变频技术原理与应用

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1.前言

晶闸管又叫可控硅(SCR)，自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族，它的主要成员有单向晶闸管，双向晶闸管，光控晶闸管，逆导晶闸管，可关断晶闸管，快速晶闸管，等等。晶闸管是一种大功率半导体器件，它的最大特点是容量大，电压高，损耗小，控制灵便，是大功率变频技术较理想器件。

2.晶闸管的结构与工作原理

2.1晶闸管的结构

它有三个电极，螺旋那一端是阳极a的引出端，并利用它与散热器固定；另一较粗的引线为阴极k，较细的引线则为控制极g。容量更大的晶闸管一般采用平板式，可带风冷或水冷散热器，容量较小的晶闸管与大功率二极管外形相似，只是多了一个控制极。晶闸管的内部结构由PNPN四层半导体构成，中间形成三个PN结：J1，J2，J3.从下面的P1层引出阳极，从上层引出阴极，由中间的P2层引出控制极。

晶闸管就如二极管一样，具有单向导电特性，电流只能从阳极流向阴极，当元件加以反向电压，只有极小的反向漏电流从阴极流向阳极，晶闸管处于反向阻断状态.

晶闸管不同于二极管，还具有正向导通的可控特性。当元件加上正向电压时，元件还不能导通，呈正向阻断状态，这是二极管所不具有的。

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变频器原理与应用 复习题 一、选择

1、正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（ C ）。 A：PWM B：PAM C：SPWM D：SPAM

2、三相异步电动机的转速除了与电源频率、转差率有关，还与（ B ）有关系。 A：磁极数 B：磁极对数 C：磁感应强度 D：磁场强度 3、目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（D ）。 A：SCR B：GTO C：MOSFET D：IGBT 4、IGBT属于（ B ）控制型元件。

A：电流 B：电压 C：电阻 D：频率 5、电力晶体管GTR属于（ A ）控制型元件。

A：电流 B：电压 C：电阻 D：频率 二、选择

1、对电动机从基本频率向上的变频调速属于（A ）调速 A：恒功率 B：恒转矩 C：恒磁通

交流变频调速技术的优势与应用

交流变频调速的方法是异步电机最有发展前途的调速方法。随着电力电子技术的不断发展，性能可靠、匹配完善、价格便宜的变频器会不断出现，这一技术会得到更为广泛、普遍的应用。

对于可调速的电力拖动系统，工程上往往根据电动机电流形式分为直流调速系统和交流调速系统两类。它们最大的不同之出主要在于交流电力拖动免除了改变直流电机电流流向变化的机械向器——整流子。

20世纪70年代后，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应用，使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围、高的稳速范围、高的稳速精度、快的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面可以与直流电力拖动媲美。在交流调速技术中，变频调速具有绝对优势，并且它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调速节电效果明显，而且易于实现过程自动化，深受工业行业的青睐。 1. 交流变频调速的优异特性

(1) 调速时平滑性好，效率高。低速时，特性静关率较高，相对稳定性好。 (2) 调速范围较大，精度高。

(3) 起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显。 (4) 变

高压变频器原理及应用

摘 要 本文主要介绍高压变频器的原理和应用特点，介绍了其在应用中存在的一些问题以及解决的方法。并介绍了其在电厂和煤矿中的应用。

关键词 变频器，谐波干扰，变频调速 一、概述

在能源日益紧张的今天，交流调速技术作为节约能源的一种重要手段，受到世界各国的重视。变压变频控制可以平滑变速，调速范围广，效率高，功率因数高，还能降低启动冲击电流，获得较高的起动转矩，负载减速时可实现能量回馈的再生制动，使电动机快速逆转，并具有软启动、软停止，简单可编程，易构成自控系统。交流变频调速技术是集电力电子、自动控制、微电子、电机学等技术之大成的一项高技术。它以其优异的调速性能、显著的节电效果和在国民经济各领域的广泛的适用性而被国内外公认为是世界上应用最广、效率最高、最理想的电气传动方案，是电气传动的发展方向。它为提高产品质量和产量，节约能源、降低消耗，提高企业经济效益提供了重要的新手段。变频器是将通用电源转换成电压可变，频率可变的适合交流异步电机调速需求的变换装置。变频器是变频调速系统最为重要的设备。

对变频原理进行分析，异步电动机旋转磁场的转速为：n．=60fi/p，式中n1为同步转速r/min，fi为电源频率Hz，p为磁极对。异步电动机

《PLC与变频器技术应用》复习题

1．填空题

(1) PLC是通过一种周期扫描工作方式来完成控制的.每个周期包括 输入采样、程序处理、

输出刷新 三个阶段。

(2) 定时器的线圈开始定时.定时时间到.常开触点 闭合 .常闭触点 断开 。 (3) 通用定时器被复位.复位后其常开触点 断开 .常闭触点 闭合 .当前值变为0。 (4) OUT指令不能用于 输入寄存器X 继电器。

(5) M8002 是初始化脉冲。当PLC处于RUN状态时.M8000一直为 ON 。

(6) FX2N型PLC的输入/输出继电器采用 八 进制进行编号.其他所有软元件均采用 十

进制进行编号。

(7) 若梯形图中输出继电器的线圈“通电”.对应的输出映像寄存器为 1 状态.在输出处

理阶段后.继电器输出模块中对应的硬件继电器的线圈 得电 .其常开触点 闭合 .外部负载 得电 。

(8) 外部输入电路断开时.对应的输入映像寄存器为状态 0 .梯形图中对应的输入继电器

的常开触点 断开 .常闭触点 闭合 。

(9) 说明下列指令意义。

变频器技术原理及培训常用晶闸管的结构

螺栓型晶闸管

晶闸管模块

(C)

