变频器培训(矿用变频器)

1、变变 频频 器器 知知 识识 培培 训训变频器:（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器组成：主要由整流、滤波、逆变、制动单元、驱动单元、控制单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，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。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。整流部分整流部分变频器是：变频器是： 将交流电源通过整流回路变换成直流，将交流电源通过整流回路变换成直流， 将变换后的直流经过逆变回路变换成电压、频

2、率可调节的交流电，将变换后的直流经过逆变回路变换成电压、频率可调节的交流电， 利用交流三相异步电动机的转速与频率成正比的特点，通过改变电源的频率和幅度以达到改变利用交流三相异步电动机的转速与频率成正比的特点，通过改变电源的频率和幅度以达到改变 电机转速的目的。电机转速的目的。 变频器的基本构成变频器的基本构成商用电源商用电源逆变部分逆变部分滤滤波波电电容容整流整流逆变逆变直流电压直流电压电源电压电源电压输出电压输出电压 变频器的电压波形变化变频器的电压波形变化输出电压的平均值是正弦波马达马达正弦波（正弦波（脉宽调制脉宽调制） ）控制控制方式方式优点：1、无级调速2、启动电流小、起动转矩大3、调

3、速精度高4、容易实现自动化控制5、效率高6、节能型调速缺点：1、成本高2、产生谐波污染电网3、输出的PWM波，会造成电机、电缆的额外发热。4、共模电压的产生有可能会降低电机轴的寿命。变频器的控制对象变频器的控制对象三相异步电动机三相异步电动机【 【三相异步电动机三相异步电动机】 】 三相异步电动机主要由三相异步电动机主要由定子、转子、转轴定子、转子、转轴组成，当在定组成，当在定子绕组上加上三相交流电压时，将会产生一个旋转磁场，子绕组上加上三相交流电压时，将会产生一个旋转磁场，该旋转磁场的速度由加在定子绕组上的三相交流电压的频该旋转磁场的速度由加在定子绕组上的三相交流电压的频率所决定。位于该磁场

4、中的转子绕组，将切割旋转磁场的率所决定。位于该磁场中的转子绕组，将切割旋转磁场的磁力线，根据电磁感应原理，在转子绕组中将产生感应电磁力线，根据电磁感应原理，在转子绕组中将产生感应电动势和感应电流，感应电流与旋转磁场的磁通互相作用而动势和感应电流，感应电流与旋转磁场的磁通互相作用而产生电磁力，即转矩。转子及转轴将沿着与旋转磁场相同产生电磁力，即转矩。转子及转轴将沿着与旋转磁场相同的方向旋转。任意改变三相定子绕组的两个电压相位，即的方向旋转。任意改变三相定子绕组的两个电压相位，即可使磁场旋转的方向发生改变，电动机的转向也将随之变可使磁场旋转的方向发生改变，电动机的转向也将随之变化，即可逆控制。化，

5、即可逆控制。 变频电机-在标准环境条件下，以100%额定负载在10%100%额定速度范围内连续运行，温升不会超过该电机标定容许值的电机。变频电机具有如下特点：1、B级温升设计，F级绝缘制造。采用高分子绝缘材料及真空压力浸漆制造工艺以及采用特殊的绝缘结构，使电气绕组采用绝缘耐压及机械强度有很大提高，足以胜任马达之高速运转及抵抗变频器高频电流冲击以及电压对绝缘之破坏。2、平衡质量高，震动等级为R级（降振级）机械零部件加工精度高，并采用专用高精度轴承，可以高速运转。3、强制通风散热系统，全部采用进口轴流风机超静音、高寿命，强劲风力。保障马达在任何转速下，得到有效散热，可实现高速或低速长期运行。（3）

6、控制部分:电源板、驱动板、控制板（CPU板）电源板：开关电源电路向操作面板、主控板、驱动电路、检测电路及风扇等提供低压电源， 开关电源提供的低压电源有：5V、15V 、24V向CPU其附属电路、控制电路、显示面板等提供电源。驱动板：主要是将CPU生成的PWM脉冲经驱动电路产生符合要求的驱动信号激励IGBT输出电压。控制板（CPU板）：也叫CPU板相当人的大脑，处理各种信号以及控制程序等部分.部分变频器还配备用户板、通讯板、同步卡等功能满足使用条件L1L2L3UVWPNl优点：结构简单、成本低。l缺点：l输出波形接近方波，输出转矩小，IGBT散热大。l输出电压峰值达到近4000v，必须使用变频电

