变频器应用技术电子教案.doc

廊坊职业技术学院教案课程名称：变频器应用技术授课专业：电气自动化技术授课班级：高职电气自动化0301班授课学时: 60授课教师：谷俊婷教研室主任签字：系主任签字：廊坊职业技术学院教案首页课程名称变频器应用技术班级高职04自1班计划课时2周次1授课方法讲授教具尺教学内容绪论、1 基础知识教学目的1掌握课程性质、内容2复习并引伸三相异步电动机的相关知识重点、难点1三相异步电动机在变频的同时须变压的原因2变频调速的说明复习提问1.三相异步电动机旋转磁场的转速、转差率、转速；2.三相异步电动机的机械特性曲线及其特殊点；3.三相异步电动机的起动和制动作 业习题： 1-5、1-6、1-9课后小结小结：1.介绍变频器、其发展历程、应用现状、发展趋势；2课程内容、特点及学习的要求。3复习三相异步电动机的基础知识4变频调速的说明绪 论一、概述1与其他专业课程的关系： “变频器应用”是“数学”、“物理”、“电工基础”、“电子技术”、“电力电子技术”、“电力拖动”等课程的后续课程，同时又与 “交直流调速系统”、“控制技术”等专业课程有着横向联系。2概述：变频器是由计算机控制电力电子器件、将工频交流电变为频率和电压可调的三相交流电的电气设备，用以驱动交流电动机进行变频调速。二、变频器的发展历程1直流调速系统的优缺点：2交流调速系统的优缺点：3变频器的诞生和发展：微电子技术和电力电子技术的发展、计算机技术的发展三、我国变频器的应用现状1起步较晚2目前，进入“黄金时期”3变频调速的效果4变频器的应用，目前不足十分之一，原因；奠定学生学习的动力。四、变频器的发展趋势1向专用型方向发展2向人性化方向发展3易用性不断提高4功率结构模块化5智能化6减小谐波影响五、课程的性质和任务“变频器应用”是一门应用性较强的专业课程，课程的主要任务是使学生深入掌握变频器应用的基础知识和基本技能。六、课程特点及学习的要求1涉及面广 变频器是高科技的产品，技术含量高。2实践性强 侧重变频器的应用。3无重点又都是重点 与应用有关的任何知识都是重点，细小的疏忽也会导致严重问题4学习中要处理好以下几个关系：（1）理论分析的基础性、连贯性与实用性（2）与其他专业课程知识的关系：一方面他为我用，另一方面我为他用。（3）具体的应用方法与一般的应用能力前者是学习的形式，后者是学习的目的。5要求与考核标准（1）课堂要求（2）作业要求（3）成绩评定a、作业、测验成绩b、纪律成绩c、印象成绩d、期末试卷成绩第一章 基础知识第一节 三相异步电动机在变频调速拖动系统中，使用的电动机大多数是三相异步电动机。为了说明变频器的功能和应用，有必要先了解三相异步电动机的相关知识。一、三相异步电动机的工作原理1旋转磁场与转差率（1）旋转磁场的转速（同步转速n1）n1=601/p 式中：n1旋转磁场转速，又称为同步转速，单位为r/min；1电源的频率，单位为Hz；p旋转磁场的磁极对数。n1的旋转方向由电源的相序决定：若电源为顺相序，同步转速n1为顺时针旋转方向，当将三相电源的任意两相对调（即电源为逆相序），n1则为逆时针方向。（2）转差率s根据结构不同分 转子 笼型 变频调速中采用 线绕型 变频调速中可以用，但较少采用转速差n 即n =n1-n 式中：转子的转速-n旋转磁场的转速-n1转差率s 即s=(n1-n)/n1s是分析异步电动机运行状态的重要参数。起动瞬间，n =0，s =1；额定转速运行时，s很小，约为0.020.06；空载运行时，n略小于n1，s 0。（3）转子转速n n=(1-s)601/p转子转速n与电源频率1、磁极对数p、转差率s有关。三相异步电动机的调速方式有：变频（1）调速、变极（p）调速、变转差率（s）调速。