电解电容在变频器中的作用.ppt

交流内容 1. 电动机调速技术的变迁 2. 通用变频器电路形式及工作原理 3. 变频器异常诊断与处理、保养与检修 4. 变频调速技术国内外发展现状和展望 5. 电解电容器在变频器电路中的作用、安装形式及变频器对 电解电容器的要求 6. 变频器市场的现状及发展前景 1 一. 电动机调速技术的变迁 十九世纪后半期发明电动机以来,已经历了一个多世纪。 电力拖动渗透二十世纪人类活动的每一个领域。 电力拖动是能源消耗的大户，在中国占全部用电量的60% 以上。 过度的电力消耗使得石化燃料枯竭,CO2和NOX的排放污染 大气,影响人类生存环境。 分散型新能源太阳能发电、风力发电等发展。 信息技术发展。 上述这些因素对电动机调速技术及电机系统节能技术提出 了一些新的要求。 2 电力拖动调速技术的变迁 3 l 二.通用变频器电路形及工作原理 交流异步电动机调速系统分类与简介 异步电动机调速 高效型低效型 定子控制转子控制定子控制转子控制 变频变压调速 变极调速 串极调速 双馈调速 内馈调速 调压调速串电阻调速 滑差离合器调速 液力耦合器调速 4 异步电动机变频调速运行原理 异步电动机转速关系式 1.异步电动机转速关系式 n=n0(1-s) 60f n0= - p 式中：n：异步电动机输出轴转速 n0：旋转磁场转速（同步转速） f：供电电源频率 P：电动机极对数 S: 转差率 2.异步电动机每相电动势关系式: E=4.44fkEm 式中:E:气隙磁通在定子每相中感应电动势的有效值 f:定子频率 kE:系数 m:每相气隙磁通量 U=IRS+E 式中:U:相电压 I:相电流 RS:定子电阻 恒压频比控制时变频调速的机械特性 基频以上变频调速的机械特性 5 通用交流变频调速器 变频器主回路 6 开关电源 7 变频器控制电路 8 变频器工作原理 驱动信号波形 1 2 3 4 5 6 U相电压 V相电压 W相电压 V-W线电压 W-U线电压 U-V线电压 交流输出波形(负载为电阻 性、星形接法） 9 双极性调制方法 驱动信号波形 1 2 3 4 5 6 交流输出波形 10 三.变频器异常诊断与处理、保养与检修 异常及对策 故障代码故障内容可能的原因对策 OC加速中过电流 加速时间太短调整加速度时间 负载惯量过大减小负载惯量 减速中过电流 减速时间太短高速减速度时间 负载惯量过大减小负载惯量 运行中过电流 负载变化急剧检测并减小其变化率 驱动电路异常请委托经销商检查 起动中过电流 负载所需起动力矩过大调速转矩提升曲线及加/减速模式 起动频率过高调整偏置频率 干扰过电流 接地不良 接触不良 1.检查接地线是否接触良好 2.检查屏蔽线是否正确接地 3.检查接插件是否插好 11 故障 代码 故障 内容 可能的原因对策 OU过电压 电源电压过高检查电源电压是否过高 负载惯量过大 1.减小负载惯量或增大变频器容量 2.加装制动单元（或制动电阻） 3.调整过电压保护、停车、回路过电压处理方式等功能的参数 减速过快调整减速度时间 LU欠电压 电源电压过低检查电源电压是否过低 电源瞬时停电检查转速追踪功能的设定参数 电源故障 检查电网容量是否不足，电源电压波形是否良好，有否较大的 冲击电流或缺相、短路 直流回路接触不良检查主回路 充电继电器接触不良检查充电继电器 12 故障 代码 故障内容可能的原因对策 OL过载 负载太重减轻负载 电流互感器故障检查电流互感器 参数设定不当 调整偏置频率，频率设定信号增益，转矩提升，电子 热过载继电器等功能的参数 OH过热 环境温度过高 改善环境 变频器周围空间过小 冷却风扇不运转检查风扇的电源和风扇本身 FB熔断器熔断过电流查明熔断原因后更换 其他故障：E2PROM（键盘），CPU等故障。查明原因后更换或 修正，一般委托经销商检查更换。 13 常见异常现象及对策 异常现象可能的原因和对策 电机 不转 键盘无显示检查是否停电,输入电源是否缺相,输入电源线是否接错 键盘无显示,但机内 充电指示灯亮 检查与键盘相关的接线、插座等是否存在问题 测量机内各控制电源电压，以此确认开关电源是否正常工作 如果开关电源工作不正常，可检查开关电源进线（P、N） 插座是否接好，起振电阻是否损坏或稳压管是否正常 PN端子无电压或电 压偏低 检查充电回路 电机有嗡嗡声电机负载太重，设法降低 未发现异常确认是否处于跳闸状态或跳闸后没有复位，是否处于掉电再起动状态，键盘 是否重新设定过，是否进入程序运行状态，多段速度运行状态，特定的运行 状态或非运行状态。 