变频器概述PPT课件

1、.,1,变频调速技术概述 A Review of inverter,刘美俊,.,2,随着电力电子技术、计算机技术，自动控制技术的迅速发展，交流调速取代直流调速已成为现代电气传动的主要发展方向之一，而异步电动机交流变频调速技术是当今节电，改善工艺流程以提高产品质量和改善环境，推动技术进步的一种主要手段，它以其优越的调速和起制动性能、高效率、高功率因数和显著的节电效果而广泛应用于风机、水泵等的大、中型笼型感应电动机，它被公认为最有发展前途的调速方式。,.,3,变频调速的控制原理,变频调速的主要元器件是变频器，异步电动机调速传动时，变频器根据电动机的特性对供电电压、电流、频率进行适当的控制，不同的控

2、制方式所得到的调速性能、特性以及用途是不同的，按系统调速规律来分，变频调速主要有恒压频比（v/f）控制，转差频率控制，矢量控制和直接转矩控制四种结构形式。,.,4, V/F恒定控制 V/F恒定控制是在控制电动机的电源变化的同时控制变频器的输出电压，并使二者之比V/F恒定。从而使电动机的磁通基本保持恒定。它主要应用于范围要要求不高的场合。如风机、水泵的节能调速，它的突出优点是可以进行电机的开环速度控制。,.,5, 转差频率控制 当气隙磁通不变时，异步电动机的转矩近似和转差频率成正比，因此，在恒磁通的条件下，通过控制转差频率，就可以实现转矩控制的目的，这就是转差频率控制的基本思想。转差频率控制的P

3、WM变频调速系统原理图如下图所示，,.,6,转差频率控制的PWM变频调速系统原理图,.,7, 矢量控制 根据异步电动机的动态数学方程式，它具有和直流电动机的动态方程式相同的形式，因而如果选择合适的控制策略，异步电动机应能得到和直流电动相类似的控制性能，这就是矢量控制。,.,8,.直接磁场定向矢量控制原理图,.,9,矢量控制技术在变频调速中已获得广泛应用，但它需要对电机参数进行正确估算，如何提高参数的准确性是一直研究的课题。,.,10,.直接转矩控制 直接转矩控制技术是1985年由鲁尔大学Depenbrock教授提出的，它用空间矢量的分析方法，直接在定子坐标系下计算与控制交流电动机的转矩，采用定

4、子状态进行最佳控制，以获得转矩的高动态性能。它采用滞环比较控制电压矢量使得磁通，转矩跟踪给定值，响应迅速限制在一拍之内，且无超调，是一种高静动态性能的交流速方法,.,11,常见品牌简介,近年来，随着计算机技术、电力电子技术和控制技术的飞速发展，通用变频器在种类、性能和应用等方面都取得了很大提高，这些变频器已基本上能满足现代工业控制的需要，且用户的选择范围也非常大。目前，国内市场上流行的通用变频器多达几十种，如，欧美国家的品牌有西门子、ABB、Vacon、DANFOSS（丹佛斯）、Lenze（伦茨）、KEB（科比）、C.T.（统一）、欧陆、Moeller、Schneider（施耐德）、SIEI（

5、西威）等；日本产的品牌有富士、三菱、安川、三肯、日立、松下、东芝、明电、春日、东洋等；韩国生产的LG、三星、现代等；,.,12,常见品牌简介,港澳台地区的品牌有普传、台安、台达、东元、正频、宁茂、九德松益、爱德利等；国产的品牌有康沃、安邦信、惠丰、森兰、阿尔法、时代、格立特、海利、佳灵、富凌、英威腾等。欧美国家的产品以性能先进、适应环境性强而著称；日本产品则以外形小巧、功能多而闻名；港澳台地区的产品以符合国情、功能简单实用而流行；国产变频器则以大众化、功能简单、专用、价格低的优势而获得广泛应用。,.,13,1.德国西门子新型变频器 西门子公司推出两种新型号变频调速器G110和G150, 该型号

6、变频器作为西门子Sinamics家族的成员，其特点是单相输入，且能广泛应用于诸如水泵、风机等负载。西门子公司称这是目前最安静和最轻巧的机型。G110单相变频器的功率覆盖了0.123kW的范围，设计简单、低成本，目前作为西门子Micromaster 4系列变频器的补充部分，,.,14,G150比现有的Master Drive工程型变频器使用更简单,容量范围75800kW，这种变频器提供了西门子传动固有的PROFIBUS接口。据测试，在全功率运行下G150变频器产生72dB水平的噪音，从而不需安装隔音设施；西门子公司称，如果电力的主回路连接部分是安装在集中式低压系统的话，空间就能节省到原来的70左

