变频器的应用ppt课件

1、 变频器的运用通用变频器变频器的运用变频器的运用本卷须知变频器的保养和维护通用变频器变频器简介变频器是将固定频率的交流电变换为频率延续可调的交流电的安装。变频器的问世，使得交流调速在很大程度上取代了直流调速。 ACS100变频器用于0.122.2kW鼠笼式电机的速度和转矩控制 整流滤波单元l通用变频器的构造通用变频器的构造计算机控制单元主电路接线端子主电路接线端子通用变频器的运用 l变频器类型的选择变频器类型的选择 根据负载的要求来选择变频器的类型，如：根据负载的要求来选择变频器的类型，如：1)1)风机、泵类负载，它们的阻力转矩与转速的风机、泵类负载，它们的阻力转矩与转速的平方成正比，起动及低

2、速时阻力转矩较小，通常可平方成正比，起动及低速时阻力转矩较小，通常可以选择普通功能型。以选择普通功能型。 2)2)恒转矩类负载，如挤压机、搅拌机、传送带恒转矩类负载，如挤压机、搅拌机、传送带等，那么有两种情况。一是可采用普通功能型变频等，那么有两种情况。一是可采用普通功能型变频器。二是采器具有转矩控制功能的高功能型变频器，器。二是采器具有转矩控制功能的高功能型变频器，其实现恒转矩负载的调速运转比较理想。其实现恒转矩负载的调速运转比较理想。 3)3)对一些动态性能要求较高的消费机械，如轧对一些动态性能要求较高的消费机械，如轧钢、塑料薄膜加工线等，可采用矢量控制型变频器。钢、塑料薄膜加工线等，可采

3、用矢量控制型变频器。l变频器容量的计算变频器容量的计算 对于延续恒载运转机械所需的变频器，其容量可用对于延续恒载运转机械所需的变频器，其容量可用下式近似计算：下式近似计算： cosNCNkPSNCNkIIl变频器外部接线变频器外部接线 下面以富士电机下面以富士电机公司公司FRNG9S/P9SFRNG9S/P9S系列变频器为例系列变频器为例加以阐明。图加以阐明。图8-8-1616为为FRNG9S/P9SFRNG9S/P9S变频器的根本原变频器的根本原理接线图。理接线图。n主电路接线端子接线图主电路接线端子接线图 变频器功能解析变频器功能解析l频率的给定与相关功能频率的给定与相关功能l1频率给定的

4、方式与选择频率给定的方式与选择l要调理变频器的输出频率，必需首先向变要调理变频器的输出频率，必需首先向变频器提供改动频率的信号，这个信号，称频器提供改动频率的信号，这个信号，称为频率给定信号，也有称为频率指令信号为频率给定信号，也有称为频率指令信号或频率参考信号的。所谓给定方式，就是或频率参考信号的。所谓给定方式，就是调理变频器输出频率的详细方法调理变频器输出频率的详细方法,也就是提也就是提供应定信号的方式。供应定信号的方式。1.1面板给定方式 键盘给定频率的大小经过键盘上的升键(键)和降键(q键)来进展给定。键盘给定属于数字量给定，精度较高。 电位器给定部分变频器在面板上设置了电位器，如图1

5、(a)所示。频率大小也可以经过电位器来调理。电位器给定属于模拟量给定，精度稍低。变频器的面板通常可以取下，经过延伸线安顿在用户操作方便的地方，如图2所示 1.2 外部给定方式 l从外接输入端子输入频率给定信号，来调理变频器输出频率的大小，称为外部给定，或远控给定。主要的外部给定方式有:A、外接模拟量给定 lB、外接数字量给定 lC、外接脉冲给定 lD、通讯给定 1.3选择给定方式的普通原那么 l(1)优先选择面板给定。l(2)优先选择数字量给定 l(3)优先选择电流信号l 2模拟量给定的调整功能模拟量给定的调整功能2.1根底概念根底概念频率给定线频率给定线l由模拟量进展频率给定时，变频器的给定

6、信号X(X是给定信号的统称，既可以是电压信号UG，也可以是电流信号IG与对应的给定频率fX之间的关系曲线fXf()，称为频率给定线。l在给定信号X从0增大至最大值Xmax的过程中，给定频率fX线性地从0增大到最大频率fmax的频率给定线 称为根本频率给定线。其起点为(X0，fX0); 终点为 (XXmax，fXfmax)，如图3(a)和(b)所示。 l(2) 最大频率fmax 在数字量给定(包括键盘给定、外接升速/降速给定、外接多档转速给定等)时，是变频器允许输出的最高频率;在模拟量给定时，是与最大给定信号对应的频率。 l(3) 频率给定线的调整 l(a) 频率给定线的起点 l频率给定线的终点

