变频器基本理论培训060310课件

变频器实用技术Dengyunhui-

浙江东华信息控制技术有限公司

ABB传动

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杭州市文三路昌地火炬大厦1102号TEL：3，FAX：9内容一、变频调速基础知识二、ABB变频器系列介绍三、变频器使用、维护与保养四、应用举例1.1.2)变频器类别A)按变换环节分类B)按电压调制方式分类C)按直流环节的储能方式分类交交交直交PAMPWM电压型电流型变频调速基础知识1.1.3)额定值和频率指标A)输入(1)U1N(2)频率(3)功率因数(4)效率变频调速基础知识B)输出(1)U2N(2)I2N(3)S2N(4)P2N(5)过载能力(6)输出频率1.1.3)额定值和频率指标Maximumloadability极限负载能力usewith180%loadabilityfor2secondseveryminute.2seconds180%100%IoutTime容量Icont.maxIMAX/10sIhd150%xIhd/1minIN110%xIN/1min注意:功率极限将限制最大输出功率为

1.5*PHdDClinkRectifierV1V3V5V2V6V4CL+-U1V1W1M3~Ud控制电路板控制,监视和通讯L1L2L3InverterMotorMonitoringControlSupplyUlineUDCUout交-直-交PWM控制原理1.3变频器的控制方式

Ａ）标量(变频与变压F/V)控制方式

Ｂ）矢量控制方式

C)DTC(DirectTorqueControl)直接转矩控制方式F/V实施:E=KfΦKΦ

=f/E(V)1)PAM2)PWM3)SPWM1.4变频与变压F/V1.5谐波影响1.6载波频率A)附加转矩B)电磁躁声C)电磁辐射1.7矢量控制模拟直流电机调速方式直/交变换2/3变换VVVFM控制器给定iTiMiAiBiCSpeedcontrolPIDREFTorquereferenceTorquereferencecontrollerSpeedreferenceSwitching

logicSwitch

positionsVoltageCurrent=MotormodelTorqueandfluxcomparator3~TorqueFluxCalculatedspeed开关逻辑力矩磁通比较电机模型力矩给定控制速度控制力矩给定速度给定速度实际值DTC控制方框图

ExcellenttorquecontrolTorque:PWMDTCTorquesteprisetimeDTCFluxvectorOpenloopPWM<5msec.10to20msec.>100msec.Noencoderrequiredforaccuratetorquecontrol

无编码器，可精确控制力矩Fulltorqueatzerospeed

零速满转矩Directcontroloftorquenonuisancetrips

转矩直接被控制0,000,501,00CurrentTorqueDTCPWMNewCurrentlevelNewTorquelevelTimeDTC杰出的力矩控制UnbeatablespeedcontrolPWMnoencoderDCdrivewithencoderDTCnoencoderDTCwithencoderPWMwithencoderStaticspeederrorDynamicspeederror±1to3%3%sec.±0.01%0.3%sec.±0.01%0.3%sec.±0.1to0.5%0.4%sec.±0.01%0.1%sec.0100020003000400050001001502000500Torque(Nm)Speed(rpm)Time(msec.)TorqueSpeedDTC无与伦比的速度控制1.9功率因数及其谐波抑制谐波标准:IEEE519，GB/T14549-93无电抗器时，谐波5次=80%，7次=70%，11次=34%DClinkRectifierV1V3V5V2V6V4CL+-U1V1W1M3~Ud控制电路板控制,监视和通讯L1L2L3InverterMotorMonitoringControlSupplyUlineUDCUout电压型变频器主回路图（已简化）

三相交流电源电压

变频器输入电压与电流波形

电机满载运行频率在20Hz时的不同载波频率下的输出电流波形频率20Hz，载波=8kHz时空载运行波形载波越高，负载越重，越有利于波形的改善，输出谐波含量也越少；开关频率过高，其开关损耗急剧增加，更高频率的高次谐波，其能量可传播很远的距离ACS800变频器50Hz空载ACS800变频器40Hz空载ACS550变频器50Hz空载ACS400变频器50Hz空载二、ABB变频器系列介绍1、ACS1000.12-2.2KW2、ACS1430.37-2.2KW3、ACS4002.2-37KW4、ACS5500.75-110KW5、ACS6002.2-3000KW6、ACS8001.1-2800KW7、ACS1000315-5000kW4.15KVACS100变频器用于0.12-2.2kW鼠笼式电机的的速度和转矩控制

电源：单相、三相200-240V±10%/48-63Hz，基波功率因数0.98输出：三相0-Usupply,0-300Hz控制接口：1个AI，1个12V/100mA电源，3个DI，1个故障报警继电器输出控制盘:ACS100-PAN过载能力:1.5In,1min/10min；1.25In,2min/10min开关频率:标准4kHz，低噪音8kHz，静音16kHzACS140变频器用于0.12-2.2kW鼠笼式电机的的速度和转矩控制

