课程设计（论文）-电压源型变频器保护电路的设计.doc

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电压源型变频器保护电路的设计
学生姓名 XX 专业班级电气工程及其自动化


完成日期 2011年11月9日


目录
1、2008级实训任务书—— 1
设计内容及对象—— 2
电压源型变频器主电路的构成及基本原理—— 2
4、四种保护发生的原因及对策—— 3
5、设计要点及注意事项—— 5
6、四种保护电路电路图—— 5
7、总结—— 9
2008级实训任务书
1、题目:
电压源型变频器保护电路的设计。
2、技术参数
变频器主电路的技术参数:输入电压380V,,额定电流10A。
过压保护:直流侧电压大于800V时,产生过压保护信号
欠压保护:当输入电压小于10%额定电压时, 产生欠压保护信号
过流保护:, 产生过流保护信号
过热保护:当散热片温度超过60度时, 产生过热保护信号
将检测到的各种信号转化成计算机能识别的数字信号.
3、设计要求:
①熟悉电压源型变频器主电路的构成及基本原理。
②掌握各种保护发生的原因及保护的作用。
③设计四种保护电路,同时要有强弱电隔离功能.
④通过实验验证设计电路的正确性。
4、工作量:
①熟悉电压源型变频器主电路的构成及基本原理:20学时;
②掌握各种保护发生的原因及保护的作用:10学时;
③设计四种保护电路:50学时;
④通过实验验证设计电路的正确性:20学时。
5、工作计划:
①第一周:掌握电压源型变频器主电路的构成及基本原理,
分析各种保护发生的原因及保护的作用,设计过压保护电路.
②第二周:设计欠压保护,过流保护,过热保护电路。
③第三周:进行实验验正并书写实验报告。

一、设计内容及对象

本设计主要是针对电压源型变频器主电路的保护,分为过压保护、欠压保护、过流保护、过热保护,同时针对四种保护电路进行分析。
本设计中的保护电路是对电压源型变频器主电路的保护,因此,必须熟悉主电路的构成和电路中各个元器件的作用,并要分析故障产生的原因和过程,过电压的产生不是因电源过高,而是因变频器所带的电动机在减速过程中,电机绕组产生的感应电动势经反并联二极管回到直流侧产生的,因此,检测的位置在直溜侧电容的两端,因直流侧的滤波电容额定电压是800V,所以,,设定欠电压的保护值是额定电压的10%.过电流是一般是因负载短路或逆变电路中器件损坏短路或逆变电路触发信号错误造成的,检测的位置应在直溜母线上,,逆变等开关器件在工作中发热产生的,因此,应检测安装器件的散热片的温度,过热保护的温度一般设定在60度。
二、电压源型变频器主电路的构成及基本原理

整流电路滤波电路制动电路逆变电路


其主电路主要由整流电路、滤波电路、逆变电路及制动电路等几部分构成,其中绝缘栅双极晶体管构成了变频器主要硬件。
电压源型变频器主电路中各种期间的名称及作用
1、D1~D6:(二极管)整流二极管(六合一或二合一)。
2、R1:(电阻)限流充电电阻
KM:(接触器触点)延时切除R1
(充电电流)Icq=U/R
C1、C2:(电解电容)滤波作用
R2、R3:(电阻) ①均压电阻:电容误差±10%,电阻误差10%,C1、C2额定电
压400~450V,必须两个串联。
②放电电阻
5、RD:快速熔断器过流保护
6、T4、R4:能耗制动回路 Udc>760V打开
7、T1~T6:逆变
8、D11~D16:反并联二极管
(2)变频调速的基本原理

异步电动机
同步转速 n0 = 60f1 / np=60×50/np = 3000 np=1
1500 np=2
1000 np=3
750 np=4
(3)变频电源主电路类型
1、电压源型大电容滤波(C1、C2)
二极管整流
输出电压为矩形波,输出电流近似正弦波
送变侧必须有反并联二极管
电流源型大电感滤波
晶闸管整流
输出电流为矩形波,输出电压近似正弦波
送变侧不需要反并联二极管
四种保护发生的原因及对策
①电压源变频器过电压原因及对策
1、对于无制动电阻及制动单元的变频调速系统,在停机时可能出现过电压原因:主要原因是减速时间设定太短,造成停机时电机的转速大于此时的转速。对策:增加减速时间或加装制动电阻或制动单元。2、对于有制动电阻及制动单元的变频调速系统,在制动时出现过电压原因:制动电流设定太大或制动的时间太短,或制动加入的时间过早。对策:减小制动电流或延长制动时间,降低加入制