7、 l2.2偏置频率和频率增益设定方式偏置频率和频率增益设定方式l(1)偏置频率偏置频率l部分变频器把与给定信号为部分变频器把与给定信号为“0时的对应时的对应频率称为偏置频率频率称为偏置频率,用用fBI表示，如图表示，如图4所示所示l(2) 频率增益 l当给定信号为最大值Xmax时，对应的最大给定频率fXM与变频器预置的最大输出频率fmax之比的百分数，用G表示:l 式中，频率增益，;fmax变频器预置的最大频率，Hz;fXM虚拟的最大给定频率，Hz。在这里，变频器的最大给定频率fXM不一定与最大频率fmax相等。当100时，变频器实践输出的最大频率就等于fXM，如图5中之曲线所示(曲线是根本频

8、率给定线);当100时，变频器实践输出的最大频率等于fmax，如图5中的曲线所示。 l2.3坐标设定方式坐标设定方式l(1)直接坐标预置直接坐标预置l经过直接预置起点坐标经过直接预置起点坐标(Xmin，fmin)与坐与坐标标(Xmax，fmax)来预置频率给定线，如图来预置频率给定线，如图6(a)所示。假设要求频率与给定信号成反比所示。假设要求频率与给定信号成反比的话，那么起点为的话，那么起点为(Xmin，fmax)，坐标为，坐标为(Xmax，fmin)，如图，如图6(b)所示。所示。l(2) 上、下限值预置 l预置给定信号的上、下限值l预置给定频率的上、下限值l实例2用户要求:当模拟量给定信

9、号为(010)V时，变频器的输出频率为(030)Hz。处理方法:可将最大给定信号时的频率增益G预置为60，如图10中曲线所示。l3模拟量给定的正、反转控制与滤波模拟量给定的正、反转控制与滤波l3.1模拟量给定的正、反转功能模拟量给定的正、反转功能l控制方式控制方式l由双极性给定信号控制由双极性给定信号控制给定信号可给定信号可“可可“，正信号控制正转，负，正信号控制正转，负信号控制反转信号控制反转l(b)由单极性给定信号控制由单极性给定信号控制给定信号只需给定信号只需“值，由给定信号中间的恣意值作为值，由给定信号中间的恣意值作为正转和反转的分界点，正转和反转的分界点，l(2) 死区的设置 l用模

10、拟量给定信号进展正、反转控制时，“0速控制很难稳定，在给定信号为“时，经常出现正转或反转的“蠕动景象。为了防止这种“蠕动景象，需求在“速附近设定一个死区X，使给定信号从-X到X的区间内，输出频率为0Hz。 l(3) 有效“0的功能 在给定信号为单极性的正、反转控制方式中，存在着一个特殊的问题。即，万一给定信号因电路接触不良或其他缘由而“丧失，那么变频器的给定输入端得到的信号为“0，其输出频率将跳变为反转的最大频率，电动机将从正常任务形状转入高速反转形状。 十清楚显，在消费过程中，这种情况的出现将是非常有害的，甚至有能够损坏消费机械。 对此，变频器设置了一个有效“0功能。就是说，变频器的最小给定

11、信号不等于0(Xmin0)。假设给定信号X0，变频器将以为是缺点形状而把输出频率降至0Hz。l4频率的限制功能频率的限制功能l4.1上、下限频率上、下限频率l根据消费机械所要求的最高与最低转速，根据消费机械所要求的最高与最低转速，以及电动机与消费机械之间的传动比，可以及电动机与消费机械之间的传动比，可以推算出相对应的频率，分别称为上限频以推算出相对应的频率，分别称为上限频率率(用用fH表示表示)与下限频率与下限频率(用用fL表示表示)上限频率小于最高频率 l4.2逃避频率逃避频率l设置逃避频率设置逃避频率fJ的目的，就是使拖动系统的目的，就是使拖动系统“逃避逃避掉能够引起谐振的转速掉能够引起谐

