廊坊职业技术学院教案 课程名称:变频器应用技术 授课专业:电气自动化技术 授课班级:高职电气自动化0301班 授课学时:60 授课教师:谷俊婷 教研室主任签字: 系主任签字:
1 廊坊职业技术学院教案 课程名称：变频器应用技术 授课专业：电气自动化技术 授课班级：高职电气自动化 0301 班 授课学时: 60 授课教师：谷俊婷 教研室主任签字： 系主任签字：
廊坊职业技术学院教案首页 课程名称变频器应用技术 班级高职04自1班 计划课时2 周次|1 授课方法|讲授 教具尺 教学内容 §绪论、§1基础知识 教学目的1.掌握课程性质、内容 2.复习并引伸三相异步电动机的相关知识 重点、难女1.三相异步电动机在变频的同时须变压的原因 2.变频调速的说明 复习提问1,三相异步电动机旋转磁场的转速、转差率、转速 2.三相异步电动机的机械特性曲线及其特殊点 3.三相异步电动机的起动和制动 作业|习题:1-5.1=6.1-9 小结:1介绍变频器、其发展历程、应用现状、发展趋势; 2.课程内容、特点及学习的要求。 课后小结 3.复习三相异步电动机的基础知识 4.变频调速的说明
2 廊坊职业技术学院教案首页 课程名称 变频器应用技术 班级 高职04自 1班 计划课时 2 周次 1 授课方法 讲授 教具 尺 教学内容 §绪论、§1 基础知识 教学目的 1．掌握课程性质、内容 2．复习并引伸三相异步电动机的相关知识 重点、难点 1．三相异步电动机在变频的同时须变压的原因 2．变频调速的说明 复习提问 1.三相异步电动机旋转磁场的转速、转差率、转速； 2.三相异步电动机的机械特性曲线及其特殊点； 3.三相异步电动机的起动和制动 作 业 习题： 1-5、1-6、1-9 课后小结 小结：1.介绍变频器、其发展历程、应用现状、发展趋势； 2．课程内容、特点及学习的要求。 3．复习三相异步电动机的基础知识 4．变频调速的说明
绪论 概述 1.与其他专业课程的关系 “变频器应用”是“数学”、“物理”、“电工基础”、“电子技术”、“电力电子技术” “电力拖动”等课程的后续课程,同时又与“交直流调速系统”“PLC控制技术” 等专业课程有着横向联系 2.概述 变频器是由计算机控制电力电子器件、将工频交流电变为频率和电压可调的三相交 流电的电气设备,用以驱动交流电动机进行变频调速。 二、变频器的发展历程 1.直流调速系统的优缺点 2.交流调速系统的优缺点: 3.变频器的诞生和发展:微电子技术和电力电子技术的发展、计算机技术的发展 三、我国变频器的应用现状 1.起步较晚 2.目前,进入“黄金时期” 3.变频调速的效果 4.变频器的应用,目前不足十分之一,原因;奠定学生学习的动力。 四、变频器的发展趋势 1.向专用型方向发展 2.向人性化方向发展 3.易用性不断提高 4.功率结构模块化 5.智能化 6.减小谐波影响 五、课程的性质和任务 变频器应用”是一门应用性较强的专业课程,课程的主要任务是使学生深入掌握变 频器应用的基础知识和基本技能。 六、课程特点及学习的要求 1.涉及面广变频器是高科技的产品,技术含量高。 2.实践性强侧重变频器的应用
3 绪 论 一、概述 1．与其他专业课程的关系： “变频器应用”是“数学”、“物理”、“电工基础”、“电子技术”、“电力电子技术”、 “电力拖动”等课程的后续课程，同时又与 “交直流调速系统”、“ＰＬＣ控制技术” 等专业课程有着横向联系。 2．概述： 变频器是由计算机控制电力电子器件、将工频交流电变为频率和电压可调的三相交 流电的电气设备，用以驱动交流电动机进行变频调速。 二、变频器的发展历程 1．直流调速系统的优缺点： 2．交流调速系统的优缺点： 3．变频器的诞生和发展：微电子技术和电力电子技术的发展、计算机技术的发展 三、我国变频器的应用现状 1．起步较晚 2．目前，进入“黄金时期” 3．变频调速的效果 4．变频器的应用，目前不足十分之一，原因；奠定学生学习的动力。 四、变频器的发展趋势 1．向专用型方向发展 2．向人性化方向发展 3．易用性不断提高 4．功率结构模块化 5．智能化 6．减小谐波影响 五、课程的性质和任务 “变频器应用”是一门应用性较强的专业课程，课程的主要任务是使学生深入掌握变 频器应用的基础知识和基本技能。 六、课程特点及学习的要求 1．涉及面广 变频器是高科技的产品，技术含量高。 2．实践性强 侧重变频器的应用
3.无重点一又都是重点与应用有关的任何知识都是重点,细小的疏忽也会导致严重问 4.学习中要处理好以下几个关系: (1)理论分析的基础性、连贯性与实用性 (2)与其他专业课程知识的关系:一方面他为我用,另一方面我为他用 (3)具体的应用方法与一般的应用能力—前者是学习的形式,后者是学习的目的。 5.要求与考核标准 (1)课堂要求 (2)作业要求 (3)成绩评定 a、作业、测验成绩 b、纪律成绩 c、印象成绩 d、期末试卷成绩 第一章基础知识 第一节三相异步电动机 在变频调速拖动系统中,使用的电动机大多数是三相异步电动机。为了说明变频 器的功能和应用,有必要先了解三相异步电动机的相关知识 三相异步电动机的工作原理 1.旋转磁场与转差率 (1)旋转磁场的转速(同步转速m) n=60f1/p 式中:n一一旋转磁场转速,又称为同步转速,单位为r/min f—电源的频率,单位为Hz: p一旋转磁场的磁极对数。 n的旋转方向由电源的相序决定:若电源为顺相序,同步转速n1为顺时针旋转方 向,当将三相电源的任意两相对调(即电源为逆相序),n则为逆时针方向 (2)转差率s 根据结构不同分转子「笼型变频调速中采用 线绕型变频调速中可以用,但较少采用
