变频器毕业论文

毕业设计正文第1页哈尔滨职业技术学院印制摘要近年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，交流传动与控制技术成为目前发展最为迅速的技术之一，电气传动技术面临着一场历史革命，即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。众所周知，变频器是由整流电路、滤波电路、逆变电路组成。其中整流电路和逆变电路中均使用了半导体开关元件，在控制上则采用的是PWM控制方式，这就决定了变频器的输入、输出电压和电流除了基波之外，还含有许多的高次谐波成分。这些高次谐波成分将会引起电网电压波形的畸变，产生无线电干扰电波，它们对周边的设备、包括变频器的驱动对象--电动机带来不良的影响。所以，深入了解交流传动与控制技术的走向，对我们的学习工作具有十分积极的意义。关键词：变频器；工作原理；发展前景；故障处理毕业设计正文第1页哈尔滨职业技术学院印制目录绪论...........................................................................................................................1一、变频器的发展、组成及原理.......................................................................................3（一）变频器的概述....................................................................................................................3（二）直流电动机与交流电动机的比较...............................................................................3（三）通用变频器的发展..........................................................................................................4（四）变频器的组成与分类......................................................................................................5（五）变频器的基本分类..........................................................................................................7(六)变频器的基本原理...........................................................................................................11（七）变频器的前景展望........................................................................................14（八）本章小结...........................................................................................................................20二、变频器工程中的选用.................................................................................................21（一）变频器的选择..................................................................................................................21（二）变频器的安装..................................................................................................................22（三）工作环境的要求.............................................................................................................22（四）本章小结...........................................................................................................................23三、变频器的维护.............................................................................................................24（一）变频器外部引起的故障.................................................................................................24(二)变频器内部引起的故障....................................................................................................25(三)本章小结...........................................................................................................................26四、变频器过电压故障原因分析及对策.......................................................................27(一)变频器过电压的危害........................................................................................................27(二)产生变频器过电压的原因...............................................................................................27(三)过电压故障处理对策........................................................................................................29五、变频器常见干扰故障分析及对策...........................................................................32(一)外界对变频器的干扰......................................................................................................32（二）变频器对周边设备的干扰及对策.............................................................................33结论.........................................................................................................................37参考文献.............................................................................................................................38致谢.........................................................................................................................39毕业论文正文第1页哈尔滨职业技术学院印制绪论1．变频器的发展起步变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。电力电子器件的更新促使电力变换技术的不断发展。起初,变频技术只局限于变频不能变压。20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,如:调制波纵向分割法、同相位载波PWM技术、移相载波PWM技术、载波调制波同时移相PWM技术等。VVVF变频器的控制相对简单,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较小,受定子电阻压降的影响比较显著,故造成输出最大转矩减小。2．矩阵式交—交变频器产生的背景矢量控制变频调速的做法是:将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic通过三相——二相变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Iml、Itl,然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机化成等效直流电动机,因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算;它不需要模仿直流电动机的控制,也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低,谐波电流大,直流回路需要大毕业论文正文第2页哈尔滨职业技术学院印制的储能电容,再生能量又不能反馈回电网,即不能进行四象限运行。为此,矩阵式交—交变频应运而生。毕业论文正文第3页哈尔滨职业技术学院印制一、变频器的发展、组成及原理（一）变频器的概述直流调速系统具有较优良的静、动态性能指标，因此，在过去很长时期内，调速传动领域大多为直流电动机调速系统。如今，由于全控型电力电子器件（如BJT、IGBT）的发展、SWPM专用集成芯片的开发、交流电动机矢量变换控制技术以及单片微型计算机的应用，使得交流调速的性能获得极大的提高，在许多方面已经可以取代直流调速系统，特别是各类通用变频器的出现，使交流调速已逐渐成为电气传动中的主流人们所说的交流调速传动，主要是指采用电子式电力变换器对交流电动机的变频调速传动。除变频以外的另一些简单的调速方案，例如变极调速、定子调压调速、转差离合器调速等，虽然仍在特定场合有一定的应用，但由于其性能较差，终将会被变频调速所取代。交流调速传动控制技术之所以发展得如此迅速，和如下一些关键性技术的突破性进展有关，它们是电力电子器件（包括半控型