第六章 通用变频器的使用与维护演示幻灯片

1,第6章,通用变频器的使用与维护山东大学控制学院崔纳新,现代交流调速系统,2,引言,通用变频器是相对于某些有特殊要求的专用变频器而言的，它有两层含义:(1)这种变频器可以用于驱动通用型交流电动机，而不一定要求使用专用变频电机；(2)通用变频器具有各种可供选择的功能，以适应不同性质的负载机械。目前市场上流行的通用变频器主要有富士、三菱、安川、日立、三垦、ABB、西门子、施耐德、VACON（瓦控）、丹佛斯等进口品牌以及国产的森兰、佳灵、阿尔法、康沃等。,3,引言,通用变频器的发展趋势是：容量的不断扩大化；体积和结构的小型化；功能的多样化、智能化；应用领域的广泛化等。,4,6.1通用变频器的铭牌及标准规格,图6-1FRN30G11S-4CX变频器的铭牌,一、通用变频器铭牌,5,6.1通用变频器的铭牌及标准规格,图6-2通用变频器FRN30G11S-4CX型号说明,电源电压系列：4400V系列名称：G11S或P11S标准适配电动机容量：3030kW产品型号：FRENIC5000,6,6.1通用变频器的铭牌及标准规格,额定输入参数（SOURCE）：额定输入参数一般包括电源输入相数、电压、频率、允许的电压幅值及频率波动范围、额定输入电流等。额定输出参数（OUTPUT）：额定输出参数一般包括通用变频器的额定容量、相数、额定输出电压、额定输出电流、过载能力和输出频率范围等。,7,6.1通用变频器的铭牌及标准规格,生产序列号（SER.NO.）：除了变频器的型号、容量信息外，生产序列号还包含通用变频器的生产时间方面的详细信息。,8,二、通用变频器的标准规格和频率指标,（一）输入侧的额定值输入侧的额定值主要是电压和相数。我国的中小容量变频器输入电压的额定值有以下几种（均为线电压）：三相380V/50Hz，绝大多数都属于这种情况；三相200230V/50Hz或60Hz，主要用于某些进口设备中；单相200230V/50Hz，主要用于精细加工和家用电器。输入电压额定值一般是以一定的适用电压范围形式给出的，如200V等级的208240V，400V等级的380480V等。,9,二、通用变频器的标准规格和频率指标,（二）输出侧的额定值（1）输出电压UN变频器在调频的同时也要调压，输出电压的额定值是指最大输出电压。大多数情况下，它就是输出频率等于电动机额定频率时的输出电压值。（2）输出电流IN（A）最能代表变频器输出能力的参数是额定输出电流。它是指在容许温度和额定交流电压条件下，能够连续输出的电流值，不受输出电压、频率的影响。变频器的容量选择，主要就是依据这个参数。,10,二、通用变频器的标准规格和频率指标,（3）输出容量SN（kVA）SN与UN和IN的关系为（4）配用电动机容量PN（kW）变频器说明书中规定的配用电动机容量，通常是指最大适配电机的容量(kW)。,11,二、通用变频器的标准规格和频率指标,电动机的kW值是指其额定输出功率，变频器的kVA值是指电动机可以获得的输入视在功率，二者相差甚远。一般SN值为PN值的1.5左右，其差别来自所驱动电动机的功率因数及效率等因素。选择变频器容量时，除了考虑变频器和电动机的特性外，还必须考虑负载的性质和启动要求。,12,二、通用变频器的标准规格和频率指标,（5）过载能力能够在规定的时间段内提供的最大输出电流。变频器所允许的过载电流通常以额定电流的百分数和允许的时间来表示。一般变频器的过载能力为150IN，持续60s（小容量型也有120s）、130IN，持续60s或者180IN，持续0.5s。如果瞬时负载超过了变频器的过载耐量，即使变频器与电机的额定容量相符，也应该选择大一档的变频器。,13,（三）频率指标（1）频率范围通用变频器的输出频率范围，即变频器能够输出的最高频率fmax和最低频率fmin。各种变频器规定的频率范围不尽一致。