功率电子设计(竞赛讲座C)

1、第 七 部 份 变频器基础知识2011年大学生电子竞赛培训9/8/20221只因准备不足，才导致失败一、变频器调速原理9/8/20222只因准备不足，才导致失败 380V 50HZf = 0 500HZ 图 3-1 变频调速 变频调速 f 变极对数调速 P 变转差率调速 S 1.变频调速原理9/8/20223只因准备不足，才导致失败 2. 交直交变频器基本结构整 流 器 滤 波 器 逆 变 器 9/8/20224只因准备不足，才导致失败1. 能承受足够大的电压和电流2. 允许长时间频繁接通和关断3. 接通和关断的控制十分方便开关元器件应满足的条件IGBT的特点： 耐压1200V 开关频率高达3

2、0 40KHZ 驱动电路电流小，功耗很少9/8/20225只因准备不足，才导致失败38050HZ8. 变频器主电路图图3-7 变频器主电路结构图9/8/20226只因准备不足，才导致失败9. 整流和滤波电路图3-8 整流和滤波电路9/8/20227只因准备不足，才导致失败10. 充电过程的限流电路图3-9 合上电源时的充电过程9/8/20228只因准备不足，才导致失败11. 逆变电路的基本结构图3-10 逆变电路的结构 a） 逆变电路 b）输出电压波形 c）输出电压等效波形9/8/20229只因准备不足，才导致失败变频器的内部结构和主要功能9/8/202210只因准备不足，才导致失败变频器主电

3、路各器件作用9/8/202211只因准备不足，才导致失败9/8/202212只因准备不足，才导致失败 21. PWM图3-20 脉宽调制整 流逆 变变 频变 压脉 宽 调 制9/8/202213只因准备不足，才导致失败22. 正弦脉宽调制（SPWM）图3-21 正弦脉宽调制（SPWM）9/8/202214只因准备不足，才导致失败载波频率提高，电磁噪音减少，电机获得较理想的正弦电流曲线。开关频率高，电磁幅射增大，输出电压下降，开关元件耗损大。载波频率的特性9/8/202215只因准备不足，才导致失败 变频器各部分电流关系： 变频器输出电流IM取决于负载转矩， 当负载转矩恒定，IM大小与速度无关；

4、 直流回路的电流随频率下降而减少； 变频器输入电流随频率下降而减少。9/8/202216只因准备不足，才导致失败6. 一台变频器带多台电动机图4-6 一台变频器带多台电动机9/8/202217只因准备不足，才导致失败二、 变频调速系统 接电抗器的作用9/8/202218只因准备不足，才导致失败1. 变频器输出端接入电抗器的场合图6-1 需要接入电抗器的场合a）电机与变频器距离远 b）小变频器带轻载大电机9/8/202219只因准备不足，才导致失败输出电抗器作用： 抑制变频器电磁幅射干扰 抑制电动机电压谐振9/8/202220只因准备不足，才导致失败2. 输入交流电抗器作用：1）提高功率因数 2

5、）抑制高次谐波 3）削弱电流浪涌9/8/202221只因准备不足，才导致失败3. 接入交流电抗器的场合图6-3 接入交流电抗器的场合a）多台变频器接同一电源 b）同一电源上接有大容量晶闸管设备 c）变压器容量超过变频器容量十倍以上 d）电源电压不平衡度3%9/8/202222只因准备不足，才导致失败4. 直流电抗器做用： 1）提高功率因数 2）拟制电流尖峰9/8/202223只因准备不足，才导致失败三、变频器的抗干扰9/8/202224只因准备不足，才导致失败1. 变频器的干扰源图7-1 变频器的电压、电流波形9/8/202225只因准备不足，才导致失败2. 电路耦合干扰 电路传播：1）电源线

6、 2）地线措施 ： 1）隔离变压器 2）光耦隔离 3）正确接地9/8/202226只因准备不足，才导致失败3.感应耦合干扰电磁感应 静电感应1） 电磁感应是电流干扰传播方式 2）静电感应是电压干扰传播方式 9/8/202227只因准备不足，才导致失败4. 抗干扰措施远离、相绞、屏蔽、不平行图7-4 绞线抗干扰9/8/202228只因准备不足，才导致失败5. 空中幅射干扰图7-5 空中幅射与接地 电磁幅射9/8/202229只因准备不足，才导致失败抗干扰措施 1）准确接地 2）接入滤波器图7-6 接入滤波器抑制电磁幅射9/8/202230只因准备不足，才导致失败第 八 部 份 训练题目及要求20

7、11年全国大学生电子竞赛培训9/8/202231只因准备不足，才导致失败训 练 题 目1、设计逆变电源，输出电压可通过按键增加或减小。测试方法：能够烧热电烙铁、能给手机充电。（应用场效应管）注意：高压输出，严防触电！2、设计D类功率放大器，可遥控开关机，带有扬声器保护、分等级显示音量（输出信号幅度）、音量通过按键控制增大或减小、带有8级柱状频谱指示，效率85%以上。3、变频器设计，设计一变频空调控制器，使室温恒定。4、设计LED电源5、太阳能充电器9/8/202232只因准备不足，才导致失败一些常用模块设计思路一、变频器设计思路9/8/202233只因准备不足，才导致失败二、电源之单双技巧9/8/202234只因准备不足，才导致失败三、三角波产生电路9/8/202235只因准备不足，才导致失败四、SPWM调制与放大电路9/8/202236只因准备不足，才导致失败五、全桥逆变驱动电路9/8/202237只因准备不足，才导致失败六、全桥逆变电路9/8/202238只因准备不足，才导致失败七、滤波电路9/8/202239只因准备不足，才导致失败八、电机测速电路 9/8/202240只因准备不足，才导致失败九、正弦波产生电路单片机输出正统变化阶梯电压，再滤波9/8/202241只因准备