平板型晶闸管外形及结构

1.4 典型全控型器件 ·引言常用的典型全控型器件GTR 、电力 MOSFET 和 IGBT 等器件的常用封装形式。

(B)

1.4.3 电力场效应晶体管电力 MOSFET 的结构

b) a) 图1-19 电力 MOSFET 的结构和电气图形符号

是单极型晶体管。 导电机理与小功率 MOS 管相同，但结构上多采用垂直 导电结构，又称为 VMOSFET 。

采用多元集成结构，不同的生产厂家采用了不同设计。(B)

图 a ) 为垂直导电双扩散结构，即 VDMOSFET 。

绝缘栅双极晶体管1 ) IGBT 的结构和工作原理三端器件：栅极 G 、集电极 C 和发射极 E 。 IGBT 比 VDMOSFET 多一层 P+ 注入区，具有很强的通流 能力。

图1-22 IGBT 的结构、简化等效电路和电气图形符号(B)

a) 内部结构断面示意图 b) 等效电路 c) 简化等效电路 d) 电气图形符号

功率模块与功率集成电路例：部分功率模块、IPM、电力半导体器件及驱动电路

(A)

单相桥式逆变电路逆变电路最基本的工作 原理 —— 改变两组开 关切换频率，可改变输 出交流电频率。阻感负

摘 要

使异步电动机实现性能好的调速一直是人们的理想,过去如变极调速、绕线转子异步电动机转子回路串电阻调速均属于有级调速；而调压调速虽能平滑调速,但调速范围不大,耗能多,仅限于小功率,无法和直流调速系统相比。

随着新技术、新理论的不断发展,变频调速技术应运而生,其控制方式完全可以和直流调速系统相媲美。因此变频器的应用日益广泛，变频器性能的优劣直接影响着电机的运行特性，所以如何提高变频器的优化控制成为变频技术的关键。在变频调速中关键的一项就是控制端SPWM波的产生,它不仅要求电压和频率变化呈线性关系,而且要求输出波形尽可能接近于正弦波。

通用变频器的原理与应用知识广泛应用与各种机械传动及变频调速系统中，学习通用变频器的原理知识显得尤为重要。本文主要详细介绍通用变频器的原理和应用，具有很强的现实意义和学习探讨价值。

关键词：变频器、SPWM波

目 录

摘 要 ................................................ 1 第1章 绪论 .......................................... 3 1.1 交流电动机调速发展现状 .......

射频与微波技术原理及应用培训教材

华东师范大学微波研究所

一、Maxwell(麦克斯韦)方程

Maxwell方程是经典电磁理论的基本方程，是解决所有电磁问题的基础，它用数学形式概括了宏观电磁场的基本性质。其微分形式为

?????B??E???t????????D ??H?J? (1.1)

?t????D??????B?0对于各向同性介质，有

????D??E????? B??H (1.2)

????J??E??????其中D为电位移矢量、B为磁感应强度、J为电流密度矢量。

电磁场的问题就是通过边界条件求解Maxwell方程，得到空间任何位置的电场、磁场分布。对于规则边界条件，Maxwell方程有严格的解析解。但对于任意形状的边界条件，Maxwell方程只有近似解，此时应采用数值分析方法求解，如矩量法、有限元法、时域有限差分法等等。目前对应这些数值方法，有很多商业的电磁场仿真软件，如Ansoft公司的Ensemble和

射频与微波技术原理及应用培训教材

华东师范大学微波研究所

一、Maxwell(麦克斯韦)方程

Maxwell方程是经典电磁理论的基本方程，是解决所有电磁问题的基础，它用数学形式概括了宏观电磁场的基本性质。其微分形式为

?????B??E???t????????D ??H?J? (1.1)

?t????D??????B?0对于各向同性介质，有

????D??E????? B??H (1.2)

????J??E??????其中D为电位移矢量、B为磁感应强度、J为电流密度矢量。

电磁场的问题就是通过边界条件求解Maxwell方程，得到空间任何位置的电场、磁场分布。对于规则边界条件，Maxwell方程有严格的解析解。但对于任意形状的边界条件，Maxwell方程只有近似解，此时应采用数值分析方法求解，如矩量法、有限元法、时域有限差分法等等。目前对应这些数值方法，有很多商业的电磁场仿真软件，如Ansoft公司的Ensemble和

高压变频技术对净化厂的应用 本文关键词：变频，高压，净化，技术

高压变频技术对净化厂的应用 本文简介：摘要：分析净化厂现用锅炉引风机存在问题，提出改进措施。应用国产高压变频器调速节能原理，对在用设备进行改造。整理总结各种有效数据，为推广使用做好准备。关键词：高压变频器；调速原理；参数调试；节能分析引言净化厂公用工程现有三套75T/h锅炉，每台炉配置两台离心式引风机。锅炉正常工作时两台引风机都运行，保

高压变频技术对净化厂的应用 本文内容：

摘要：分析净化厂现用锅炉引风机存在问题，提出改进措施。应用国产高压变频器调速节能原理，对在用设备进行改造。整理总结各种有效数据，为推广使用做好准备。

关键词：高压变频器；调速原理；参数调试；节能分析

引言

净化厂公用工程现有三套75T/h锅炉，每台炉配置两台离心式引风机。锅炉正常工作时两台引风机都运行，保持炉膛内的负压。6台6kV、185kW电机作为锅炉引风机的驱动源，启动方式为直接启动，恒速运转，锅炉在加负荷、减负荷或运行工况变化的过程中，采用调整引风机的入口挡板的开度来满足机组运行的需求。现运行方式存在如下问题：第一不仅浪费电能，而且挡板及烟道受到较大冲击，噪声大，磨损严重；第二电机直接启动，启动电流大，对电机