2三相异步电动机的电磁特性（1）感应电动势E1 E1=4.44K1N11m 式中: E1定子绕组的感应电动势有效值 K1定子绕组的绕组系数，K1n1时,则转子切割旋转磁场的方向和电动运行状态（nn1时, 电磁转矩T为制动转矩，直到T=TB=TL，工作点由A点移至B点，重物以nB匀速下放。变频调速时 1降低瞬间，由于机械惯性，电动机转速n来不及变化，工作点由A点平跳至C 点，于是得到制动转矩TC，使电动机沿着曲线减速。曲线第一象限为电动机电动运行状态。曲线第二象限起重机下放重物时电动机处于回馈制动状态曲线第二象限频率降低时电动机处于回馈制动状态廊坊职业技术学院教案首页课程名称变频器应用技术班级高职04自1班计划课时2周次1授课方法讲授教具尺教学内容1基础知识教学目的1.复习电力电子器件、PWM原理2.掌握逆变电路的变压变频原理3.掌握变频器各组成部分及其功能4.了解变频器分类 重点、难点1. 逆变电路的变压变频原理2. 制动的原理复习提问1.三相异步电动机在变频的同时须变压的原因作 业习题：1-15、1-16、1-17课后小结1. 常见IGBT等电力电子器件结构和特性的介绍2SPWM逆变电路的变压变频原理3变频器的组成、 分类 第三节 电力电子器件简介在定性分析变频电路时，可将电力电子器件作为理想开关来对待，其理想伏安特性曲线如图所示一、晶闸管（SCR）1结构：晶闸管内部是四层（PNPN）半导体器件，有三个引出极分别为阳极A、阴极K、门极G，其电气图形符号和内部等效电路如图所示。 （a）电气图形符号 （b）内部等效电路 （c）伏安特性曲线2特性：SCR的阳极伏安特性曲线表示其阳极电压和阳极电流关系。晶闸管的触发导通条件是在阳极和阴极间加正向电压，同时在门极和阴极间也加正向电压。当两者同时具备时，则有电流IG从门极流入V2管的基极，经V2管放大产生集电极电流IC2，IC2又是V1管的基极电流，再经V1管放大，其集电极电流IC1又流入V2管的基极，如此循环产生强烈的正反馈，使两个晶体管快速饱和导通。晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用。若要使晶闸管关断，只要阳极电流IA小于维持电流IH，上述正反馈无法维持，管子自然关断。维持电流IH是保持晶闸管导通的最小电流。3优缺点：SCR属于电流控制型元件，其控制电路复杂、庞大，工作频率低，效率低等缺点限制了它们的应用和发展。SCR的优势在于电压、电流容量较大，目前仍广泛应用在可控整流和交-交变频等变流电路中。二、门极可关断晶闸管（GTO）1结构门极可关断晶闸管的三个引出极分别为阳极A、阴极K、门极G，其电气图形符号如图a所示。GTO是一种多元功率集成器件，它是由十几个甚至数百个共阳极的小GTO元组成。这种结构是为了便于实现门极控制其关断而设计的。小GTO元内部是PNPN四层半导体结构，其等效电路如图b。 2特性GTO的阳极伏安特性曲线表示GTO阳极电压和阳极电流关系。GTO的工作原理为：当阳极加正向电压，门极加一合适的正向电流时，GTO的内部有一强烈的电流正反馈过程，使GTO浅饱和导通；当门极加一合适的反向电流，使GTO 内部的电流正反馈无法维持， GTO退出浅饱和而关断。3优缺点：GTO属于电流控制型元件，其驱动功率大，驱动电路复杂；GTO的关断控制易失败，工作频率不够高，一般在10KHz以下。它的优势在于电压、电流容量较大，目前其电压可达到6000V、电流可达到6000A，因此GTO多应用于大功率高压变频器。三、电力晶体管（GTR）1结构单管GTR结构与普通的双极结型晶体管类似，由三层半导体（分别引出集电极c、基极b、发射极e）形成的两个PN结（集电结和发射结）构成，有NPN和PNP两种结构，多采用NPN结构，其电气图形符号如图所示。变频器用的GTR一般是GTR模块，它是将两只或四只、六只甚至七只单管GTR或达林顿式GTR的管芯封装在一个管壳内，这样的结构是为了耐高压、大电流，开关特性好。 