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1、Process Control&Instrumentation Technology主要內容主要內容t電力電子元件電力電子元件t變頻器原理變頻器原理t變頻器應用變頻器應用t變頻高次諧波與諧波抑制變頻高次諧波與諧波抑制t變頻噪聲與噪聲衰減變頻噪聲與噪聲衰減 1教書育人Process Control&Instrumentation Technology電力電子元件電力電子元件 tSCR、GTO、GTR、IGBT、MOS、MCT 等;tIGBT是電力MOSFET和GTR的有機結合,具有MOSFET驅動功率小、開關頻率高和GTR工作電流大的特點;tMCT(門控晶閘管)是MOSFET和SCR的有機結合。
2、2教書育人Process Control&Instrumentation Technology變頻器原理變頻器原理 t將頻率、電壓固定的交流電變換成頻率、電壓連續(xù)可調的三相交流電源。t變頻時應保持每極磁通m為額定值不變。t由于 ,故要求V/f不變。t轉 矩 提 升:低壓時,人 為 地 把 電 壓 V抬 高 一 些,以 便 近 似 地 補 償 定 子 壓 降。MrNfkE111144.43教書育人Process Control&Instrumentation Technology變頻器主回路示意圖LCRSTUvw主電路示意圖RTP1P(+)N(-)4教書育人Process Control&Ins
3、trumentation Technology主電路t整流器t將電網的交流電變?yōu)橹绷麟?。t濾波器t將整流器輸出的脈動直流變成平穩(wěn)的直流電。t逆變器t將直流電變成交流電供給負載。5教書育人Process Control&Instrumentation Technology輸入點t模擬量輸入點t頻率的給定;t輸入PID反饋信號等。t開關量輸入點t給出正轉反轉命令;t設定多種命令信號等。6教書育人Process Control&Instrumentation Technology輸出點t模擬量輸出點t輸出模擬監(jiān)視信號;t脈沖輸出t輸出脈沖監(jiān)視信號;t開關量輸出點t輸出各種開關量監(jiān)視信號;t輸出總報警
4、信號等。7教書育人Process Control&Instrumentation Technology設計電路舉例8教書育人Process Control&Instrumentation Technology變頻器應用變頻器應用 t變頻器與籠型電動機的結合是交流電動機調速系統(tǒng)的最佳選擇。特點:t顯著的節(jié)能效果;t較高的控制精度及較寬的調速范圍;t便于使用和維護;t易于實現自動控制及遠程控制等性能。9教書育人Process Control&Instrumentation Technology變頻在泵流量控制中的應用t風機、水泵的特點:負載轉矩與轉速的平方成正比,軸功率與轉速的立方成正比。t以前的
5、電機以定速運轉,用擋板閥門調節(jié)風量、水量。t改用根據所需要的風量、水量調節(jié)轉速就可獲得大量節(jié)電效果。t應 用 表 明,一般節(jié) 約 動 力 達 40%以 上。10教書育人Process Control&Instrumentation Technology流量、揚程、軸功率 與轉速關系t流量:t揚程:t軸功率:00NNQQ200NNHH300NNPP11教書育人Process Control&Instrumentation Technology變頻高次諧波與諧波抑制變頻高次諧波與諧波抑制 t高次諧波:基頻(通常為電源頻率)倍數的頻率。3,2,1)2sin(10nnfntiiInn12教書育人Pro
6、cess Control&Instrumentation Technology變頻高次諧波與諧波抑制變頻高次諧波與諧波抑制t畸波:單個基波與幾個高次諧波組合在一起。tn=pk1(p=脈沖數,k=1,2,3),通用變頻器中三相整流器產生5次,7次,11次,13次高次諧波。它的諧波含量(諧波內容)為1/n,諧波級數增加,諧波量值減少。t在變頻器電源側連接AC電抗器或在DC電路中安裝DC電抗器或同時進行,可抑制諧波電流。13教書育人Process Control&Instrumentation Technology高次諧波與噪聲的區(qū)別 14教書育人Process Control&Instrument
7、ation Technology變頻噪聲與噪聲衰減變頻噪聲與噪聲衰減 15教書育人Process Control&Instrumentation Technology噪聲的空中傳播 t變頻器產生的噪聲在空中輻射和傳播的3種路徑:t變頻器輻射;t變頻器輸入側電源電線的輻射;t變頻器輸出側到電機連接電線的輻射。16教書育人Process Control&Instrumentation Technology電磁感應噪聲 t變頻器輸入/輸出的電流產生的磁場,感應到周圍設備的電流側和信號側,使周圍設備受到噪聲的影響。t當平行布線或成束布線時,走線范圍越大,感應噪聲也就越大。17教書育人Process C
8、ontrol&Instrumentation Technology靜電感應噪聲、電回路傳播噪聲 t變頻器輸入輸出側由電流產生的磁場通過靜電容耦合到信號線端,并傳播到受影響的設備。t變頻器產生的高頻噪聲通過電源線傳播到周圍設備。18教書育人Process Control&Instrumentation Technology常采用如下噪聲衰減技術常采用如下噪聲衰減技術 t電源電線的噪聲衰減 t在變頻器和電源線之間接入濾波器將減小主傳導噪聲。t變頻器到電機配線噪聲輻射衰減 t金屬導線管;t電纜埋入水泥坑里或放置在室內的水泥圍中。t變頻器輻射噪聲的衰減 t變頻器裝在一個金屬箱里,在供電電源上安裝一個噪聲濾波器。19教書育人