7、右。,.,15,西门子MicroMaster440变频器,.,16,-MicroMaster440是全新一代可以广泛应用的多功能标准变频器。它采用高性能的矢量控制技术，提供低速高转矩输出和良好的动态特性，同时具备超强的过载能力，以满足广泛的应用场合。 主要特征： 200V-240V 10%，单相/三相，交流，0.12kW-45kW； 380V-480V10%，三相，交流，0.37kW-250kW； 矢量控制方式，可构成闭环矢量控制，闭环转矩控制； 高过载能力，内置制动单元；,.,17,保护功能,.,18,西门子MicroMaster430变频器,.,19,西门子MicroMaster430变频

8、器,- MicroMaster430是全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载专家。功率范围7.5kW至250kW。具有高度可靠性和灵活性。控制软件可以实现专用功能：多泵切换、手动/自动切换、旁路功能、断带及缺水检测、节能运行方式等。,.,20,主要特征： 380V-480V10%，三相，交流，7.5kW-250kW； 风机和泵类变转矩负载专用； 牢固的EMC（电磁兼容性）设计； 控制信号的快速响应；,西门子MicroMaster430变频器,.,21,控制功能,线性v/f控制，并带有增强电机动态响应和控制特性的磁通电流控制（FCC），多点 v/f控制； 内置PID控制器； 快速电流限制，防

9、止运行中不应有的跳闸； 具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程； 集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块；,.,22,过载能力为140额定负载电流，持续时间3秒和110额定负载电流，持续时间60秒; 过电压、欠电压保护； 变频器过温保护； 接地故障保护，短路保护； 。电动机过热保护；,保护功能,.,23,.,24,西门子MicroMaster420变频器,MicroMaster420是全新一代模块化设计的多功能标准变频器。它友好的用户界面，让你的安装、操作和控制象玩游戏一样灵活方便。全新的IGBT技术、强大的通讯能力、精确的控制性能、和高可靠性都让控制变成一种乐趣。,.,

10、25,主要特征 1 200V-240V 10%，单相/三相，交流，0.12kW-5.5kW； 2 380V-480V10%，三相，交流，0.37kW-11kW； 3 模块化结构设计，具有最多的灵活性； 4 标准参数访问结构，操作方便。,.,26,控制功能,线性V/F控制，平方V/F控制，可编程多点设定V/F控制； 最新的IGBT技术，数字微处理器控制； 集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块/Device-Net模板； 具有7个固定频率，4个跳转频率，可编程； 捕捉再起动功能；,.,27,保护功能,过载能力为150额定负载电流，持续时间60秒； 过电压、欠电压保护； 变频器

11、过温保护； 接地故障保护，短路保护； 电动机过热保护； 闭锁电机保护，防止失速保护。,.,28,.,29,西门子MicroMaster410变频器,MicroMaster410是全新一代紧凑型标准变频器。它小巧、灵活、安装简单、使用方便。适合用于食品和饮料工业，纺织工业，包装工业，还可用于对传动链的驱动。是小功率紧凑型应用的理想选择。,.,30,.,31,200V-240V 10%，单相，交流，0.12kW-0.75kW； 结构紧凑，采用自冷式散热器，无冷却风扇； 集成的RS485通讯接口； 丰富的模块化选件。,主要特征,.,32,控制功能,线性V/F控制，平方V/F控制，多点设定V/F控制；

12、 最新的IGBT技术，数字微处理器控制； 捕捉再起动功能； 在电源消失或故障时具有自动再起动功能； 灵活的斜坡函数发生器，带有起始段和结束段的平滑特性； 快速电流限制，防止运行中不应有的跳闸； 具有3个固定频率，1个跳转频率，且可编程；,.,33,过载能力为150额定负载电流，持续时间60秒； 过电压、欠电压保护； 变频器过温保护； 接地故障保护； 电动机过热保护； 防止失速。,保护功能,.,34,FR-F540系列变频器,.,35,FR-A540(L)变频器,.,36,1. 功率范围：0.4800KW （3相380V，FRA540（L）系列） 2. 采用先进磁通矢量控制方式，调速比可达1：1

13、20（0.5-60Hz） 3. 可拆卸式风扇和接线端子，维护方便。 4. 柔性PWM，实现更低噪音运行。 5. 内置RS485通信口，并可支持各种常用的现场。 6. PID等多种功能适合各种应用场合。,产品简介,.,37,FR-E520(S)系列变频器,.,38,产品简介,小型、高性能 FRE500 （FRPA0202简易型面板须另外购买） 1功率范围： 0.47.5KW （三相380V，FRE540系列） 0.47.5KW （三相220V，FRE520系列） 0.42.2KW （单相220V，FRE520S系列） 2 用磁通矢量控制，实现1Hz运行150%转矩输出。 3 ID，15段速度等功

14、能选择。 4 内置RS485通信口。 5 柔性PWM，实现更低噪音运行。 6 可选择FRPA0202简易型面板或FRPU04CH型LCD显示面板。,.,39,FR-F700系列变频器,.,40,FR-V540L系列变频器,.,41,产品简介,FRV500 矢量控制器 FRV540（L）系列矢量控制 1容量范围：1.5KW250KW（3相380V FRV540(L)） 2适合技术要求应用场合，例如：电梯、印刷机械/造纸机械（张力控制），卷绕机械，轧钢机械（速度/转矩协调控制）。 3控制方法：闭环矢量控制 4调速范围：1：1500 0-1500rpm速度范围内可以实现100%恒力矩输出。,.,42