2特性GTR的伏安特性曲线表示GTR的基极电压和集电极电流的关系。3优缺点：和普通晶体管一样，GTR也是一种电流放大器件，具有三种基本工作状态，即截止、放大、饱和。在变频电路中，GTR作为开关器件，应在截止（关）和饱和（开）两种状态之间交替，不允许工作在放大状态，否则管子的功耗将增大数百倍，使管子过热损坏。由于GTR的工作频率较低，一般在510KHz。它又属于电流驱动型器件，其驱动功率大，驱动电路复杂，而且GTR耐冲击能力差，易受二次击穿损坏。所以目前GTR的应用一般被绝缘栅双极晶体管（IGBT）所替代。四、电力场效应晶体管（MOSFET）1结构电力场效应晶体管（MOSFET）的三个引出极为：源极S、漏极D、栅极G。变频器使用的电力场效应晶体管一般是N沟道增强型，其电气图形符号如图所示， 2特性其伏安特性曲线反映了输出电压uDS和输出电流iD的关系，也称之为输出特性曲线。 MOSFET的工作特点是用栅极电压uGS控制漏极电流iD：当0uGSUGS(th)（开启电压）时，管子截止，无iD；当uGSUGS(th) ，uDS加正压，管子导通，uDS越大则iD越大，在相同的uDS下，uGS越大，iD越大。uGS与iD的关系称为Power MOSFET的转移特性，其曲线如图所示.3优缺点：MOSFET属于电压驱动型器件，输入阻抗高，驱动功率小，驱动电路简单；开关速度快，开关频率可达500KHz以上。MOSFET的缺点是电流容量小，耐压低。五、 绝缘栅双极晶体管（IGBT）1结构IGBT是MOSFET和GTR取长补短相结合的产物，是具有栅极G、集电极C、和发射极E的三端元器件。其等效电路和电气图形符号如图所示。IGBT的控制部分与MOSFET相同：电压控制型，控制信号为uGE，输入阻抗高，栅极电流iG约为零，驱动功率小；IGBT的主电路和GTR相同：工作电流为iC。 2特性IGBT的输出特性曲线反映了输出电压uCE和输出电流iC的关系。 IGBT工作在开关状态时和GTR一样，在阻断状态和饱和导通状态之间转换，不允许在放大状态停留。IGBT的工作特点是用栅极电压uGE控制集电极电流iC：当uGEUGE(th)（开启电压）时，IGBT截止，无iC；当uGEUGE(th) 时，uCE加正压，IGBT导通，其输出电流iC与驱动电压uGE基本呈线形关系。如图1-12b所示为IGBT的驱动电压uGE与输出电流iC的关系，此曲线称为IGBT的转移特性曲线。3优缺点：IGBT的输出特性好，开关速度快，工作频率高，一般可达到20KHz以上，通态压降比MOSFET低，输入阻抗高，耐压、耐流能力比MOSFET和GTR提高，最大电流可达1800A，最高电压可达4500V。目前，在中小容量变频器电路中，IGBT的应用处于绝对的优势。六、集成门极换流晶闸管（IGCT）IGCT是GTO的派生器件，其基本结构在GTO的基础上采取了一系列的改进措施，比如特殊的环状门极、与管芯集成在一起的门极驱动电路等等。这使得IGCT不仅具有与GTO相当的容量，而且具有优良的开通和关断能力。目前，4000A、4500V及5500V的IGCT已研制成功。在大容量变频电路中，IGCT被广泛应用。七、智能功率模块（IPM）IPM是将大功率开关器件和驱动电路、保护电路、检测电路等集成在同一个模块内，是电力集成电路的一种。这种功率集成电路特别适应逆变器高频化发展方向的需要，而且由于高度集成化，结构紧凑，避免了由于分布参数、保护延迟所带来的一系列技术难题。目前，IPM一般以IGBT为基本功率开关元件，构成一相或三相逆变器的专用功能模块，在中小容量变频器中广泛应用。第四节 脉冲宽度调制（PWM）原理一、脉冲宽度调制技术的概念1脉冲宽度调制（缩写为PWM）：是通过按照一定的规则和要求对一系列脉冲宽度进行调制，来得到所需要的等效波形。