变频器原理原理和接线图[行业知识]

1、 变频器简介变频器简介 接受生活挑战 培养全面素质 电工实训 1向阳课件 主要内容 一、变频器简介 二、变频器的用途 三、变频器的安装方法 四、变频器外部线路的连接 五、变频器的主要功能操作键说明 六、变频器的参数设定 2向阳课件 一、变频器简介 变频器是利用电力半导体器件的通断作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用将工频电源变换为另一频率的电能控制装 置。置。 变频器主要用来通过调整频率而改变电变频器主要用来通过调整频率而改变电 动机转速，因此也叫变频调速器。动机转速，因此也叫变频调速器。 3向阳课件 调速方式名称控制对象特点 变极调速 交流异步电动机

2、 有级调速，系统简单，最多4段速 调压调速 无级调速，调速范围窄 电机最大出力能力下降，效率低 系统简单，性能较差 转子串电阻调速 变频调速交流异步电动机 交流同步电动机 真正无级调速，调速范围宽 电机最大出力能力不变，效率高 系统复杂，性能好 可以和直流调速系统相媲美 早早 晚晚 发发 展 展 时 时 间 间 l在变频器出现前同步电机无法实现调速功能，因此只能在定速传动领域使用 l三相交流鼠笼电机尽管调速性能不佳，但其结构坚固、经久耐用且价格低廉 还是在一些性能较低的传动现场使用 调速系统的发展历程 4向阳课件 变频器的特点 序号优 点 1平滑软启动，降低启动冲击电流，减少变压 器占有量，确

3、保电机安全 2在机械允许的情况下可通过提高变频器的输 出频率提高工作速度 3无级调速，调速精度大大提高 4电机正反向无需通过接触器切换 5具有多种信号输入输出端口，非常方便接入 通讯网络控制，实现生产自动化控制 5向阳课件 交直交变频器系统框图交直交变频器系统框图 控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电， 直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流 电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的 变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的 电路。 整流部分直流中间电路逆变部分 M 控制系统 交流直流 直流 交流 6向阳课件 变频器的保

4、护功能变频器的保护功能 由于变频器大量的使用了各种半导体器件，如整流桥、由于变频器大量的使用了各种半导体器件，如整流桥、IGBTIGBT、电、电 解电容等，要想保证变频器长期稳定工作，则必须保证各器件工解电容等，要想保证变频器长期稳定工作，则必须保证各器件工 作在其允许条件下。超出条件则必须立刻或延时停止变频器工作，作在其允许条件下。超出条件则必须立刻或延时停止变频器工作， 待异常条件消失后才能重新开始工作，如保护失效或动作延迟将待异常条件消失后才能重新开始工作，如保护失效或动作延迟将 导致变频器出现不可恢复性损害。导致变频器出现不可恢复性损害。 保护类型原因 缺相 输入缺相输入电压值相差超过

5、允许值 输出缺相输出电流三相不平衡 过流加速/减速/恒速超过变频器允许的最大电流（2倍额定） 过载超过变频器允许的过载范围 过热内部通风散热不良或散热器温度超过允许值 过压加速/减速/恒速 直流母线电压超过允许值 不能保护输入电压过高 欠压电网电压过低 熔断器断路内部熔断器由于某原因断路 其它异常存储器异常、键盘通信异常、CPU异常等等 7向阳课件 二、变频器的用途 变频器在日常生活及工业生产中用途非常广泛比 如我们日常生活中的供水，住户只要上了七楼以上，自 来水公司的压力就很难满足需要了，水压不够，打不开 热水器，启动不了全自动洗衣机的电磁阀，因为它们是 靠水压来开启的。所以，对于一般的高层

6、建筑，我们可 以利用变频器的调速特性和编程自动化控制功能，把它 装配在地下水池的水泵上，让水泵直接往用户管道供水。 用户用水量大，变频器控制水泵自动加速运行；用户用 水量小，变频器控制水泵减速运行；无人用水，自动减 速甚至停机。这就是我们通常说的变频恒压供水。 8向阳课件 变频恒压供水系统原理图 电源电源 9向阳课件 变频器不仅可以用于恒压供水，供油、送风同 样适用。化工厂、化纤厂、冶金厂、铸造厂、印染 厂、纺织、制药厂、塑料厂、水泥厂、矿井，各行 各业的工厂，根据它们工艺要求，会派上不同的用 场。提升机、皮带传送、送风机，引风机，给料系 统，注塑机，挤塑机，油田磕头机，可以说每一个 行业的每

7、一个生产工艺中，都能用上变频器。 不论 机关、院校、工厂，变频器都很适用，生活、消防 也都需要。 10向阳课件 三、变频器的安装方法 1、变频器应垂直安装,在正前方能看到 FRENIC5000G11S或FRENIC5000P11S。 2、变频器运行时要产生热量，为确保冷却空气 的通路，在设计时要在变频器的各个方向留 有一定的空间。 3、变频器运行时，散热板的温度能达到接近90 摄氏度，所以，变频器背面的安装面必须要 用能耐受较高温度的材质。 11向阳课件 四、变频器外部线路的连接 如果打开变频器的控制面板，我们会发 现，面板的下面是一排接线端子，我们所有 对变频器的连线都是从这一排接线端子引出