电源:单、三相200-240V/三相380-480V±10%/48-63Hz，基波功率因数0.98输出:三相0-Usupply,0-300Hz控制接口：2个AI，1个DO，1个12V/100mA电源，5个DI，2个继电器输出控制盘:ACS100-PAN，串行通讯口:Modbus协议过载能力:1.5In,1min/10min；1.25In,2min/10min开关频率:标准4kHz，低噪音8kHz，静音16kHzACS400变频器用于2.2-37kW鼠笼式电机的的速度和转矩控制

电源:三相380-480V±10%/48-63Hz，基波功率因数0.98输出:三相,0-Usupply,0-250Hz控制接口:2个AI，1个DO，1个12V/100mA电源，5个DI，2个继电器输出控制盘:ACS100-PAN或ACS-PAN-A，串行通讯口:Modbus协议过载能力:1.5In,1min/10min；1.25In,2min/10min开关频率:标准4kHz，低噪音8kHz

ACS550变频器用于0.75kW-355KW低压交流传动

电源:三相380-480V，+10%/-15%，自动识别输入电压，48-63Hz,功率因素0.98输出:三相,0-Usupply,0-500Hz控制接口：2个AI，2个AO，1个24V/250mA电源，6个DI，3个继电器输出中文控制盘:ACS-CP-D，基本型控制盘ACS-CP-C过载能力一般使用：1.1*I2n每十分钟允许一分钟，重载应用1.5*T2hd,每十分钟允许一分钟，最大过载1.8*I2hd,每60秒允许2秒钟开关频率:1KHz,4KHz,8KHz运行特性、应用宏、保护特性、监控功能表ACS600SingleDrive变频器用于2.2-3000kW鼠笼式电机的速度和转矩控制

电源:三相400V/500V/690V±10%/48-63Hz输出:三相0-Usupply,0-300Hz控制接口(可编程):3个AI,2个AO,6个DI,3个继电器输出内部电源：2个24DVDC/100mA，1个24VDC/250mA控制盘:CDP312，串行通讯口:Modbus协议过载能力:Ihdmax=1.5In,1min/5min；Inmax=1.1In,1min/10min

开关频率:无固定ACS800变频器用于1.1-2800kW鼠笼式电机的的速度和转矩控制

电源:三相380-415V±10%，380-500V±10%/660/690/±10%/48-63Hz，基波功率因数0.98输出:三相,0-U供电，0-300Hz控制接口：3个AI，2个AO，6个DI加一个固定数字输入，3个继电器输出口控制盘:CDP312R内部电源：10V/10mA,24V/100mA,24V/250mA过载能力一般使用：1.1*I2n每十分钟允许一分钟，重载应用1.5*T2hd,每十分钟允许一分钟，最大过载1.8*I2hd,每60秒允许2秒钟开关频率:无固定ACS1000高压变频器用于315-5000kW电机的速度和转矩控制ACS600Powerlossride-through电网掉电保护Fastresponsetomainssideinterruptions

快速响应主电路中断Controlledoperationduringpowerloss

电源丢电期间，控制依旧运行UDC =DCvoltageUMIN =DCvoltageminimumlimitfOUT =outputfrequencyTM =motortorque0510152025TMfOUTUMINUDCTime(sec.)三、变频器使用、维护与保养3.1)使用环境A）温度：–10-40ºCB）湿度：90%C）无腐蚀性气体、尘埃3.2)接线A）主回路B）控制回路C）接地D)耐压试验3.3)其他事项1)表计2)断电维修等候3)输出电缆长度四、应用举例1)按负载类型选变频器

2）变频电机恒转矩负载的转矩特性（1）反抗性恒转矩负载

负载转矩由摩擦力产生，其特点：大小恒定（与n无关）；作用方向与运动方向相反。nTeq0TF-TFTeq电动机轴Tn上下结束（2）位能性恒转矩负载负载转矩由重力产生，其特点：绝对值大小恒定；作用方向与n无关，不变。nfTf0TLTf电动机轴Tn提升时：nf>0,Tf>0阻转矩下放时：nf<0,Tf>0拖动转矩上下结束风机泵类负载转矩特性负载转矩与转速成平方关系Tf=knf2。nTeq0上下结束恒功率负载转矩特性负载转矩与转速成反比关系Tf=K/nfnTeq0负载功率P与n无关，称恒功率负载。下上结束P=TfΩ

f=Tf

2nf/60=K2/60

实际的负载可能是以上某种典型为主或某几种组合，分析电力拖动系统时，负载转矩特性都作为已知量对待。电厂应用宁波北仑发电厂1、灰浆泵200KW北仑发电厂2、供油泵132KW北仑发电厂9