2以变频调速常用的电路结构为例来说明PWM含义：一般异步电动机需要的是正弦交流电，而逆变电路输出的往往是脉冲。PWM控制的目的就是通过对逆变电路输出脉冲的宽度进行调制，使之与正弦波等效。这样，虽然电动机的输入信号仍为脉冲，但它是与正弦波等效的调制波，那么电动机的输入信号也就等效为正弦交流电了。二、PWM技术的基本原理1PWM技术的理论基础：采样控制理论中的一个重要结论面积等效控制原理2SPWM原理：将一个正弦半波电压分为N等份，并把正弦曲线每一等份所包围的面积都用一个与其面积相等的等幅矩形脉冲来代替，且矩形脉冲的中点与相应正弦等份的中点重合，得到脉冲列，这就是PWM波。正弦波的另外半波也用同样的办法来等效，就可以得到与正弦波等效的脉宽调制波，又称其为SPWM。SPWM波在变频电路中被广泛采用。根据采样控制理论，N值越高（即脉冲频率越高），SPWM越接近正弦波，但脉冲频率一方面受变频器中开关器件工作频率的限制，另一方面频率太高，电磁干扰增大，要带来一些新的问题。3实际应用中SPWM波的形成：调制方法 调制波ur 所希望生成的正弦波载波uT 等腰三角波或锯齿波利用载波和调制波相的比较方式来确定脉宽和间隔。4按照调制脉冲的极性关系，PWM逆变电路的控制方式分 单极性控制双极性控制三、单相桥式SPWM逆变电路分析。1单极性SPWM控制设定载波uT、调制波ur，如图所示。在ur正半周，让VT1一直保持通态，VT4保持断态。当uruT时，控制VT3为通态，负载输出电压uo=Ud；当uruT时，控制VT3为断态，负载输出电压uo=0，此时负载电流可以经过VT1与VD2续流。在ur负半周，让VT4一直保持通态，VT1保持断态。当uruT时，控制VT2为通态，负载输出电压uo=-Ud；当uruT时，控制VT2为断态，负载输出电压uo=0，此时负载电流可以经过VT4与VD3续流。这样，就得到了SPWM波uo ，uof为uo的基波分量。可见，在任一半个周期中，SPWM波只能在一个方向变化，故称为单极性SPWM控制方式。由于改变ur的幅值时，调制波的脉宽将随之改变，从而改变输出电压的大小；而改变ur的频率时，则输出电压的基波频率也随之改变，所以这就实现了既可调压又可调频的目的。2双极性SPWM控制设定调制波ur、载波uT，载波uT改为正负两个方向变化的等腰三角波，如图1-17a所示。当uruT时，给VT1和VT3导通信号，而给VT2和VT4关断信号，负载输出电压uo=Ud；当uruT时，给VT2和VT4导通信号，而给VT1和VT3关断信号，负载输出电压uo=-Ud。这样，就得到了SPWM波uo。可见，在任一半个周期中，SPWM波在正、负两个方向交替，故称为双性SPWM控制方式。改变ur的幅值和频率，即可达到调压、调频的目的。四、变频器的三相桥式SPWM逆变电路由电路结构可见，其控制方式为用双极性控制。电路的开关器件采用IGBT，负载为感性。其工作原理如下：1调频原理U、V、W三相载波信号公用一个三角载波uT，三相调制信号urU、urV、urW为相位依次相差1200的正弦波。改变三相调制信号urU、urV、urW的频率，即可变频器的输出频率，达到变频之目的。U、V、W三相的IGBT控制规律相同，现以U相为例来说明电路的控制过程。当urUuT时，给VT1导通信号，给VT4关断信号，则U相相对于电源假想中点N的输出电压uUN=Ud/2；当urUuT时，给VT4导通信号，给VT1关断信号，则U相相对于电源假想中点N的输出电压uU N=-Ud/2。VT1和VT4的驱动信号始终是互补的。当给VT1（VT4）加导通信号时，可能是VT1（VT4）导通，也可能是二极管VD1（VD4）续流导通，这要由感性负载中原来电流的方向和大小来决定，和单相桥式PWM逆变电路双极性控制时的情况相同。V相和W相的控制方式和U相相同。