|
「變頻器原理與應用」是一門應用性較強的專業課程是「數學」、「物理」、「電工基礎」、「電子技術」、「電力電子技術」、「電力拖動」、「電氣控制」等課程的後續課程。同時又與「交直流調速系統」、「ＰＬＣ控制技術」 等專業課程有著橫向聯繫。
課程的主要任務
‧ 掌握變頻器的結構和工作原理。
‧ 掌握安裝、調試變頻器的基本技能。
‧ 掌握設計變頻調速系統的基本方法。
變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。我們使用的電源分為交流電源和直流電源，一般的直流電源大多是由交流電源通過變壓器變壓，整流濾波後得到的。交流電源在人們使用電源中占總使用電源的95%左右。
無論是用於家庭還是用於工廠，單相交流電源和三相交流電源，其電壓和頻率均按各國的規定有一定的標準，如我國大陸規定，直接用戶單相交流電壓為220V，三相交流電線電壓為380V，頻率為50Hz，其它國家的電源電壓和頻率可能與我國的電壓和頻率不同，如有單相100V/60Hz，三相200V/60Hz等等，標準的電壓和頻率的交流供電電源叫工頻交流電。通常，把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作「變頻器」。為了產生可變的電壓和頻率，該設備首先要把電源的交流電變換為直流電（DC），這個過程叫整流。一般逆變器是把直流電源逆變為一定頻率和一定電壓的逆變電源。對於逆變電源頻率和電壓可調的逆變器我們稱為變頻器。
變頻器輸出的波形是模擬正弦波，主要是用在三相異步電動機調速用，又叫變頻調速器。
對於主要用在儀器儀表的檢測設備中的波形要求較高的可變頻率逆變器，要對波形進行整理，可以輸出標準的正弦波，叫變頻電源。一般變頻電源是變頻器價格的15－－20倍。變頻器也可用於家電產品。使用變頻器的家電產品中，不僅有電機（例如空調等），還有螢光燈等產品。用於電機控制的變頻器，既可以改變電壓，又以改變頻率。但用於螢光燈的變頻器主要用於調節電源供電的頻率。
變頻器的工作原理被廣泛應用於各個領域。例如計算機電源的供電，在該項應用中，變頻器用於抑制反向電壓、頻率的波動及電源的瞬間斷電。變頻器主要採用交—直—交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源，然後再將直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。
變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成的。
變頻器元件
整流電路
由VD1-VD6六個整流二極管組成不可控全波整流橋。對於380V的額定電源，一般二極管反向耐壓值應選1200V，二極管的正向電流為電機額定電流的1.414-2倍。
電容C1
吸收電容,整流電路輸出是脈動的直流電壓，必須加以濾波，
變壓器
一種常見的電氣設備，可用來把某種數值的交變電壓變換為同頻率的另一數值的交變電壓，也可以改變交流電的數值及變換阻抗或改變相位。
壓敏電阻
有三個作用：一、過電壓保護；二、耐雷擊要求；三、安規測試需要.
熱敏電阻：過熱保護
霍爾元件
安裝在UVW的其中二相,用於檢測輸出電流值。選用時額定電流約為電機額定電流的2倍左右。
充電電阻
作用是防止開機上電瞬間電容對地短路，燒壞儲能電容開機前電容二端的電壓為 0V；所以在上電（開機）的瞬間電容對地為短路狀態。如果不加充電電阻在整流橋與電解電容之間，則相當於380V電源直接對地短路，瞬間整流橋通過無窮大的電流導致整流橋炸掉。一般而言變頻器的功率越大，充電電阻越小。充電電阻的選擇範圍一般為：10-300Ω。
儲能電容
又叫電解電容，在充電電路中主要作用為儲能和濾波。PN端的電壓工作範圍一般在 430VDC～700VDC 之間，而一般的高壓電容都在 400VDC左右，為了滿足耐壓需要就必須是二個400VDC的電容串起來作800VDC。容量選擇≥60uf/A
均壓電阻：防止由於儲能電容電壓的不均燒壞儲能電容；因為二個電解電容不可能做成完全一致，這樣每個電容上所承受的電壓就可能不同，承受電壓高的發熱嚴重（電容裡面有等效串聯電阻）或超過耐壓值而損壞。
C2電容
吸收電容,主要作用為吸收IGBT的過流與過壓能量。
電源板
開關電源電路向操作面板、主控板、驅動電路、檢測電路及風扇等提供低壓電源，開關電源提供的低壓電源有：±5V、±15V 、±24V向CPU其附屬電路、控制電路、顯示面板等提供電源。
驅動板
主要是將CPU生成的PWM脈衝經驅動電路產生符合要求的驅動信號激勵IGBT輸出電壓。
控制板
也叫CPU板，相當人的大腦，處理各種信號以及控制程序等部分
|
全學時授課 (共 36 講) 每講約 40~50 分鐘 
GS_3907