12、振的转速l(1)逃避频率的预置逃避频率的预置预置逃避频率时，必需预置以下两个数据预置逃避频率时，必需预置以下两个数据:中心逃避频率中心逃避频率fJ即逃避频率所在的位置即逃避频率所在的位置;逃避宽度逃避宽度fJ即逃避区域，如图即逃避区域，如图(a)所示。所示。(2)逃避频率的数量逃避频率的数量大多数变频器都可以预置三个逃避频率大多数变频器都可以预置三个逃避频率,如图如图(b)所示。所示。l(1) 载波频率对变频器输出电流的影响(a) 载波频率与电流波形 运转频率越低, 那么电压波的平均占空比越小, 电流高次谐波成分越大, 故适当提高载波频率, 可以改善电流波形。(b) 载波频率与死区 逆变桥中,

13、 同一桥臂的上、下两个逆变管是在不停地交替导通的，为了保证在交替导通时, 只需当一个逆变管完全截止的情况下, 另一个逆变管才开场导通。在交替过程中，必需有一个死区(等待时间)。载波频率和死区的关系有如下的几个方面:变频器的输出电流越大，每次交替所要求的死区也越大;载波频率越高，那么死区的累计值越大，变频器的平均输出电流越小。 4.3载波频率载波频率载波频率的影响载波频率的影响4.4加、减速的功能设置加、减速的功能设置l(1) 加、减速时间(a) 加速时间的定义不同变频器对加速时间的定义不完全一致，主要有以下两种: 定义1 变频器的输出频率从0Hz上升到根本频率所需求的时间;定义 变频器的输出频

14、率从0Hz上升到最高频率所需求的时间。 l(b) 减速时间的定义定义 变频器的输出频率从根本频率下降到0Hz所需求的时间;定义 变频器的输出频率从最高频率下降到0Hz所需求的时间。 l(2) 加、减速方式(a) 加速方式 加速过程中，变频器的输出频率随时间上升的关系曲线，称为加速方式。变频器设置的加速方式有:线性方式S形方式 在加速的起始和终了阶段，频率的上升较缓，加速过程呈S形 l半S形方式 在加速的初始阶段或终了阶段，按线性方式加速;而在终了阶段或初始阶段，按S形方式加速 l(b) 减速方式 和加速过程类似，变频器的减速方式也分线性方式、S形方式和半S形方式。 4.5变频调速系统 接电抗器

15、的作用 1. 变频器输出端接入电抗器的场所变频器输出端接入电抗器的场所 需求接入电抗器的场所需求接入电抗器的场所a a电机与变频器间隔远电机与变频器间隔远 b b小变频器带轻载大小变频器带轻载大电机电机输出电抗器作用：输出电抗器作用： 抑制变频器电磁幅射抑制变频器电磁幅射干扰干扰 抑制电动机电压谐振抑制电动机电压谐振2. 输入交流电抗器输入交流电抗器作用：作用：1 1提高功率因数提高功率因数 2 2抑制高次谐波抑制高次谐波 3 3减弱电漂泊涌减弱电漂泊涌3. 接入交流电抗器的场所接入交流电抗器的场所 接入交流电抗器的场所接入交流电抗器的场所a a多台变频器接同一电源多台变频器接同一电源 b b

16、同一电源上接有大容量晶闸管设备同一电源上接有大容量晶闸管设备 c c变压器容量超越变频器容量十倍以上变压器容量超越变频器容量十倍以上 d d电源电压不平衡度电源电压不平衡度3%3%4. 直流电抗器直流电抗器做用：做用： 1 1提高功率因数提高功率因数 2 2拟制电流尖峰拟制电流尖峰变频器的调试和运转变频器的调试和运转变频器的调试和运转通常可按以下步骤进展：变频器的调试和运转通常可按以下步骤进展：(1) (1) 通电前检查通电前检查(2) (2) 系统功能设定系统功能设定 频率的设定频率的设定 功能设定功能设定 试运转试运转变频器的抗干扰1. 1. 变频器的干扰源变频器的干扰源图图7-1 7-1

17、 变频器的电压、电流波形变频器的电压、电流波形2. 电路耦合干扰电路耦合干扰 电路传播：电路传播：1电源线电源线 2地线地线措施措施 ： 1 1隔离变压器隔离变压器 2 2光耦隔离光耦隔离 3 3正确接地正确接地3.3.感应耦合干扰感应耦合干扰电磁感应电磁感应 静电感应静电感应1 1 电磁感应是电流干扰传播方式电磁感应是电流干扰传播方式 2 2静电感应是电压干扰传播方式静电感应是电压干扰传播方式 4. 抗干扰措施抗干扰措施远离、相绞、屏蔽、不平行远离、相绞、屏蔽、不平行图图7-4 7-4 绞线抗干扰绞线抗干扰5. 空中幅射干扰空中幅射干扰 空中幅射与接地空中幅射与接地 电磁幅射电磁幅射6. 抗