8、 来的。 12向阳课件 具体连线： 刚才已经说过，变频器的控制面板下面是一排 接线端子，我们所有对变频器的连线都是从这一排 接线端子引出来的。但变频器的控制面板是不能频 繁的拆卸的。所以为了保护变频器，也为了方便同 学们做实验，我们已经将大家在实验中需要用到的 接线端子都连上线并且引出来了，一会我会告诉大 家所有的连线分别是跟哪个端子相连的。在实验中， 大家只需要将这些引出的线按照要求作一下连接就 可以了。 13向阳课件 变频恒压供水控制典型接线方案变频恒压供水控制典型接线方案 变频器输出线中有变频器输出线中有3条颜色相同的软线为电动机接线条颜色相同的软线为电动机接线 剩余的一条线为接地线剩余

9、的一条线为接地线 SB1 SB2 L L N N KM KM （硬质导线）（硬质导线） M 3 A BC KM 变频器CM FWD REV KM 压力表压力表 电位器电位器 SB3 插头插头 14向阳课件 具体连线： 1 1、连接外部按钮、连接外部按钮 端子端子CMCM（黄线）、（黄线）、REVREV（蓝线）、（蓝线）、FWDFWD（绿线）接按钮开关。（绿线）接按钮开关。 注：此线组为硬线，（黄线为公共端）。注：此线组为硬线，（黄线为公共端）。 具体连线方法如 右图所示: 变 频 器CM FWD REV 15向阳课件 具体连线： 2 2、连接电位器、连接电位器 端子端子1111（黄线）、（黄线

10、）、1212（绿线）、（绿线）、1313（红线）接电位器的（红线）接电位器的 三个端子，其中，三个端子，其中，1212（绿线）接电位器的中间的端子。（绿线）接电位器的中间的端子。 注：此线组为软线；变频器在正常工作过程中，电位器两端注：此线组为软线；变频器在正常工作过程中，电位器两端 有有10V10V的电压。的电压。（已经接好，请同学们确认）（已经接好，请同学们确认） 3 3、连接电源、连接电源 主电路电源端子主电路电源端子L1/RL1/R、L2/SL2/S、L3/TL3/T与电源连接。与电源连接。（已接好）（已接好） 4 4、连接电动机、连接电动机 变频输出端子（变频输出端子（U U、V V

11、、W W）应按正确相序连接至电动机。）应按正确相序连接至电动机。 在变频器上已经给出的接线中有在变频器上已经给出的接线中有3 3条颜色相同的软线，将这条颜色相同的软线，将这3 3 条线通过接线端子与电动机相连条线通过接线端子与电动机相连 16向阳课件 17向阳课件 连线时注意事项 在变频器的线路连接过程中，同学们需要注意以下几 个方面： 1、电源一定要连接于主电路电源端子L1/R、L2/S、L3/T。 如果错将电源连接于其他端子，则将损坏变频器。 2、接地端子必须良好接地，一方面可以防止电击或火警事 故，另外能降低噪音。 3、一定要用压接端子连接端子和导线，保证连接的高可靠 性。 18向阳课件

12、 连线时注意事项 4、完成电路连接后，需检查以下诸点： （1）所有连接是否都正确无误？ （2）有无漏接线？ （3）各端子和连接线之间是否有短路或对地短路？ 5、投入电源后，要改变接线，首先应切除电源，并必须注 意主电路直流部分滤波电容器完成放电需要一定时间， 要等待充电指示灯熄灭，再用直流电压表测试，确认电 压值小于DC25V安全电压值后，才能开始作业 19向阳课件 五、变频器的主要功能操作键说明五、变频器的主要功能操作键说明 主要功能主要功能 PRG 由现行画面转换为菜单画面，或者在运行？跳闸模式转换至其初始由现行画面转换为菜单画面，或者在运行？跳闸模式转换至其初始 画面画面 FUNC/DA

13、TA LED监视更换，设定频率存入，功能代码数据存入。监视更换，设定频率存入，功能代码数据存入。 ， 数据变更，游标上下移动（选择），画面轮换数据变更，游标上下移动（选择），画面轮换 SHIFT 数据变更时数位移动，功能组跳越（同时按此键和增加或减少键）数据变更时数位移动，功能组跳越（同时按此键和增加或减少键） RESET 数据变更取消，显示画面转换。报警复位（仅在报警初始画面显示数据变更取消，显示画面转换。报警复位（仅在报警初始画面显示 时有效）时有效） STOP+ 通常运行模式和点动运行模式可相互切换（模式相互切换）。模式通常运行模式和点动运行模式可相互切换（模式相互切换）。模式 在在LC