7、机或增加滤波装置l输出侧漏电流大，共模电压大，EMC干扰严重。l输入侧干扰大，影响同一电源的其他设备两电平变频器原理图三电平变频器原理图l优点：l输出更接近正弦波，输出力矩增大。l输出电压峰值只有二电平时的1/2，可直接用普通电机而不用加LC滤波l输出漏电流只有二电平时的1/2（共模电流小）EMC干扰减少很大。l输入端干扰较二电平降底20dBlIGBT增多，单支IGBT发热量更小，散热效果更好。l缺点：成本高、结构复杂 1通用变频器：通用变频器是数量最多、应用最为广泛的一种。通用变频器正在朝着两个方向发展：一是以节能为主要目的而简化了一些系统功能的低成本简易型通用变频器，它主要应用于水泵、风扇

8、、鼓风机等对于系统调速性能要求不高的场合，并具有体积小、价格低等方面的优势；二是在设计过程中充分考虑了应用中各种需要的高性能、多功能通用变频器，在使用时，用户可以根据负载的特性选择算法对变频器的各种参数进行设定，也可以根据系统的需要选择厂家所提供的各种备用选件来满足系统的特殊需要。广泛应用于电梯、数控机床、电动车辆等对调速系统的性能有较高要求的场合。通用变频器基本上采用的是电路结构比较简单的U/f控制方式，与VC方式相比，在转矩控制性能方面要差一些。2专用变频器 随着控制理论、交流调速理论和电力电子的发展，异步电动机的VC得到发展，VC变频器及其专用电动机构成的交流伺服系统已经达到并超过了直流

9、伺服系统。此外，由于异步电动机还具有环境适应性强、维护简单等许多直流伺服所不具备的优点，在要求高速、高精度的控制中，这种高性能交流伺服变频器正在逐步取代直流伺服系统，例如：轧钢系统。 变频器过载保护机制针对近期我矿皮带频繁压死：皮带压死变频器运行过程中过载保护停车，或者重载停车后无法正常启动，根据变频器手册及厂家说明，变频器过载保护采用反时限保护机制：1.2倍电流不保护；1.3倍约7-8分钟保护；1.4倍2-3分钟；1.5倍1分钟；1.6倍10s；2倍1-2s；即电流越大时间越短。避免措施：1、严控水煤，减少水煤集堆，降低皮带运行阻力；2、优化变频器运行参数，我队将和厂家商议，检查变频器运行状

10、况，优化运行参数，确保变频器工况良好；3、尽快增加皮带驱动，确保皮带安全运行。 葫芦素矿目前在用变频器掘进皮带-北京山潜变频器掘进皮带使用-北京山潜-ZJT-2250/660ZJT-2250/660内部全景图内部全景图掘进皮带使用-北京山潜-ZJT-2250/660ZJT-2250/660人机界面人机界面掘进皮带使用-北京山潜-ZJT-2250/660 顺槽皮带使用西安华光变频器综采和水处理使用青岛天信变频器目前我矿在用变频器几乎全是采用ABB ACS800技术。目前最成熟技术、可靠、应用范围广。小提示：凡是使用CDP-312的变频器皆是采用 ACS800技术变频器的组成变频器的组成-功率单元

11、功率单元n整流单元n1。二极管整流n2。二极管+晶闸管整流n3。晶闸管反向并联整流n4。IGBT整流n储能单元n1。电容储能n2。电感储能n逆变单元n1。IGBT变频器的组成变频器的组成-功率单元功率单元 主控板 1-1 RMIO-R2R6 1-2 RDCU-R7，R8RMIO-01C或RMIO-11CRDCU-02C或RDCU-12CRMIO-02C或RMIO-12C变频器的组成-控制单元 功率板 2-1。RINT-R2R6RINT5514-R5变频器的组成-控制单元RINT6611C-R6（现被RINT5611C组件替代） 功率板AINP+AINT+APOW+AGDRAINP-01CAIN

