施耐德变频器培训 PPT课件

施耐德电气VSD产品培训教材 G3分销商自动化产品培训 培训内容 变频器基本原理施耐德变频器概述总结和答疑 培训内容 变频器基本原理施耐德变频器概述总结和答疑 变频器基本原理 旋转电机的分类 直流电机交流电机交流异步电机 又称感应电动机交流同步电机 有同步电动机和同步发电机之分目前工厂中小型电机绝大多数是异步电动机直流电机用于大功率驱动 但有被取代的趋势异步电机制造成本低 维护方便 控制简单 变频器基本原理 电机转速的公式 式中 n1为电机的同步速例如 对于工频50Hz电源供电的异步电机 2极 4极 6极电机的同步转速分别为3000rpm 1500rpm 1000rpm 实际异步电机的额定转速通常为29 rpm 14 rpm 9 rpm 7 rpm 与同步速之间的差别即为滑差 同步电机没有滑差 也就是转子 永磁磁体 转速与定子磁场保持相同 变频器基本原理 从以上公式看 调节转速的最佳方法是调节供电电源的频率 调节供电电源频率的装置就称为变频器 用变频器调速的优势是控制简单 稳定性好 效率高 变频器的英文标识为VSD VFD Converter Inverter SpeedDrive等等实际也称为VVVF 即VariableVoltageVariableFrequency 原因是在改变电源频率的同时 必须保证供电电压同时改变 变频器基本原理 标准低压变频器的结构是交直交电压型的 进线端子EMC滤波器整流桥储能电容预充电回路 制动晶体管制动电阻及其保护逆变桥电流互感器出线端子 变频器的主回路 进线 变频器的进线电源可以是三相380 500V 或三相200 240V 也可以是单相200 240V 也可以是690V 电源电压在690V以下称为低压变频器 1000V以上称为中压或高压变频器 进线电源的相序不影响电机的转向 变频器的整流回路 整流桥 大多数变频器采取三相全波整流 整流器件为功率二极管 三相全波整流获得的直流输出电压为进线电压有效值的1 35倍 例如电网电压为400V 则这时直流母线电压为540V左右 但随着负载的波动 直流母线电压也会波动 预充电电阻和预充电接触器 上电瞬间 整流桥输出端将产生峰值1 414U的电压 对储能电容快速充电 为了保护储能电容 需要在直流母线中串联一个电阻 在变频器上电时 整流桥通过该电阻向整流桥充电 充电结束后 用接触器将该电阻旁路掉 该电阻称为预充电电阻 该接触器称为预充电接触器或预充电继电器 变频器的储能电容 变频器运行过程中需要相对稳定的直流母线电压 用储能电容保证 该电容的形式为电解电容 对于中大功率变频器 需要将多个电容并联 当变频器处于过载的过程中 瞬间会把直流母线电压拉低 处于发电 制动 过程中 瞬间会升高直流母线电压 若太高变频器则停止输出 有些应用中 为了提高变频器的动态能力 或者在断电瞬间保持变频器斜坡停车 需要外加蓄电池或电容 需要考虑回路其它部件的承受能力 直流电抗器 直流电抗器是串联在直流中间回路的一个或两个扼流圈 因其通过的电流为直流电流 故亦成为直流扼流圈 直流电抗器的作用是抑制变频器的进线电流谐波 从而减少对电网的污染 通常采用适当大小的直流电抗器 即可使变频器的谐波污染减少到符合标准 这是一种低成本的方案 制动单元和制动电阻 制动单元是一个或一组晶体管 与制动电阻串联之后 接在直流母线上 当直流母线电压超过某规定电压时 制动晶体管导通 直流母线电容和电机向制动电阻释放能量 使直流母线电压降低 降低到另一规定电压后 制动晶体管截止 所以制动电阻的作用是能耗制动 图中Tfr为制动晶体管 PA PB连接制动电阻 变频器的主回路 逆变桥 逆变桥是变频器的核心部分 其作用是将直流电压通过6个桥臂可控硅的反复轮流通断形成所需要的幅值和频率变化的三相交流输出电压 逆变桥的桥臂的可控硅的类型主要是IGBT 绝缘珊双极型晶体管 变频器的输出波形 输出电压波形为脉冲波 其形成机制称为脉宽调制技术输出电流波形接近正弦波 谐波成分为导致变频器输出干扰的主要原因 开关频率的概念和影响 恒转矩区与恒功率区 T Tn 1 751 70 1 50 1 25 10 95 0 75 0 50 0 25 0 0 10 1 2530 5060 7590 100120 F Hz 2 3 1 4 1自冷却电机 连续可用转矩2强迫通风电机 连续可用力矩3瞬态过转矩 对变转矩应用限制为1 1Tn 4恒功率段的超速力矩 负载类型 