18、干扰措施抗干扰措施 1准确接地准确接地 2接接入滤波器入滤波器 接入滤波器抑制电磁幅射接入滤波器抑制电磁幅射 变频器运用本卷须知 1严禁将变频器的输出端子U、V、W衔接到AC 电源上。2变频器要正确接地，接地电阻小于10。3变频器存放两年以上，通电时应先用调压器逐渐升高电压。存放半年或一年应通电运转一天。4变频器断开电源后，待几分钟后方可维护操作，直流母线电压P+，P-应在25V以下。 5. 防止变频器安装在产生水滴飞溅的场所。6. 不准将P+、 P-、PB任何两端短路。7. 主回路端子与导线必需结实衔接。8. 变频器驱动三相交流电机长期低速运转时，建议选用变频电机。 9. 变频器驱动电机长期

19、超越50HZ运转时，应保证电机轴承等机械安装在运用的速度范围内，留意电机和设备的震动、噪音。10. 变频器驱动减速箱、齿轮等需求光滑机械安装，在长期低速运转时应留意光滑效果。11. 变频器在一确定频率任务时，如遇到负载安装的机械共振点，应设置腾跃频率避开共振点。12. 变频器与电机之间连线过长，应加输出电抗器。13. 严禁在变频器的输入侧运用接触器等开关器件进展频繁启停操作。14. 电机初次运用或长期放置后运用，必需对电机进展绝缘检测。运用500V电压型兆欧表检测，电机绝缘电阻大于5M。15. 对电机绝缘检测时必需将变频器与电机连线断开。16. 在变频器的输出侧，严禁衔接功率因数补偿器、电容、

20、 防雷压敏电阻。17. 变频器的输出侧严禁安装接触器、开关器件。18. 变频器在海拔1000米以上地域运用时，须降额运用。19. 变频器输入侧与电源之间应安装空气开关和熔断器。20. 变频器输出侧不用安装热继电器。21. 变频器运用寿命影响变频器寿命的元件大致有三种： 本身冷却风扇 上电时限流电阻短路接触器 中间环节大容量电解电容留意：前两个元件是机械磨损元件，普通寿命为五年，第三个元件规定为五年，普通情况下五年后丈量一下电容值，假设小于额定值的80%就应改换，实践上，假设变频器不断延续运转，电解电容可用十年。 控制线应与主回路动力线分开，控制线采用屏蔽电缆 。22. 变频器与负载的配置 变频

21、器长期任务电流 I变长=I电115% I电- 电动机额定电流 变频器短期任务电流可继续12分钟 I变短=I变150% I变- 变频器额定电流 变频器瞬时任务电流可继续数秒钟 I变瞬= I变180%变频器常见缺点及处置方法 1、变频器运转中有缺点代码显示的缺点、变频器运转中有缺点代码显示的缺点缺点代码显示的缺点缺点代码显示的缺点l 短路维护 l 假设变频器运转当中出现短路维护，停机后显示“0，阐明是变频器内部或外部出现了短路要素。这有以下几方面的缘由: l负载出现短路 l变频器内部问题 l变频器内部干扰或检测电路有问题l 有些机子内部干扰也易呵斥此类问题，此时变频器并无太大的问题，只是不延续的、

22、无规律的出现短路维护，即所谓的误维护，这就是干扰呵斥的。 l变频器的短路维护普通是从主回路的正负母线上分流取样，用电流传感器经主控板的检测传至主控芯片进展维护的，因此这些环节上任何一处出现问题，都能够呵斥缺点停机。l 对于干扰问题，现低压大功率的及中高压变频器都加了光电隔离，但也有出现干扰的，主要是电流传感器的控制线走线不合理，可将该线单独走线，远离电源线、强电压、大电流线及其他电磁辐射较强的线，或采用屏蔽线，以加强抗干扰才干，防止出现误维护。 过流维护 l变频器出现过流维护，代码显示“1，普通是由于负载过大引起，即负载电流超越额定电流的1.5倍即缺点停机而维护。这普通对变频器危害不大，但长期