通常，最低工作频率为0.11Hz，最高频率则因变频器性能指标而异，其范围一般在120650Hz。,14,二、通用变频器的标准规格和频率指标,（2）频率精度指变频器输出频率的准确程度。由变频器的实际输出频率与设定频率之间的最大误差与最高工作频率之比的百分数来表示.例如，富士G11S的频率精度为0.01%，是指在-10+50环境下数字设定所能达到的最高频率精度。,15,6.2通用变频器的安装接线,一、通用变频器的安装(一)、变频器的安装环境（1）环境温度：一般为-1050。在环境温度较高的场所使用变频器时，须采取安装冷却装置和避免日光直晒等措施。（2）环境湿度：相对湿度4095(不凝露)。湿度较大将会引起金属腐蚀，使绝缘变差，从而引起故障。潮湿环境中的变频器，长时不运行，需考虑防潮措施。（3）振动：振动将对变频器内部的电子元器件产生应力，并可能引起故障。变频器允许运行时有小幅值低频率振动，但不允许有机械冲击性振动。,16,（4）环境空气：变频器周围不可有腐蚀性或燃烧性气体，不能有油滴或水珠溅到，还要选择粉尘和油雾少的场所。（5）海拔高度：小于海拔1000m。气压随着海拔高度升高而降低，容易破坏绝缘。以海拔1000m为标准，在1500m耐压降低5，3000m耐压降低20。海拔在1000m以上时额定电流值将减小，1500m减小为99，3000m减小为96。注意：具体指标及措施应参照所用变频器的厂家说明书中给出的数据及要求。,17,（二）变频器的安装及散热（1）墙挂式安装:确保冷却空气的通路，留有一定的空间！垂直安装！（2）柜内安装,图6-6两台变频器的柜式安装,(b)纵向排列,(a)横向排列,18,（3）通用变频器的发热量及散热措施损耗所占比例：逆变环节:50；整流：40；控制：约515。逆变环节和整流环节的损耗量随负载电流变化，而控制回路则不然。变频器发热功率一般可达其输出功率的3%5%。可参见教材P206表6-1。散热措施：a确保通风口或设置换气装置b采用空调强制降低周围温度,19,6.2通用变频器的安装接线,二、变频器的接线及端子功能（二）主电路接线以富士FRENIC5000G11S/P11S为例（1）变频器的输入端子：R、S、T。应通过线路保护用断路器或带漏电保护的断路器连接至三相交流电源。,20,（2）变频器的输出端子：U、V、W。输出端不能接电容器和浪涌吸收器。变频器尽量安放在被控电机的附近。电动机功率小于3.7kW，配线长度不超过50m，更大容量的小于100m为好，否则要增设输出侧滤波器选件。,图7-51电动机端浪涌过电压电压波形,（3）直流电抗器连接端子P1和P(+)连接改善功率因数的直流电抗器,21,（4）外部制动电阻连接端子P(+)和DBN(-)（5）中间直流电路端子P(+)和N(-)15kW以上，需接制动单元BU。（6）控制电源辅助输入端子RO、TO（7）变频器的接地端子。接地线要短而粗，一定要采用实用牢固的接地桩。,图6-10多台变频器时的接地布线方法,(a)最好的接地布线方式(b)正确的接地布线(c)错误的接地布线,(1),(2),(3),G,G,G,（不应构成回路）,22,（三）控制电路接线及端子功能（1）模拟输入端子（13，12，C1，11）（2）开关量输入端子（FWD，REV）（3）模拟量输出端子（FMA）（4）开关量输出端子（YlY4，CME，30A，30B，30C，Y5A，Y5C，FMP）（5）通讯端子（DX+，DX-，SD）,23,三、通用变频器的参数调试（1）基本频率：根据电机的铭牌数据，匹配变频器与电机的电压等级。（2）上限频率：在满足工艺要求的前提下，注意轻载使用。（3）下限频率：在满足工艺要求的前提下，注意长期低速运行时的过热问题。,24,三、通用变频器的参数调试,（4）加速时间：在满足工艺要求的前提下，在重载使用时要注意加长加速时间，否则会出现过流现象。（5）减速时间：在满足工艺要求的前提下，在重载使用时要注