功率电子设计(竞赛讲座C)

第七部份

变频器基础知识2011年大学生电子竞赛培训6/26/20251只因准备不足，才导致失败一、变频器调速原理6/26/20252只因准备不足，才导致失败~380V50HZf

=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6/26/20253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6/26/20254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30~40KHZ驱动电路电流小，功耗很少6/26/20255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6/26/20256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6/26/20257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6/26/20258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6/26/20259只因准备不足，才导致失败变频器的内部结构和主要功能6/26/202510只因准备不足，才导致失败变频器主电路各器件作用6/26/202511只因准备不足，才导致失败6/26/202512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6/26/202513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）6/26/202514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6/26/202515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；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。6/26/202516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6/26/202517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6/26/202518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6/26/202519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6/26/202520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）抑制高次谐波3）削弱电流浪涌6/26/202521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%6/26/202522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6/26/202523只因准备不足，才导致失败三、变频器的抗干扰6/26/202524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6/26/202525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2）地线措施：1）隔离变压器2）光耦隔离3）正确接地6/26/202526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6/26/202527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6/26/202528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6/26/202529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6/26/202530只因准备不足，才导致失败第八部份

训练题目及要求2011年全国大学生电子竞赛培训6/26/202531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6/26/202532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6/26/202533只因准备不足，才导致失败二、电源之单－双技巧6/26/202534只因准备不足，才导致失败三、三角波产生电路6/26/202535只因准备不足，才导致失败四、SPWM调制与放大电路6/26/202536只因准备不足，才导致失败五、全桥逆变驱动电路6/26/202537只因准备不足，才导致失败六、全桥逆变电路6/26/202538只因准备不足，才导致失败七、滤波电路6/26/202539只因准备不足，才导致失败八、电机测速电路

6/26/202540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6/26/202541只因准备不足，才