变频器的选型和应用 首先要考虑的就是负载的类型负载可以分为三大类恒转矩负载例如输送带 提升 钻床 挤出机 容积泵变转矩负载例如离心风机 离心泵恒功率负载例如磨床 高速车床 绕线筒等根据不同的负载类型 以及其它功能和性能的要求 选择对应系列的变频器 恒转矩负载 在整个运行的速度范围内 需要相同大小的负载当转速变化时 负载转矩保持不变所需功率与转速成正比通常转速限制在基本频率以内 变转矩负载 负载转矩是转速的函数 在低速下需要较小的转矩 而在高速下需要较大的转矩只有两类典型的负载 离心泵和离心风机额定转速以下设备产生的流量与泵或风机的转速成正比设备产生的压力与泵或风机转速的平方成正比设备消耗的功率与泵或风机转速的立方成正比 变转矩负载 对于变转矩的离心风机和泵 所需功率与流量成正比是节能的原理所在 当所需的流量为额定流量的一半时 意味着所需要的功率仅仅为额定功率的八分之一 成年累月地积累下来 形成巨大的节能潜力 恒功率负载 通常恒功率段是指在电机的基本频率之上对于一个恒功率负载 实际上负载转矩是负载物理尺寸的函数在转速较低时需要的转矩较高 在转速较高时 需要的转矩较低 负载转矩与转速成反比 其乘积 亦即功率为恒定值 称为恒功率负载 变频器对电机有多种控制模式不同的控制模式可以使变频器适用于各种类型的电机和机械 可以获得不同的静态和动态性能电机控制模式包括 开环V F模式 压频比模式 开环磁通矢量控制模式 SVC 闭环速度控制模式 FVC 转矩控制模式 TC 同步电机控制模式 开环和闭环 电机控制模式 培训内容 变频器基本原理施耐德变频器概述总结和答疑 施耐德变频器概况 ATV3120 37 15KW ATV61风机泵类变频器 ATV12 ATV71高力矩应用变频器 ATV21 HVAC专用0 37 75KW 15kw 2 2kw 1400kw 630kw 500kw 75kw 7 5kw ATV3020 37kW 7 5kW 广泛的行业应用 OEM 相对简单应用 复杂高要求 ATV32高端书本型0 18 15KW ATV312小功率通变频器操控自如 沟通无界 应用于0 18 15KW三相异步电动机的通用型变频器最简单操作方式 自带7段码操作与监视界面LED明晰的参数菜单立即配置控制源和给定源最实用标准配置 6逻辑输入 2继电器输出 3模拟输入 1模拟量输出 均可编程和配置内置制动单元带本地控制起停按钮和电位器旋钮通讯协议 自带MODBUS和CANOPEN接口 无需添加其他卡件 可通过选件连接到其他通讯总线 提升通讯能力 CANopen菊花链 ProfibusDP DeviceNet 简约的用户界面 通过手机进行参数配置 Bluetooth 直观的导航按键 图形操作终端自身面板操作强大而丰富的功能 针对应用开发的特定功能通过自整定实现优化的特性 ATV312小功率通变频器操控自如 沟通无界 关注性能在工业环境中简单而紧凑的机械中 关注集成在设备的PLC构架中 关注人与变频的互动通用的人机界面实现沟通 蓝牙通讯关注环境性能关注用户友好提升用户操作性能 ATV312小功率通变频器操控自如 沟通无界 简化操作为了提升机器的性能 应用于0 18 15KW三相异步电动机的通用型变频器驱动能力 频率范围 0 5 500HZ瞬时过力矩 170 60秒 200 2秒电机额定转矩制动能力 连续输出100 电机转矩 可过载150 60秒适用行业 物料处理 包装 专用机械 泵和风机 ATV312小功率通变频器操控自如 沟通无界 ATV302小型通用变频器聪慧于心稳健于行 应用于0 37 7 5KW三相异步电动机的通用型变频器最典型功率段 0 37 7 5KW最简单操作方式 自带7段码操作与监视界面明晰的下拉菜单立即配置控制源和给定源最实用标准配置 6逻辑输入 2继电器输出 3模拟输入 1模拟量输出 均可编程和配置内置制动单元带本地控制起停按钮和电位器旋钮 ATV302小型通用变频器聪慧于心稳健于行 应用于0 37 7 5KW三相异步电动机的通用型变频器最通用功能 8段预置速PI调节寸动各种停车方式最皮实环境承受能力 全范围电路板加强涂层 防水雾 防尘土 防腐蚀 10 50满负荷运行 可高至 60降容使用可并排安装电源电压 380 15 500 10 ATV302小型通用变频器聪慧于心稳健于行 应用于0 37 7 5KW三相异步电动机的通用型变频器最佳驱动能力 速度范围 1 100 矢量控制 1 50 V F控制 瞬时过力矩 