uUN、uVN和uWN的波形如图所示。线电压uUV的波形可由uUN-uVN得出。若求负载的相电压可由式uUN =uUN-(uUN+uVN+uWN)/3求得，其波形略。2调压原理变频器的调压和调频是同时进行的。当将三相调制信号urU、urV、urW的频率调低（高）时，三个信号的幅度也相应调小（大），使得调制信号的U/为常数，或按照设定的要求变化。若调制信号的幅度变小，则变频器的输出脉冲宽度变窄，等效电压变低；若调制信号的幅度变大，则变频器的输出脉冲宽度变宽，等效电压变高。综上所述，变频器的调压调频过程是通过控制三相调制信号进行的。 在双极性SPWM控制方式中，理论上要求同一相上下两个桥臂的驱动信号互补，但实际上为了防止上下两个桥臂直通而造成电源短路，通常要求先加关断信号，再延迟t时间，才给另一个施加导通信号。延迟时间t的长短主要由功率开关器件的关断时间决定。由于这个延时将会给输出PWM波带来不利影响，使其偏离正弦波，所以在保证电路可靠工作的前提下，延迟时间要尽可能短。第五节 变频器的组成变频器的组成： 主电路控制电路一、主电路 功能：将工频交流电变为频率和电压可调的三相交流电输入 R 输出 U S V T W1整流及滤波电路功能：将工频交流电整为直流，并滤波。限流电阻的作用；2逆变电路功能：将直流逆变为频率和电压可调的三相交流电。SPWM原理；3制动电阻和制动单元原理二、控制电路 1主控制板 单片机，变频器的控制中心。其主要功能：（1）-（7）2操作面板包括键盘及显示屏等。（1）键盘：进行运行操作或程序预置；运行键；模式转换键；读出、写入键；数据增减键；位移键；复位键；数字键。（2）显示屏：显示控制面板提供的各种显示数据。分为两种：其一，LED数码显示屏：显示无单位的数字量和简单的英文代码；其二，液晶显示屏：显示数字和文字。显示屏显示的数据类型： 运行数据功能参数码指示数据3电源控制电路的电源由内部电源板提供。其内部电源具有电压稳定性好，抗干扰能力强等优点，并与主电路有很好的电气隔离。4外部端子 输入端子主电路的端子 输出端子控制电路的端子 模拟端子 接点端子第六节 变频器的分类一、按变换环节分 交-直-交型 交-交型二、按改变变频器的输出电压的方法分 PAM型 PWM型三、按电压的等级分 低压变频器 高压大容量变频器 四、按滤波方式分 电流型电压型五、按用途分 专用型变频器通用型变频廊坊职业技术学院教案首页课程名称变频器应用技术班级高职04自1班计划课时2周次2授课方法讨论教具尺教学内容2通用变频器功能介绍教学目的掌握通用变频器有哪些功能重点、难点变频器有哪些功能复习提问1.变频器主电路的功能作 业复习课后小结小结：1. 控制变频器输出频率有以下几种方法2与频率有关的功能： 3运行控制功能4U/f控制方式、转矩补偿功能5电压自动调整功能（AVR）6. 载波频率设置7节能运行控制功能8转差补偿功能第二章 通用变频器功能介绍变频器是一个应用电器，其功能是为应用而设置的。从为什么有这些功能入手，掌握变频器有哪些功能，这些功能的原理或使用这些功能时的一般原则。第一节 频率控制功能一、控制变频器输出频率有以下几种方法：1.由操作面板上的功能键控制频率2.预置操作3.由操作面板上的功能电位器控制频率4.由外端子控制频率 （1）模拟量控制端子控制 模拟量（2）接点控制端子控制 数字量二、说明变频器在使用中，可由频率控制功能的参数来指定上述哪种频率控制方法起作用。第二节 与频率有关的功能设置一、极限频率1最高频率fmax2基本频率fbfmax、fb与电压的关系：000电动机在一定的场合应用时，其转速应该在一定的范围，超出此范围会造成事故或损失，为了避免由于错误操作造成电动机的转速超出应用范围，变频器具有设置上限频率fH和下限频率fL的功能。3上限频率fH和下限频率fL000变频器驱动的电动机采用低频起动，为了保证电动机正常起动而又不过流，变频器须设定加速时间。