 频技术
即整流技术
直—直变 频技术
即斩波技术
常见类型
直—交变 频技术
即逆变技术
交—直—交 变频技术
返回
交—交变 频技术
即移相技术
第1章 制图的基本知识
1.1 变频技术的常见类型
变频技术根据输入、输出的交、直流状态，可分为如下类型：
第1章 制图的基本知识
1.4 变频器中常用的控制方式
4.1.1 非智能控制方式
4.1.2 智能控制方式
1.神经网络控制：用在变频 器的控制中。
2.模糊控制：用于控制变频 器的电压和频率。
3.专家系统：利用所谓“专 家”的经验进行控制的一种控制 方式。
4.学习控制 ：用于重复性的 输入。
1.V/f 控制
1.整流 电路
2.平波 电路
返回
3.控制 电路
4.逆变ห้องสมุดไป่ตู้电路
第1章 制图的基本知识
1.2 变频器的组成和特点
2、结构设计 注意的问题： （1）绝缘等级，一般为F级或更高，加强对地绝缘和线匝绝缘强度， 特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。 （2）对电机的振动、噪声问题，要充分考虑电动机构件及整体的刚 性，尽力提高其固有频率，以避开与各次力波产生共振现象。 （3）冷却方式：一般采用强迫通风冷却，即主电机散热风扇采用独 立的电机驱动。 （4）防止轴电流措施。 （5）对恒功率变频电动机，当转速超过3000/min时，应采用耐高温 的特殊润滑脂，以补偿轴承的温度升高。
返回
第1章 制图的基本知识
1.3 变频技术和变频器的发展及发展方向
1.3.2 变频器的发展及发展方向
变频器主要用于交流电动机的转速调节。 变频器的应用： 1.速度控制 2.节能 3.变频家电
（1）实现高水平的自动控制。 （2）开发节能变频器。 （3）能够使得控制装置小型化。 （4）实现高速度的数字控制。 （5）能够利用模拟器与计算机辅助设计进行网络现场控制。
晶闸管的双晶体管模型
第2章 常用的电力电子器件
2.2 晶闸管的结构、原理及测试
4.晶闸管的工作状态
α很小，而当发
射极电流建立起来之后，α迅速增大。
工作状态：
（1）正向阻断。
（2）触发导通。 （3）晶闸管关断。 （4）反向阻断。
晶闸管还存在以下几种可能导通的情况： （1）阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效 应，即硬开通。
第2章 常用的电力电子器件
2.1 常用电力电子器件的类型
返回
1.按器件被电路中 控制信号所控制的
程度分类
•1）不可控器件 •2）半控型器件 •3）全控型器件
2.按驱动电路加在器 件控制端和公共端之 间信号的性质分类
•1）电流驱动型 •2）电压驱动型
3.按器件内部电子和 空穴两种载流子参与
导电的情况分类
输入 输出
交流
交流 移相
直流 振荡/逆变
直流
整流
斩波
第1章 制图的基本知识
1.2 变频器的组成和特点
1.2.1变频器的组成
1.2.2变频电动机的特点
1、电磁设计 改善电动机对非正弦波电源 的适应能力的方法： （1） 尽可能的减小定子和 转子电阻。 （2）为抑制电流中的高次谐 波，需适当增加电动机的电感。 （3）变频电动机的主磁路一 般设计成不饱和状态。
•1）单极型器件 •2）双极型器件 •3）复合型器件
第2章 常用的电力电子器件
2.2 晶闸管的结构、原理及测试
返回
晶闸管又称为晶体闸流管或可控硅整流器。（包括：普通晶闸管、快 速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管和光控晶闸管）
1.晶闸管的结构
晶闸管的外形、内部结构和电气图形符号
第2章 常用的电力电子器件
（2）阳极电压上升率 du /dt 过高。
（3）结温较高。
（4）光直接照射在晶体管硅片上，即光触发。
第2章 常用的电力电子器件
2.2 晶闸管的结构、原理及测试
5.晶闸管的基本特性 1）晶闸管的静态特性 (1)晶闸管的阳极伏安特性。
晶闸管阳极伏安特性曲线（ IG2 > IG1 > IG=0 ）
第2章 常用的电力电子器件
第1章 制图的基本知识
1.3 变频技术和变频器的发展及发展方向
1.3.1 变频技术的发展及发展方向
变频技术是应交流电机无级调速的需要而产生的，它的发展建立在电 力电子技术的创新、电力电子器件及材料的开发和制造工艺水平的提高基 础之上。
（1）交流变频技术向直流变频技术方向转化。 （2）变频技术功率器件向高集成智能功率模块方向发展。 （3）变频装置的尺寸逐渐缩小。 （4）变频技术实现高速度的数字控制。 （5）变频技术实现模拟器与计算机辅助设计的优化结合。