交流调速技术专题报告三.docVIP

变频器功能调研摘 要：变频器是一种目前常用的用于电能变换的电力电子装置，通过控制算法对变频器的输出进行控制，进而控制电机等用电设备的运行工况。目前，全球有大量厂家进行变频器的研发与生产，本文选取三种具有代表性的变频器：ABB ACS510、西门子MM430和富士FRN P11进行分析，主要比较三种的异同。关键词：变频器；ABB ACS510；西门子MM430；富士FRN P11；分析比较。一、 变频器概述1.1变频器定义变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。1.2变频器结构从拓扑上讲，交直交变频器可分为单相变频器与三相变频器，基本拓扑均由整流电路、中间直流环节和逆变电路组成。图1所示为三相变频器的基本拓扑，其中，整流电路一般要加预充电电路，防止充电尖峰电流损坏管子；中间直流环节一般加支撑电容进行滤波，以及二次谐振回路以消除谐波；逆变电路采用可控器件，输出一般配有LC滤波电路，其参数应与负载匹配。图1 三相变频器电路拓扑图1.3变频器功能过改变电源的频率来达到改变电源电压的目的，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。二、变频器功能比较通过阅读三种变频器使用手册，将各自功能整理如下表，进行比较：变频器型号性能ABB ACS510西门子MM430富士FRN P11功率覆盖范围1.1kW-160kW7.5kW-250kW7.5kW-280kW功能通用频率给定方法有无有与频率有关的变频器功能有有有升/降速和起动、制动有有有变频器的V/f控制有有有转差补偿、矢量控制有有有往复变速功能和闭环控制有无有外接控制功能和通信有有有变频器保护、显示功能有有有专用1.助手型控制盘2.传动优化功能3.应用宏4.可编程故障保护功能5.已编程的故障保护功能1.电动机的分级控制(通过输出继电器控制辅助传动系统)2.节能控制方式 3.借助于BOP-2的手动/自动控制(手动操作/自动操作)4.传动皮带故障的检 测(对水泵无水空转的检测)5.旁路功能1.商用电运行切换2.自动节能运行3.下垂控制4.第2电动机切换5.冷却风扇ON/OFF控制6.再生回避控制7.参数自整定8.RS485通信性能参数分类合理性、设置和应用便利性事先为用户编制了常用的应用宏（一组预先定义的参数集），这样将用户在变频器使用过程中所需设定的参数数量减至最少。扩展了PFC辅助电机BiCo (二进制互联连接功能)技术模块化设计，配置非常灵活。有多种选件供用户选用: 用于与PC通讯的通讯模块，基本操作面板(BOP-2) 和用于进行现场总线通讯的 PROFIBUS 模块。富士变频器P11系列低噪音高性能紧凑型，采用最新技术的理想的型变频器。动能转矩控制实现电动机的优化控制，本系列变频器虽小，但性能高，具有各种智能化功能，如自动节能、PID控制、自整定和RS485通信等，并增强了维护/保护功能，如增加输入电涌电流抑制和寿命预报等。各自的优劣直流摆动式电抗器或交流电抗器，降低了进线电源的高次谐波含量，变频器的电磁辐射，同时滤波电容器免受电压、电流的冲击。电源断电时可以继续运行。自动起动。磁通优化-变频器和电机的总效率可提高1%10%。磁通制动。静音特性。ACS510内置的RFI滤波器，适用于第一和第二环境，不需要额外的外部滤波器就可以满足EMC标准。优点：MicroMaster430是全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载专家。使用内部功能互联（BiCo）技术，具有高度可靠性和灵活性。缺点：如果将这类变频器用于其他类型负载，其性能会打很多折扣，用起来很不方便，甚至不能正常使用。优点：低噪音RS485通信自动节能PID控制寿命预报电机参数自整定缺点：维修复杂控制方式 ACS510变频器配置有两种不同控制盘：助手型控制盘-远程控制基本控制盘 -本地控制本身不支持矢量控制VC功能也就没有相应的编码器模板。也就是说MM430最擅长的是V/F控制方式而且是平方转矩类负载。动态转矩矢量控制应用领域风机水泵风机水泵横向搬运机械、风扇、水泵、离心机、食品机械等多种机械装置2. 附加问题设置原则：大多数参数可不变动，只要按出厂值就可，只要把使用时原出厂值不合适的予以重新设定就可。当运转不合适时，再调整其他参数。具体参数选择原则如下：1. 起动时间设定原则是宜短不宜长。按下起动键*RUN，电动机堵转。说明负载转矩过大，起动力矩太小(设法提高)。这时要立即按STOP停车，否则时间一长，电动机要烧毁的。因电机不转是堵转状态，反电热E=0，这时，交流阻抗值Z=0，只有直流电阻很小，那么，电流很大是很危险的，就要跳闸OC动作。2. 制动时间设定原则是宜长不宜短，易产生过压跳闸OE。对水泵风机以自由制动为宜，实行快速强力制动易产生严重“水锤”效应。3. 起动频率设定对加速起动有利，尤以轻载时更适用，对重载负荷起动频率值大，造成起动电流加大，在低频段更易跳过电流OC，一般起动频率从0开始合适。4. 起动转矩设定对加速起动有利，尤以轻载时更适用，对重载负荷起动转矩值大，造成起动电流加大，在低频段更易跳过电流OC，一般起动转矩从0开始合适。5. 基底频率设定基底频率标准是50Hz时380V，即V/F=380/50=7.6。但因重载负荷(如挤出机，洗衣机，甩干机，混炼机，搅拌机，脱水机等)往往起动不了，而调其他参数往往无济于事，那么调基底频率是个有效的方法。即将50Hz设定值下降，可减小到30Hz或以下。这时，V/F7.6，即在同频率下尤其低频段时输出电压增高(即转矩U2)。故一般重载负荷都能较好的起动。制动时过电压处理制动时过电压是由于制动时间短，制动电阻值过小所引起的，通过适当增长时间，增加电阻值就可避免。空载(或轻载)跳OC按理在空载(或轻载)时，电流是不大的，不应跳OC，但实际发生过这样的现象，原因往往是补偿电压过高，起动转矩过大，使励磁饱和严重，致使励磁电流畸变严重，造成尖峰电流过大而跳闸OC，适当减小或恢复出厂值或置于0位。 起动时在低频20Hz时跳OC原因是由于过补偿，起动转矩大，起动时间短，保护值过小(包括过流值及失速过流值)，减小基底频率就可。6. 跳频：在某个频率点上，有可能会发