电动机减速时间与其拖动的负载有关，有些负载对减速时间有严格要求（举例），变频器须设定减速时间。二、加速时间和减速时间1定义其一：变频器输出频率从0上升到基本频率fb所需要的时间，称为加速时间；变频器输出频率从基本频率fb下降至0所需要的时间，称为减速时间。其二：变频器输出频率从0上升到最高频率fmax所需要的时间，称为加速时间；变频器输出频率从最高频率fmax下降至0所需要的时间，称为减速时间。2变频器的实际加减速时间与设定的加减速时间不一定相等，与变频器的工作频率有关。 3加减速时间设定的原则4多种加减速时间设定三、加速曲线和减速曲线1加速曲线（1）线性上升方式 适用于一般要求的场合（2）S型上升方式 适用于传送带、电梯等对起动有特殊要求的场合。（3）半S型上升方式 正半S型上升方式适用于大转动惯性负载；反半S型上升方式适用于泵类和风机类负载。2减速曲线 与加速曲线类似3加速和减速曲线的组合 根据不同的机型可分为三种情况：（1）只能预置加减速的方式，S型和半S型曲线的形状由变频器内定，用户不能自由设置。（2）变频器可为用户提供若干种S区供用户选择。（如0.2S、0.5S、1S等）（3）用户可以在一定的非线性区内设置时间的长短。0000电动机在变频运行中，由于某个频率发生机械共振，须把这些共振频率回避。四、回避频率（跳跃频率、跳转频率）三个或三个以上的回避频率，不同机型设置回避频率的方法有以下几种：1设定回避频率的上端和下端频率2设定回避频率值和回避频率的范围3只设定回避频率，而回避频率的范围由变频器内定。五、段速频率设置功能1多段速控制功能是通用变频器的基本功能。举例：工业洗衣机2. 段速运行控制必须的参数有： 段速频率、段速时间段速开始指令段速运行模式3变频器的多段速功能一般有416段，一般分为下面两种情况控制：由程序设置段速运行；由外端子控制段速运行六、频率增益和频率偏置功能变频器的输出频率可以由模拟控制端子进行控制。多台电动机需要比例运行时，可以用一个模拟量控制多台变频器，通过调整变频器的频率增益。可以达到比例运行的目的。1频率增益 输出频率与外控模拟信号的比率称为频率增益。2频率偏置 配合频率增益调整多台变频器联动的比例精度，也可以作为防止噪声的措施，频率偏置可分为正向偏置和反向偏置。七、载波频率设置1复习脉宽调制技术，明确载波频率可以在一定的范围内进行调整。2载波频率过高和过低的危害：变频器在出厂时都设置一个较佳的频率，没有必要时可以不作调整。第三节 U/f控制与转矩补偿、转差补偿控制0000交流异步电动机是按照额定电压、额定电流、额定频率进行设计的，在任何频率下运行时也不能过流，否则将引起磁饱和。一、U/f控制方式 变频器的基本控制方式。如图二、转矩补偿功能采用在U/f控制方式时，变频器利用增加输出电压来提高电动机转矩的方法，称为转矩补偿法。其原因有二：常用的补偿方法有：如图示1在额定电压和基本频率下线性补偿 原则2在额定电压和基本频率下分段补偿 原则3平方率补偿 原则三、电压自动调整功能（AVR）1.变频器的输出电压随着输入电压的变化而变化，而变频器的输出电压将影响电动机带动负载的能力。2变频器电压自动调整（AVR）的原理：3变频器使用时可以根据需要设置电压自动调整（AVR）功能是否有效。四、节能运行控制功能1节能运行控制功能原理：2变频器预置为节能运行时，必须满足的条件：3不同的机型预置的方法不同：有的预置此功能有效否；有的根据需要预置搜索范围、搜索周期、搜索电压增量等。五、转差补偿功能1为什么：2转差补偿的原理：3转差补偿的设定范围一般为01.0Hz。第五节 运行控制与制动功能一、正反转控制功能1交流异步电动机的转向与交流电的相序有关，正转与反转控制只是相对而言。