14、D监视器中显示。本功能仅在键盘面板运行时（功能码监视器中显示。本功能仅在键盘面板运行时（功能码F02数数 据为据为0）有效。）有效。 STOP+RES ET 键盘面板和外部端子信号运行方式的切换（设定数据保护时无法切键盘面板和外部端子信号运行方式的切换（设定数据保护时无法切 换）。同时对应功能码换）。同时对应功能码F02的数据也相互在的数据也相互在1和和0间切换。间切换。所选模式所选模式 显示于显示于LCDLCD监视器监视器 此外，面板上还有此外，面板上还有2个绿色的按钮，一个是正转另一个是反转个绿色的按钮，一个是正转另一个是反转20向阳课件 六、变频器的参数设定 21向阳课件 在使用变频器之

15、前,首先要对变频器进行初 始化. 方法:将H03设为1。 在将变频器初始化以后,变频器内的参数都 会恢复为出厂数值,然后就可以对变频器进行 其它参数设置了。 22向阳课件 （1）F01频率设定1 该参数设定的目的是将频率设定的按钮移植到外部的电 位器上 当F01参数为0时：频率调整由键盘面板（ 键）设定 当F01参数为1时：频率调整由外接电位器设定 当F01参数为1时，变频器输出给外接电位器电压信号 当F01参数为2时，变频器输出给外接电位器电流信号 23向阳课件 （2）F02运行操作 该参数设定的目的是将键盘面板上的启停运行功能移植 到外接开关上 当F02参数为0时：启停调整由键盘面板的绿色

16、按钮设定 当F02参数为1时：启停调整由外接开关控制（常开辅助触头） 24向阳课件 (3)F03 (3)F03 最高频率最高频率 F04 F04 基本频率基本频率 不知道同学们有没有注意，我们的变频器的最高频率为60HZ，其实变 频器的最高输出频率和额定频率都是可以调节的，但其设定值应和驱动 装置匹配，如果设定值过大，则有可能损坏电动机。 最高频率的设定范围： G11S：50 400Hz 基本频率（额定频率）基本频率（额定频率） 该频率应与电动机额定铭牌记载值配合设定 基本频率的设定范围：G11S(型号)：25 400Hz 注：无论是最高输出频率还是基本频率其设定都应与驱动装置相匹配，如设 定

17、值大于驱动装置的额定值，电动机或机器可能损坏。 25向阳课件 (4)(4)F05 F05 额定电压额定电压 F06 F06 最高输出电压最高输出电压 F05为设定变频器输出的额定电压，F06为设定变频器的最高 输出电压，但均不能输出比输入电源更高的电压。 设定范围 320480V F05设定为0时，输出电压将正比于输入电压， F06功能无效 如设定F05额定电压大于F06最高输出电压，则受最高输出电 压的限制，输出电压不能上升至额定电压。 26向阳课件 （5 5）F07 F07 加速时间加速时间 F08 F08 减速时间减速时间 输出频率从0Hz上升到最高频率最高频率所需的时间为加速时间， 输

18、出频率从最高频率下降到0Hz所需的时间为减速时间。 加/减速时间设定范围：0.013600S 加/减速时间是以最高频率作为基准设定，实际频率设定值 和加/减速时间的关系如下： 如果:设定频率=最高频率则设定时间值和实际动作时间一致。 如果:设定频率小于最高频率，设定时间值和实际动作时间不 相同 加/减速实际动作时间=设定时间值（设定频率/最高频率） 27向阳课件 （6 6）F20F20直流制动开始频率直流制动开始频率 0.0-60Hz0.0-60Hz 设定减速停止时制动开始动作的频率设定减速停止时制动开始动作的频率 F21F21直流制动频率值直流制动频率值 0-100%0-100% 设定直流制

19、动时的输出电流（变频器额定输出电流为设定直流制动时的输出电流（变频器额定输出电流为100%100%） F22F22直流制动时间直流制动时间 0.0-30s0.0-30s 设定直流制动动作时间设定直流制动动作时间 28向阳课件 （7 7）F23 F23 起动频率值起动频率值 F24 F24 起动频率保持时间起动频率保持时间 F25 F25 停止频率停止频率 设定合适的起动频率目的是确保起动的起动转矩， 为等待电动机起动时建立磁通，使起动频率保持一定时间后 开始加速。 起动频率和停止频率设定范围： 0.160Hz 起动频率保持时间设定范围：0.110.0s 正转和反转之间切换时，保持时间不作用。

20、保持时间不包括在加速时间内。 起动频率小于停止频率，或者设定频率小于停止频率时电动 机不起动。 29向阳课件 （8 8）F26 F26 电动机运行声音（载波频率）电动机运行声音（载波频率） 正确调整载波频率可降低电机噪声，避开机械系统共振，减 小输出电路配线对地漏电流，以及减小变频器发生的干扰。 注： 设定值小时，输出电流波形变差（高次谐波分量增加），电 动机损耗增加，电动机温度增高。干扰减小。假如设定到 0.75kHz时电动机转矩还要减小约15%。 设定值大时，变频器损耗增加，变频器温度增高。干扰增大 30向阳课件 （9 9）F27 F27 电动机运行声音（音调）电动机运行声音（音调） 载波频率小于载波频率小于7kHz7kHz时，时，能由此功能改变电动机噪声的音 调，按适合使用要求设定。 设定值 0、1、2、3 31