4 3．无重点─又都是重点 与应用有关的任何知识都是重点，细小的疏忽也会导致严重问 题 4．学习中要处理好以下几个关系： （1）理论分析的基础性、连贯性与实用性 （2）与其他专业课程知识的关系：一方面他为我用，另一方面我为他用。 （3）具体的应用方法与一般的应用能力──前者是学习的形式，后者是学习的目的。 5．要求与考核标准 （1）课堂要求 （2）作业要求 （3）成绩评定 a、作业、测验成绩 b、纪律成绩 c、印象成绩 d、期末试卷成绩 第一章 基础知识 第一节 三相异步电动机 在变频调速拖动系统中，使用的电动机大多数是三相异步电动机。为了说明变频 器的功能和应用，有必要先了解三相异步电动机的相关知识。 一、三相异步电动机的工作原理 1．旋转磁场与转差率 （1）旋转磁场的转速（同步转速 n1） n1=60ƒ1/p 式中：n1——旋转磁场转速，又称为同步转速，单位为 r/min； ƒ1——电源的频率，单位为 Hz； p——旋转磁场的磁极对数。 n1 的旋转方向由电源的相序决定：若电源为顺相序，同步转速 n1 为顺时针旋转方 向，当将三相电源的任意两相对调（即电源为逆相序），n1 则为逆时针方向。 （2）转差率 s 根据结构不同分 转子 笼型 变频调速中采用 线绕型 变频调速中可以用，但较少采用
①转速差△n即△n=n-n 式中:转子的转速一n 旋转磁场的转速--m1 ②转差率s即s=(n-n)/n s是分析异步电动机运行状态的重要参数。起动瞬间,n=0,s=1:;额定转速运行 时,s很小,约为0.02~0.06:空载运行时,n略小于n,s≈0。 (3)转子转速nn=(1-s)60f1/p 转子转速n与电源频率f、磁极对数p、转差率s有关。三相异步电动机的调速方 式有:变频(f1)调速、变极(p)调速、变转差率(s)调速。 2.三相异步电动机的电磁特性 (1)感应电动势BE=4.44KNf1中 式中:E—一定子绕组的感应电动势有效值 K—一定子绕组的绕组系数,K1<1 N—一定子每相绕组的匝数 f——定子绕组感应电动势的频率,即电源的频率 主磁通 可见:E∝f中 将△U忽略,则E≈B∝f1中 (2)b/f1=常数 异步电动机是根据其工作在额定电压、额定频率以及额定磁通下进行设计的,其磁 通φ选在了铁芯磁化曲线的接近饱和处。φ的大小关系到电动机的电磁转矩,并与 电动机的工作电流成正比。如f1下降,不变,则中上升。因为中已设计在接近饱 和处,φ上升即进入磁化曲线的饱和区,引起工作电流大幅度增加,使电动机过热损 坏。如f上升,矶不变,则φ下降,将使工作电流下降。由于电流的下降,电动机的 输出转矩不足。为了保持电动机的中不变,即电动机的转矩不变,在f变化的同时, U必须同时变化,使与f的比值保持恒定,即矶/f1=常数
5 ①转速差△n 即△n =n1-n 式中：转子的转速---n 旋转磁场的转速---n1 ②转差率 s 即 s=(n1-n)/n1 s 是分析异步电动机运行状态的重要参数。起动瞬间，n =0，s =1；额定转速运行 时，s 很小，约为 0.02～0.06；空载运行时，n 略小于 n1，s ≈0。 （3）转子转速 n n=(1-s)60ƒ1/p 转子转速 n 与电源频率ƒ1、磁极对数 p、转差率 s 有关。三相异步电动机的调速方 式有：变频（ƒ1）调速、变极（p）调速、变转差率（s）调速。 2．三相异步电动机的电磁特性 （1）感应电动势 E1 E1=4.44K1N1ƒ1Φm 式中: E1——定子绕组的感应电动势有效值 K1——定子绕组的绕组系数，K1<1 N1——定子每相绕组的匝数 ƒ1——定子绕组感应电动势的频率，即电源的频率 Φm——主磁通 可见：E1∝ƒ1Φm 将△U 忽略，则 E1≈U1∝ƒ1Φm （2）U1/ƒ1 =常数 异步电动机是根据其工作在额定电压、额定频率以及额定磁通下进行设计的,其磁 通 Φm 选在了铁芯磁化曲线的接近饱和处。Φm 的大小关系到电动机的电磁转矩，并与 电动机的工作电流成正比。如ƒ1 下降，U1 不变，则 Φm 上升。因为 Φm 已设计在接近饱 和处，Φm 上升即进入磁化曲线的饱和区，引起工作电流大幅度增加，使电动机过热损 坏。如ƒ1 上升，U1 不变，则 Φm 下降，将使工作电流下降。由于电流的下降，电动机的 输出转矩不足。为了保持电动机的 Φm 不变，即电动机的转矩不变，在ƒ1 变化的同时， U1 必须同时变化，使 U1 与ƒ1 的比值保持恒定，即 U1/ƒ1 =常数