2正反转控制：操作面板、外端子二、点动控制（寸动控制）1举例2点动控制三、制动控制1举例2制动控制分为起动后发电制动和起动前制动（1）起动后发电制动（2）起动前制动第六节 其他制动功能一、过载保护功能1对变频器的保护功能 过流、过压、过功率、断电、其他故障等均可进行自动保护，并发出报警信号，甚至自动跳闸断电。变频器在出现过载及故障时，一方面由显示屏发出文字报警信号，一方面由接点开关输出报警信号；当故障排除后，要由专用的复位控制指令复位，变频器方可重新工作。2对电动机的保护功能（1）电子热继电器 监视变频器的输出电流（2）应用时可以设置功能是否有效，再设置具体参数。举例：二、瞬时停电再起动功能1瞬时电压降落时变频器的保护电路动作时，变频器马上停止输出，之后有两种选择：其一是停止输出；其二是电源恢复正常后自己重新起动。2此功能可以根据具体使用情况进行预置：（1）瞬时停电后不起动功能（2）瞬时停电再起动功能 根据不同的负载进行预置3具体设置很重要廊坊职业技术学院教案首页课程名称变频器应用技术班级高职04自1班计划课时2周次2授课方法讲授教具尺教学内容2-4矢量控制功能；2-8变频器外端子功能教学目的1.了解矢量控制原理2.掌握通用变频器矢量控制功能3.掌握变频器外端子功能。重点、难点矢量控制功能复习提问通用变频器的功能有哪些？作 业2-5课后小结小结：1. 矢量控制功能；2. 变频器外端子功能第四节 矢量控制功能矢量控制功能是变频器的一种高性能的控制方式。其优点。一、直流调速的特点1直流电动机的基本结构 两大部分：定子和转子定子 由主磁极、换向磁极、电刷装置等部件组成。主磁极的结构是铁心上绕有励磁绕组。励磁绕组的电流由励磁回路供给，用于产生主磁场，主磁通用 表示。 转子 通常称为电枢，由电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴等部件组成。电枢绕组的电流IA是由外接的直流电源经电刷和换向器供给的。这种供给方式决定了直流电动机的换向是一个相当复杂的过程，换向时将在电刷和换向器接触面上产生火花，对电动机的运行带来不利。电枢电流IA产生电枢磁场，电枢磁通用A 表示。由分析可知，主磁场和电枢磁场在空间互相“垂直”（互差/2rad电角度）。直流电动机的基本工作原理：外接直流电源的直流电流在换向器的作用下，改变成电枢绕组中的交变电流。在主磁极的同一极面下，绕组有效边中的电流方向始终不变，因此电磁转矩方向也不变，这个转矩使电枢按某一方向旋转。2他励直流电动机的调速 方法有三种：调节电枢回路电阻；R调节电枢电压U ；调节主磁通他励直流电动机调速的优越性在于：励磁回路和电枢回路是相互独立的，都可以单独进行调节。不论哪种调速方法，调速时，总是调节两个互相垂直的磁场（主磁场和电枢磁场）中的一个，而保持另一个磁场不变。他励直流电动机调速的缺点在于电动机本身。直流电动机的换向是一个复杂的过程，不仅与电磁因素有关，还与机械强度，环境等因素有关。为了满足换向的要求，电动机的容量、最高转速受到限制，换向器和电刷装置的事故率较高，需要定期维护和更换，维护费用高。二、变频调速的矢量控制1提出指导思想2变频调速的矢量控制的大概过程3变频器矢量控制功能在使用中，只设置“用”或“不用”即可。4设置矢量控制功能时应符合以下条件：第八节 变频器的外端子功能一、主电路的端子1交流电源的输入端子R、S、T2逆变输出端子U、V、W3直流电抗器和制动电阻连接端子4接地端子注意事项：二、输入控制端子 1模拟量输入端子2接点输入端子 独立功能控制端子和多功能控制端子多段速控制端子空转控制端子外部异常紧急停止端子频率上升/下降控制端子报警复位端子PID控制取消端子三、输出信号控制端子 模拟信号和开关信号1模拟量输出端子2集电极开路输出端子该端子常用的指示量说明：3继电器接点输出端子4计算机通信接口四、运行控制端子正转端子、反转端子、点动端子、停止端子廊坊职业技术学院教案首页课程名称变频器应用技术班级高职04自1班计划课时2周次3授课方法实验教具实验板教学内容3台安变频器基本功能及操作的基本知识教学目的1.