12、T-02CAPOW-01CAGDR-71C变频器的组成-控制单元+=RINT主电路：完成对电机提供驱动功率的变换过程主电路：完成对电机提供驱动功率的变换过程电路板电路板: : 控制电路完成计算，通讯，数据采集和电机控制等功能。控制电路完成计算，通讯，数据采集和电机控制等功能。I/O接口接口Port1Port2Port3RMIO-01ACS 800-01 电路板的连接。电路板的连接。变频器的组成变频器的组成-电路板连接图电路板连接图TMRMIOAINTExternaloptionmodulesOptionmodulesUVWOptionmodules+24VRDCOoptionACS 800-0

13、4Pulse encoder, Fieldbus, Extended I/OCDP312RFAN230+ -Ch 3Ch 2Ch 1Ch 0APOWAGDRAINPAIBPADPI+24V主电路：完成对电机提供驱动功率的变换过程主电路：完成对电机提供驱动功率的变换过程电路板电路板: : 控制电路完成计算，通讯，数据采集和电机控制等功能。控制电路完成计算，通讯，数据采集和电机控制等功能。ACS 800-04 电路板的连接。电路板的连接。变频器的组成变频器的组成-电路板连接图电路板连接图变频器的组成-电机控制和 I/O 板(RMIO-02C或RMIO-12C)+24VDC 电源2 路用于现场总线的

14、并联端口现场总线I/O 扩展脉冲编码器新的可选件系列PPCC-link = 串口通讯 与AINT通讯: 光纤连接控制盘连接器模拟 I/O2 路电流输入1 双极性电压输入2 路电流输出AI 电气隔离数字输入6 路可编程1 固定为停车 (启动互锁)两组隔离+24VDC3 可编程继电器输出DDCS 适配器连接器DDCS 适配器带4路通道PC 连接主从通讯老版可选件变频器的组成- ACS800-04主电路板 (AINT)包括传动中的所有的高压和内部测量元件自动电流测量比例换算 - 不再需要焊接槽缝给 AINP 和 AGDR 板 (+ ABRC板)供电接地故障和短路保护 可调整的接地故障电流跳闸极限 接

15、地故障检测是基于输出的三相电流一种型号适用于所有 ACS800-04 的型号AINT-02（C ）变频器的组成- ACS800-04 电源板 (APOW)直接给 RMIO 和 AINT 板提供电源通过AINT板间接给AINP板提供电源直接与直流回路连接诊断和控制盘接口板 (ADPI)板上有控制盘的连接座，红色指示灯和绿色指示灯每个模块可以并联两块这样的电路板 (用于平板式安装和书架式安装) 控制盘即插即用 - 两个控制盘不能同时工作变频器的组成- ACS800-04 输入桥控制板 (AINP)启动输入桥的晶闸管电源来自于 AINT软件控制充电过程:输入桥启动，当直流母线电压达到 0.7 * 1

16、.35 * 380 V 并且电压上升的变化率 0.01 * UN / 10 ms变频器的组成- ACS800-04 门极驱动板 (AGDR) 直接与 IGBT 模块相连 门极控制，饱和反馈和温度检测都通过这块电路板ACS800-04 输入桥保护板 (AIBP) 针对瞬变，保护输入桥变频器输入输出电抗器作用（1）变频器进线电抗器：主要作用是抑制进线电源的网侧谐波，增大进线电源主回路的短路阻抗；用来限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击，平滑电源电压中包含的尖峰脉冲，或平滑桥式整流电路换相时产生的电压缺陷； 有效地保护变频器和改善功率因数，它既能阻止来自电网的干扰，又能减少整流单元产生的谐波电

17、流对电网的污染。（2）变频器出线电抗器：主要作用是平衡出线电缆的分布容性负载，增大出线主回路的短路阻抗；两台以上变频器并联运行时，还起到限制换相环流和负荷平衡的作用；输出电抗器能够补偿长线分布电容的影响，并能抑制输出谐波电流，提高输出高频阻抗,有效抑制dv/dt.减低高频漏电流,起到保护变频器,减小设备噪声的作用；电容器在补偿功率的时候，往往会受到谐波电压和谐波电流的冲击，造成电容器损坏和功率因数降低，为此，需要在补偿的时候进行谐波治理。 控制变频器-手操器CDP-312控制盘控制和编程可以安装在变频器上也可以安装在柜门上键盘是扁平，带标签的按钮LCD显示：4X20个字符显示 1: 变频器状态

