功率电子设计(竞赛讲座C)

2019/8/4只因准备不足，才导致失败1第七部份变频器基础知识2011年大学生电子竞赛培训2019/8/4只因准备不足，才导致失败2一、变频器调速原理2019/8/4只因准备不足，才导致失败3~380V50HZf=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S1.变频调速原理2019/8/4只因准备不足，才导致失败42.交—直—交变频器基本结构整流器滤波器逆变器2019/8/4只因准备不足，才导致失败51.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2019/8/4只因准备不足，才导致失败6VD1VD3VD5VD4VD6VD2RBVBC1C2V1V3V5V4V6V2D1D3D5D4D6D2RSPNKSRC1、2IB整流电路逆变电路滤波电路制动电路~38050HZ8.变频器主电路图图3-7变频器主电路结构图2019/8/4只因准备不足，才导致失败79.整流和滤波电路图3-8整流和滤波电路2019/8/4只因准备不足，才导致失败810.充电过程的限流电路图3-9合上电源时的充电过程2019/8/4只因准备不足，才导致失败911.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2019/8/4只因准备不足，才导致失败10变频器的内部结构和主要功能2019/8/4只因准备不足，才导致失败11变频器主电路各器件作用2019/8/4只因准备不足，才导致失败122019/8/4只因准备不足，才导致失败1321.PWM图3-20脉宽调制整流逆变变频变压脉宽调制2019/8/4只因准备不足，才导致失败1422.正弦脉宽调制（SPWM）图3-21正弦脉宽调制（SPWM）2019/8/4只因准备不足，才导致失败15•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2019/8/4只因准备不足，才导致失败16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。2019/8/4只因准备不足，才导致失败176.一台变频器带多台电动机图4-6一台变频器带多台电动机2019/8/4只因准备不足，才导致失败18二、变频调速系统接电抗器的作用2019/8/4只因准备不足，才导致失败191.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2019/8/4只因准备不足，才导致失败20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2019/8/4只因准备不足，才导致失败212.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2019/8/4只因准备不足，才导致失败223.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%2019/8/4只因准备不足，才导致失败234.直流电抗器做用：1）提高功率因数2）拟制电流尖峰2019/8/4只因准备不足，才导致失败24三、变频器的抗干扰2019/8/4只因准备不足，才导致失败251.变频器的干扰源图7-1变频器的电压、电流波形2019/8/4只因准备不足，才导致失败262.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2019/8/4只因准备不足，才导致失败273.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2019/8/4只因准备不足，才导致失败284.抗干扰措施远离、相绞、屏蔽、不平行图7-4绞线抗干扰2019/8/4只因准备不足，才导致失败295.空中幅射干扰图7-5空中幅射与接地—电磁幅射2019/8/4只因准备不足，才导致失败306.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2019/8/4只因准备不足，才导致失败31第八部份训练题目及要求2011年全国大学生电子竞赛培训2019/8/4只因准备不足，才导致失败32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2019/8/4只因准备不足，才导致失败33一些常用模块设计思路一、变频器设计思路2019/8/4只因准备不足，才导致失败34二、电源之单－双技巧2019/8/4只因准备不足，才导致失败35三、三角波产生电路2019/8/4只因准备不足，才导致失败36四、SPWM调制与放大电路2019/8/4只因准备不足，才导致失败37五、全桥逆变驱动电路2019/8/4只因准备不足，才导致失败38六、全桥逆变电路2019/8/4只因准备不足，才导致失败39七、滤波电路2019/8/4只因准备不足，才导致失败40八、电机测速电路2019/8/4只因准备不足，才导致失败41九、正弦波产生电路单片机输出正统变化阶梯电压，再滤波2019/8/4只因准备不足，才导致失败42十、正弦信号产生与幅度控制2019/8/4只因准备不足，才导致失败43参考文献与学习网站2011年全国大学生电子竞赛培训2019/8/4只因准备不足，才导致失败44谢谢祝同学们学习愉快