掌握台安变频器的基本功能；2.掌握台安变频器外端子及操作面板的功能。3.了解基本操作重点、难点台安变频器外端子及操作面板的功能复习提问通用变频器的功能有哪些？作 业复习所学知识课后小结小结：1. 台安变频器的基本功能2. 台安变频器外端子及操作面板的功能3.1 台安变频器基本功能及基本操作一、变频器的铭牌如图所示为实验电路板上变频器的铭牌。变频器的铭牌N2系列变频器型号的命名方法为： N2 2 01 M 3产品 电源电压 马力数 外型构造 电源种类 序号 2：200V 01：1马力 M：标准型 空白：单相/三相共用4：440V 1：单相 3：三相N2-201-M型变频器适用于0.75KW电动机,额定电流为4.5A,额定容量为1.7KVA，最大输入电压值为（200240）V10,频率为50Hz5(单相或三相),最大输出电压为200240V(三相),输出频率范围为0400Hz,允许瞬间停电时间为1.0秒。二、基本功能 详见下表，重点介绍以下功能 1.频率控制功能2运行控制功能3显示功能4保护功能项目N2系列控制方式正弦波脉宽调制频 率 控 制频率范围0.1400Hz频率精度数字量：0.01 模拟量0.4频率设定量分辨度数字量：0.01模拟量0.06 Hz/60 Hz输出频率分辨度0.01 Hz频率设定方式由键盘设定：直接以键设定或键盘上旋钮（VR）设定由外部信号设定：1由模拟信号设定； 2由接点信号设定上/下限频率0.00400.00Hz起动频率0.1010.00Hz基本频率50.00400.00Hz三段跳跃频率0.1400.00Hz一般控制一般控制载波频率112K Hz加减速控制2段加减速时间及2段S曲线设定U/f曲线可编程曲线1条,固定曲线18条转矩控制可设定转矩补偿标准值节能运行控制手动控制多功能模拟输出有4种功能多功能输入有16种功能，32种选择多功能输出有6种功能，12种选择其他功能 电压自动控制功能(AVR)、转差补偿功能、设置减速停止或自然停止功能、自动复位再起动功能、制动频率/电压/时间可由参数个别设定功能、设置速度追踪方式或一般方式起动功能、“3线”运行控制功能运行运行操作键盘控制：运行键/停止键、正转/反转键外端子控制：正转/反转/停止控制、报警复位控制、点动运行、段速运行、频率上升/频率下降（UP/DOWN）指令等等运行状态信号多功能接点输出端子输出：运行中、频率到达、频率检出、过转矩检出等模拟输出端子输出：输出频率、设定频率、输出电压、直流电压故障接点输出：故障发生后可设置故障接点是否动作显示LED显示器可显示：频率/转速/线速度/直流电压/输出电压/输出电流/变频器参数/故障记录/程序版本状态指示灯充电、运行显示（见操作面板说明）通讯控制1可以R232或R485控制2可以作1对1控制或1对多控制3可以设置通讯速度、奇偶校验等。保 护 功 能 过载保护电子电路保护电机及变频器(曲线可设定)振动防止电流检测保护熔断器保护熔断器动作后电动机停止过电压保护200V级:直流电压427V；400V级：直流电压854V欠电压保护200V级：直流电压200V；400V级：直流电压400V瞬间停电再起动瞬停后可以速度追踪方式再起动失速防止加速/减速/运行中失速防止输出端短路电子线路保护接地故障电子线路保护其他功能散热片过热保护、过转矩检测、故障接点控制、反转限制、开机后直接起动及故障复位限制、参数锁定 环境使用场所不受阳光直射，没有腐蚀气体或液体、可燃气体、油溅、粉尘、铁屑、放射性物质温度-1040湿度095%相对湿度（不结露）振动05G以下三、变频器外接端子说明1.主电路端子说明（1）L1、L2