18、 所选择变频器的ID号 控制盘状态: L = Local 本地 R = Remote 远程 旋转方向: = Forward(正转) = Reverse(反转) Value of the reference给定值 Run status: 运行状态 I = Run(运行) 0 = Stop(停止) = No start permission(无使能信号) 2-4: 实际信号名称和值1234操作模式键 操作模式键 Actual (显示操作数据或实际信号) Parameter (显示和编辑参数名称和参数值) Function (进入助手向导和上载/下载参数) Drive (在网络中分配传动的ID号)变

19、频器控制键 变频器控制键 Start 启动变频器 Stop 停止变频器 REF - 通过控制盘设置给定值 Forward and Reverse keys -改变电机旋转方向 LOC/REM - 在本地和远程切换控制模式 RESET - 故障复位读取实际值 这个模式包括两个显示：实际值信号显示和故障记录显示 实际值信号显示是显示所选择的信号的实时值 实际值信号显示下面的信息: 状态栏 三个可选择的实际信号参数值可以通过箭头键 和ENTER键来更改状态栏实际信号设置参数 参数模式是用来改变ACS800参数 控制盘显示下面的信息: 状态栏 参数组和名称 参数号和名称 参数值 改变参数 参数组通过双

20、前头键来更改 参数号通过单箭头键来更改 参数值可以通过箭头键和ENTER键来更改读取警告和故障信息 当故障和警告发生时，出现故障显示 控制盘显示下面信息: 状态栏 传动型号 故障或警告信息 警告或故障名称. 故障能通过RESET键或PC工具复位故障历史记录 通过ACT键和双箭头按钮选择故障记录 控制盘显示下面信: 事件的序号，从最近一个事件 警告或故障的名称 事件符号+ 事件激活 - 事件复位 累计上电时间 通过单箭头键可以查看变频器的故障记录功能模式 功能模式是用来选择特殊功能的变频器助手向导(仅用于单传动)，用助手向导能启动向导程序来设置变频器参数上传和下载设置控制盘对比度 选择功能 通过

21、双前头键来翻页通过单箭头键来选择功能光标所在行时按ENTER键确认所选择的功能 传动模式显示变频器的基本信息: 变频器型号 变频器软件版本和测试日期 变频器ID号 符号状态变频器停止，方向为正变频器运行，方向为负变频器故障触发 传动模式电机辨识异步电机控制策略中应用最多的是矢量控制和直接转矩控制DTC，电机模型的目的是为了很好的把电机解耦成公式再组装成电机，方便理解，而参数辨识是在做电机控制时，需要用到电机参数，那么参数辨识的准确性就会影响电机的调速控制了。变频器初次安装使用必须建立电机模型和电机辨识。电机在运行一段时间后出现运行不平稳、振动等现象时，需要对电机进行新的辨识，以使电机在最优状态

22、下运行。变频器（ZJT-2250/660）电机辨识一、切换驱动操作步骤：1）、切换至1#驱动、按DRIVE键 、按（向上、向下）参数增减键，直至手操器显示屏最下面一行显示ID MUMBER 1、按ACT键返回2）、切换至2#驱动与切换一号驱动同理。二、电机辨识操作步骤：1）、将所需辨识驱动切换至当前驱动，在手操器上按下LOC键，将所做辨识驱动至于本地模式，此时手操器左上角会有L显示，例如”1 L”。2）、按PAR键，再按（向上、向下）参数换行键将参数翻至99行，再用（向上、向下）参数增减键与ENTER键将05、06、07、08、09项参数修改为所用电机铭牌参数值。注：修改参数时先按ENTER键

23、，此时所修改参数值会在中括号中闪动，接着按（向上、向下）参数增减键即可修改参数，待参数修改完毕在按ENTER键即可保存。3）、将所做驱动设为主机，然后短接变频器接线腔端子排上的216#与GND线，此时变频器主机驱动会有直流电压值显示。4）、按下启动键（绿色的菱形键），此时手操器显示屏会出现FF31，然后变频器开始自动辨识，直至出现FF32，即为辨识完毕。5）、在手操器上按下LOC键，将所做辨识驱动至于远控模式，此时手操器左上角会有无显示，例如”1 ”。变频器（ZJT-2250/660）IGBT故障查询一、IGBT故障查询操作步骤：1）、按ENTER键2）、用（向上、向下）参数换行键与（向上、向