23、的过负荷容易引起变频器内部温升高，元器件老化或其他相应的缺点。这种维护也有因变频器内部缺点引起的，假设负载正常，变频器仍出现过流维护，普通是检测电路所引起，类似于短路缺点的排除，如电流传感器、取样电阻或检测电路等。过流维护的另一个缘由就是缺相。当变频器输入缺相时，势必引起母线电压降低，负载电流加大，引起维护。 过、欠压维护 l变频器出现过、欠压维护，大多是由于电网的动摇引起的，在变频器的供电回路中，假设存在大负荷电机的直接启动或停车，引起电网瞬间的大范围动摇即会引起变频器过、欠压维护，而不能正常任务。这种情况普通不会继续太久，电网动摇过后即可正常运转。这种情况的改善只需增大供电变压器容量，改善

24、电网质量才干防止。l 当电网任务正常时，即在允许动摇范围(380V20%)内时，假设变频器仍出现这种维护，这就是变频器内部的检测电路出现缺点了。 温升过高维护 l变频器的温升过高维护，普通是由于变频器任务环境温度太高引起的，此时应改善任务环境，增大周围的空气流动，使其在规定的温度范围内任务。 l还有一种情况就是在大功率的变频器(尤其是多单元或中高压变频器)中，因温度传感器走线太长，接近主电路或电磁感应较强的地方，呵斥干扰，此时应采取抗干扰措施。如采用继电器隔离，或加滤波电容等 电磁干扰太强 l 这种缺点的排除除了外界要素，将变频器远离强辐射的干扰源外，主要是应加强其本身的抗干扰才干。特别对于主

25、控板，除了采取必要的屏蔽措施外，采取对外界隔离的方式尤为重要。 变频器的其他缺点 l主回路跳闸 l 这种情况普通是由于主电路(包括整流模块、电解电容或逆变桥)直接击穿短路所致，在击穿的瞬间剧烈的大电流呵斥模块炸裂而产生宏大响声。 l延时电阻烧坏 l 在变频器延时电路中，大多是用的晶闸管(可控硅)电路，当其不导通或性能不良时，就可呵斥延时电阻烧坏。这主要是开机瞬间呵斥的。 l只需频率而无输出 l 这种缺点普通是IGBT的驱动电路受开关电源控制的电路中，当开关电源或其驱动的功率鼓励电路出现缺点时，即会出现这种问题。 l送电后面板无显示 l 变频器主控板用的电源为开关电源，当其损坏时即会使主控板不正

26、常而无显示。这种电源大多是其内部的熔断器损坏呵斥的。因在送电的瞬间开关电源受冲击较大，呵斥保险丝瞬间熔断，可改换一个适宜的熔断器即可处理问题。有的是其内的压敏电阻损坏，可改换一支新的开关电源。 变频器的保养和维护背景由于环境的温度、湿度、粉尘及振动的影响，变频器内部的器件老化及磨损等诸多缘由，都会导致变频器潜在的缺点发生，因此，有必要对变频器实施日常和定期的保养及维护。 提示在检查及维护前，请首先确认以下几项，否那么，会有触电危险。 变频器已切断电源； 盖板翻开后，充电指示灯灭； 用直流高电压表测+、-之间电压小 于36V以下。1.日常保养及维护 变频器必需按照表1规定的运用环境运转，另外，运

27、转中也能够会发生一些不测的情况，用户应该按照表2的提示，做日常的保养任务。坚持良好的运转环境，记录日常运转的数据，并及早发现异常缘由，是延伸变频器运用寿命的好方法。1.1 运转环境表项目项目描述环境使用场所室内，不受阳光直晒，无尘埃、腐蚀性气体、可燃性气体、油雾、水蒸汽、滴水或盐份等海拔高度低于1000米环境温度1040（环境温度在4050，请降额使用）湿度小于95RH，无水珠凝结振动小于5.9米/秒2（0.6g）存储温度40701.2 日常检查提示表 检查对象检查要领判别标准检查内容周期检查手段运行环境温度、湿度随时温度计、湿度计-10+40，4050降额使用尘埃、水及滴漏目视无水漏痕迹气体目视无异味变频器振动发热随时外壳触摸振动平稳，风温合理噪声听无异样响声电机发热随时手触摸发热无异常噪音听觉噪音均匀运行状态参数输出电流随时电流表在额定值范围输出电压电压表在额定值范围内部温度温度计温升小于352. 定期维护根据运用环境，用户可以3个月或6个月对变频器进展一次定期检查。1、只需受过专业训练的人才干装配部件、进展维护及器件改换； 2、不要将螺丝及垫圈等金属件遗留在机器内，否那么有损坏设备的危险。 普通检查内容 1控制端子螺丝能否松动，用螺丝刀