170 60秒 200 2秒电机额定转矩制动能力 连续输出100 电机转矩 可过载150 60秒最适用机械配套行业 陶瓷 玻璃 木工等建材机械铣刨磨锻冲钻等机床工具波峰焊 电镀 PCB等电子机械包装 印刷 食品 塑机等轻型机械 ATV302小型通用变频器聪慧于心稳健于行 内在 价值 优势 IGBT器件电压宽度工作温度加强涂层工艺参数设置内部元器件货期服务 同级别最高过转矩能力最广电压 380V 500V 最宽温度 10 50 适应各种环境可靠运行简捷 浅显品质优异 稳定可靠4大物流中心库存 货期迅捷全国快速响应 出力到位 源源不断适合各种电源不稳定地区高温不降容 系统运行稳定促进客户产品环境适应能力 增加附加值加快调试 赢得时间稳固寿命 长期运行 节省成本帮助节约工期 提高效率 赢得竞争帮助提升客户品牌形象 ATV302的客户价值 ATV61 71功率范围 ATV61 71覆盖的电机功率范围从0 75KW至630KW560 KW 690v系列可达2400KW 2000KW三个子系列 0 75 630kW380 480V ULType1 IP20电压380V三相0 75 90kW200 240V ULType1 IP20电压220V三相0 75 90kW380 480V ULType12 IP54电压380V三相 高防护等级IP54所有规格均标配图形操作终端ATV61 71的75KW以下规格还可以带有个4位7段码显示单元 订货时可带图形操作终端 也可不带图形操作终端 型号后带Z ATV71 61通用 工程型变频器强势驱动纵横驰骋 ATV61 71环境适应 环境温度 运行 10C 50C 不降容 最高可达60C 降容可紧凑式并排安装 考虑降容储存 25C 70C相对湿度 5 95 无凝露或滴水最大工作高度 1000米 不降容1000 3000米 没升高100米 降容1 所有规格的线路板带有三防涂层 还可以定购带加强涂层的产品 6种语言 中文作为标准语言可以显示8行24个字符通过导航键设置菜单导航显示参数变化和状态本地控制控制诊断 保留最近发生的8次故障存储和拷贝4套配置功能键多变频的操作方式用户自定义菜单或参数 中文图形操作终端 ATV61 71电磁兼容性和谐波对策 为了减少变频器的电流谐波污染 ATV61 71采取措施削弱 ATV61 71 HD18 HD75N4内置DC电抗器 使进线电流限制在输出电流的1 1倍以内 若外加DC电抗器或AC进线电抗器选件 可以限制THDI 33 ATV61 71 HD90 HC63N4标配DC电抗器 限制THDI 33 若需要整体满足电网质量标准IEEC519 可选用正弦波滤波器附件 P kW 15kW75kW500kW 可选3 电抗器 ATV12 ATV312 ATV71 ATV71 可选3 电抗器 ATV71 集成3 电抗器Irms减少60 THD 48 符合标准 内置1 电抗器Irms减少30 ATV61风机泵类应用专用功能 可调节能比 2点或5点平方V F曲线带有速度检测的自动跟踪旋转负载根据不同转速的电流限幅自适应内置PID调节器 灵活的给定 反馈 监视和诊断以及手动 自动切换电能计数和运行时间计数流体缺失检测 零流量检测 流量限制休眠功能和唤醒功能物理量显示的客户定制 如bar l s C m3 s等通过调整开关频率 最高可达16KHz 可以有效地抑制电磁噪声和谐振 开关频率的调整可以在运行中调整 也可以根据负载情况和电机热状态自动随机调节 地铁隧道机场 ATV71应用行业专用功能 完美的抱闸控制逻辑 制动状态反馈基于限位开关管理的定位高速提升和称重功能直流母线连接电动电位器与围绕给定的电动电位器完善的PID调节转矩控制 主从控制和负荷分配线路接触器控制和出线接触器控制 接触器状态反馈5种电机控制模式 ENA系统故障禁止和紧急撤离欠压管理和直流母线供电 冶金 电力 ATV61 71人机接口 标准配置远程操作终端18 5KW ATV61 15KW ATV71 以下 还集成一个4位7段码显示终端基于Windows界面的PowerSuite软件直接连接Ethernet网络连接Modem或蓝牙无线连接快速编程宏配置 起动 停止 泵和风机 总线连接 PID调节等 ATV61 起动 停止 一般应用 主从控制 总线连接 转矩控制 提升等 ATV71 简单启动 菜单分级结构下拉菜单直接访问参数保存和拷贝 ATV61 71系统集成及通讯 集成了两个Modbus或