24、下）参数增减键将参数翻至04行02项。3）、查看手操器显示屏最下面一行参数值：“0”为正常，“1 2”为U相IGBT故障，“4 8”为V相IGBT故障，“10 20”为W相IGBT 故障。变频器IGBT从左到右依次为W相、V相、U相。二、故障排查出现故障后可以第一时间通过手操器查看故障代码，通过查询ABB ACS800 标准固件手册即可排查。安全操作规程一、使用维护1.操作人员必须通晓和遵守电工安全操作规程、煤矿安全规程、煤矿电工手册、设备说明书的有关规则。2.操作人员必须具备资格：2.1具备相应的自动化控制知识、变频器原理，有一定的工作经验。2.2通晓交流电动机工作原理，变频调速方法及其机械

25、特性基础知识。2.3通晓电子技术知识，经培训的合格人员。3.操作人员对装置操作时，应遵守以下规定：3.1必须遵守变频器有关规定方可操作，否则回造成严重的人身伤害或装置损毁及重大的财产损失。3.1.1查看装置铭牌，熟悉了解装置配置与状况。3.1.2查校装置是否处于出厂状态或者是否完整、完备。3.1.3查看铭牌出厂日期是否超出一年，超出须对装置电容“充电”。3.1.4输入电源只允许永久性紧固连接，设备必须接地。3.1.5根据准确图纸检查校对线路（动力与控制）连接是否正确无误。3.1.6测校变频器供电电源与控制电源是否正确无误。3.1.7有条件考虑先对装置先单独供控制电源（动力电源先不供），来检测变

26、频器控制、显示是否正常。3.1.8在满足和达到上述要求后，对装置供动力与控制电源，查看装置器件与直流电压显示是否正常。3.1.9检查电机固定是否牢固，电机机械连接须处于脱开状态。3.1.10输入装置电机与控制参数进行调谐（参见调试说明书），此时电机会瞬间高速转，在场人员避离电机注意安全。安全操作规程3.1.11让电机额定转速空转10分钟对装置进行观测，如有异常立即停止。3.1.12即使变频器处于不工作状态，以下端子仍然可能带有危险电压。电源端子L1 、L2、L3连接电动机的端子U、V、W端子DC、DC电抗器连接端子3.1.13在电源开关断开以后，必须等待30分钟，使变频器放电完毕，测量无危险电

27、压后，才允许开始检查、检修操作。3.1.14本设备不可作为“紧急停车机构”使用。3.1.15接地导体的最小截面积必须等于或大于供电电源电缆的截面积。3.1.16连接到变频器的供电电源电缆，电动机电缆和控制电缆必须按照有关规定进行连接，避免由于变频器工作所造成的感性或容性干扰。安全操作规程3.2变频器运行的环境条件3.2.1温度、湿度等的符合要求。3.2.2不允许变频器掉到地上或遭受突然撞击，不允许安装在有可能经常受到振动的地方。3.2.3变频器不得卧式安装（水平位置），安装时要符合间隙要求。3.3禁止用高压绝缘测试设备（兆欧表等）测试与变频器连接的电缆的绝缘。3.4变频器电磁干扰的保护3.4.

28、1柜内所有设备都要可靠接地，与变频器连接的任何控制设备均可靠接地。3.4.2控制回路的连接线应采用屏蔽电缆，截断电缆的端头时应尽可能整齐，保证未经屏蔽的线段尽可能短。3.4.3控制电缆应远离供电电源线，使用单独的走线槽。在必须与电源线交叉时，相互应采取90直角安全操作规程4.变频器设置或修改参数4.1只有经过培训并认证合格的人员方可在操作面板上输入设定值或修改参数。任何时候都应注意遵守说明手册中要求采取的安全措施和给予的警告。4.2修改参数必须得到授权，要有相关设备负责人、电气技术人员的监护。5.操作人员不得私自启动、停止变频器。6.任何没有得到授权的操作人员、不具备资格的人员、非电气工作人员一律禁止操作。7.变频器调试正常完毕后，须对使用人员或者使用单位进行相应的使用、维护、保养和注意事项的培训，且做好相应的记录。安全操作规程真做好变频