可试用恢复出厂值的办法 确认运行指令是否给出 检查运转频率是否设定为0 14 异常现象 可能的原因和对策 电机不能顺利加减速加减速时间设定不合适 电流限幅值设定太小 减速时过电压保护动作 载波频率设定不合适，负载过重或出现振荡 电机虽能旋转 但不能调速 频率上下限设定不合适 频率设定偏低或频率增益设定大小 检查使用的调速方式是否与设定的频率给定相吻合 检查负载是否过重，是否处于失速状态 电机在运转中 转速变动 负载过重或过轻，尽量减小其变化 变频器与电机额定值严重不符 频率设定电位器接触不良 电机的旋转方向相反 调整输出端子U、V、W的相序 电机的转速 太高或过低 V/F特性选择不当 V/F特性的基频选择错误，重新设定 电机的额定电压不标准或不规范 电源电压过低 频率设定信号增益设定错误 输出频率设定错误 15 变频器保养与检修 检查时间 检查部位检查项目检查事项检查方法检查标准 日常定期 显示LED显示器显示是否有异常视觉按使用状态确认 冷却系统风机有无异常声音或振动视觉、听觉无异常 本体周围环境温度、湿度、灰尘、有害气体 视觉、嗅觉、 感觉 输入端电压输入、输出电压是否异常 测定R S T及U V W端子 按标准规范之规 定 主回路 全貌 紧固件是否松动、是否有过热痕 迹、有否放电现象、灰尘是否太 多、风道是否堵塞 目视、紧固、 擦拭 无异常 电解电容表面有无异常目视无异常 导线导电排有否松动目视无异常 端子螺栓或螺钉有否松动紧固无异常 16 必须定期更换的器件 器件名称标准更换年数 冷却风扇1-3年 滤波电容4-5年 印刷电路板5-8年 储存与保管 变频器购入后不立即使用,需暂时保管或长期储存时,应做到下述各项: 应放于标准规范所规定温度范围内且无潮、无灰尘及无金属粉尘且通风良 好的场所。 如果超过一年仍未使用，则应进行充电试验，以使机内主回路滤波电容器 的特性得以恢复。充电时，可使用调压器慢慢升高变频器的输入电压，直 至额定输入电压，通电时间要在1-2小时以上。上述试验至少每年一次。 不可随意实施耐压试验，它将导致变频器寿命降低。对于绝缘试验，可于 使用前，用500伏兆欧表测量，其绝缘电阻不得小于4M。 17 测量与判断 使用一般勾表测量电流时，在输入端的电流会有不平衡的现象，一般 差异在50%以内属于正常，若差异在70%时应通知原厂更换整流桥， 或检查输入三相电压是否偏差超过5V。 输出三相电压若采用一般三用表测量时，因载波频率的干扰，所读的 数据均不准确，只能作参考。输出的电压不会高于输入端电压的有效 值，若有超过表示电表被干扰，而非输出不正常。 18 四.变频调速技术国内外现状和展望 l 变频调速技术的现状 l 变频调速技术发展动向 1. 高压大功率的变频调速器系统 2. 永磁同步电动机及其控制系统 3. 变频调速系统中PWM技术的发展 快速电流跟踪PWM技术 磁链跟踪控制PWM技术 直接转矩的智能控制PWM技术 双PWM控制技术 4. 矢量控制技术和直接转矩控制技术的发展 矢量变频控制技术 无速度传感器矢量变换控制技术 直接转矩控制的低速控制技术 l 第三届电力电子论坛 变频器矢量控制与直接转矩控制技术研讨会在清华大学召开 通用变频器矢量控制与直接转矩控制特性比较的试验报告 矢量控制与直接转矩控制的理论基础与应用特点 19 各种电气传动方案的调速性能比较 调速方案 调速范围调速精度低速特性响应速度 直流电动机 宽(1:5000) 高 好 慢 交 流 电 动 机 VVVF 窄(1:10) 低 差 较慢 矢量控制 较宽(1:20200) 较高较好(连续) 较快 直接转矩控制 较窄(1:15100) 较高较差(脉动) 快 交流伺服控制很宽 (1:10000100000 ) 很高 很好 很快 矢量控制与直接转矩控制的理论基础和应用特色 1. 异步电动机的矢量控制系统和直接转矩控制系统都是基于动态数学模型设计 的，而且总体的控制结构也一致，因此，作为高性能的调速系统，在本质上 是相同的，都能实现较高的静、动态性能。 2. 由于具体控制方法上的差异，两种方案各有特色，有不同的优缺点，除了普 遍适用的高性能调速系统以外，又各有所侧重的应用领域。 3. 随着技术的发展，两种方案的产品都在朝着克服缺点的方向前进，而科研方 向应该是取长补短、走互相融合的道路。20 五.电解电容器在变频器电路中的作用、安 装形式及变频器对电解电容器的技术要求 l 电解电容器在变频器电路中的主要作用 1. 主电路整流环节中的滤波作用 2. 主电路中吸收反馈电能作用 3. 控制电路中直流电源的滤波作用 l 变频器对电解电容器的技术要求 1. 选用高介电常数的介质材料，高耐压强度的介质，使电解电容体 积缩小 2. 选用低介质损耗材料或降低固有介质损耗 3. 等效串联电阻E.S.R和等效串联电感E.S.L小的产品 4. 减少寄生电感、介质泄露、增强散热、降低温升工作寿命长 l 电解电容在变频器电路中的安装形式 21 结构图 22 六.变频器市场的现状及发展前景 l愈来愈多的企业认识到使用变频器的必要性 l变频器在节能领域中的重要地位 l变频器在中国有巨大的需求潜力 全国潜在变频器市场约12001800亿元人民币 l国内变频器生产厂家愈来愈多 1. 通用变频器生产厂家： 艾默生、普传（大连普传）、安邦信、阿尔法、英威腾、正弦、烁普、日业、依 托、康沃、星河、科姆尤、博群、西门康、荣奇、 珊星、斑泰科、港蓝等 浙江省： 海利、富凌、紫日、晓磊、乐邦、力普、鸿宝