15、,日立 L100系列变频器,.,43,VVVF通用型变频（0.2KW-7.5KW） 抗电磁干扰能力强 电网电压自动稳压，保持输出稳定 电流过载能力强：150%，60秒 内置PID功能 可预设16级多步速 载波频率0.5HZ-16HZ连续可调 加减速过程中可分段改变加减速时间,.,44,日立L300P系列变频器,.,45,风机水泵专用变频（11KW-132KW） 自动节能运行功能 瞬时停电重启动 电网电压自动稳压，保持输出稳定 操作面板标准内置可调电位器，面板可观测输入功率 智能输入/输出端子可分配多种功能 内置PID功能及3线运行功能,.,46,日立 SJ100系列变频器,.,47,矢量型变频

16、（0.2KW-7.5KW） 结构紧凑，体积小 ISPM专利技术，集成了驱动电机的功率器件和控制电路元件 抗电磁干扰能力强 速度调节旋钮标准内置 电机参数自整定，具有两套电机参数 200%起动力矩 电网电压自动稳压，保持输出稳定 瞬时失电重起动,.,48,日立 SJ300系列变频器,.,49,高性能矢量型变频（0.75KW-132KW） 32位日立SuperH（SH4）微处理器 0.5HZ时200%起动转矩 0HZ时150%停止维持转矩（小1级电机） 模糊运行自动设定最佳加减速时间 具有专利技术的无速度传感器矢量控制 2台电机同时无速度传感器矢量控制运行 电机常数在/离线自整定 “实时，滞时补偿

17、”实现低速平滑运行,.,50,松下电工VF0系列变频器,.,51,为了满足各类机器小型化的需要，实现了同类产品中最小型化的目标 0.2KW和0.4KW型，宽78mm高110mm，体积仅松下公司过去产品的40%50% 可与PLC直接调节频率、直接接收PLC的PWM信号并可控制电动机频率 采用了新设计的调频电位器，用操作盘就可容易地操作正转/反转 内装8段速控制制动功能（0.2KW无制动功能），再试功能等,.,52,松下电器 M1X系列变频器,.,53,ABB变频器ACS100系列,.,54,ACS100具有体积小,重量轻,安装和使用方便等特点其调速性能稳定过载能力强,低速力矩大使用效果非常明显能

18、够减少对电机和机械系统的冲击,可以根据生产过程的需要平滑调节电机速度.,.,55,ABB变频器ACS400系列,.,56,ACS400变频器在2.2-37KW的功率范围内：节约能源，控制准确,安全可靠,铸铝件和塑料件的使用,保证了足够的加工精度, ACS400预置了九种应用宏.主电源：230500V50/60HZ 控制电源：115230V.在励磁部分中采用了最新的IGBT控制技术，不再需要磁场电压匹配变压器，由于磁场部分采用了三相进线供电方式， 且直接取自为电枢供电的三相电源，因而DCS 400不再需要单独的磁场电源进线，DCS 400的典型调试时间为15分钟。,.,57,三垦变频器SHF/S

19、PF系列,.,58,三垦最新迷你型变频器 （EF、ES、ET系列）,.,59,Samco-e系列迷你型的特点, 外形小型化设计，安装方便。 标准配备调节频率用电位器，操作简便。 可方便地将操作面板引出。 具有6路外部输入多功能控制端子。 含V/f分离功能，适用于特殊的应用场合。 全系列均含制动单元（制动电阻为选购件）。 具有过电流、过载、欠压、过压、输入及输出缺相、散热器过热等多种保护功能。,.,60,东芝VF-S9变频器,.,61,产品规格,F-S9 单相 200V 0.2kW - 2.2kW 三相 200V 0.2kW - 15kW 三相 400V 0.75kW - 15kW,.,62,可

20、确保起动转矩在150% 以上。 此外，自动控制功能可实现在不需要电机转动的情况下自动设定电机常数。 具有相对于小型变频器的大空间的容量范围 提供的容量范围在0.2 - 15kW之间。 大范围的输入电源电压对应。 单相机种可对应到240V，三相400V机种可对应到500V。,.,63,输入输出缺相 即使是在电源电压降低的情况下也可正常运行。 以瞬时停电再起动功能，瞬间停电不停功能能确保正常运行,.,64,东芝VF-A7变频器,.,65,产品规格,内设防干扰信号滤波器 200V 0.4 - 7.5kW / 400V 0.75 - 15kW 从新型的无传感器矢量控制得到高精度控制、高转矩输出 灵活多

21、变的可扩展性 自动设定功能使设定更加简单 容量范围 200V 0.4 - 90kW、400V 0.75 - 280kW,.,66,产品优点,变频器本身可解决对外干扰的问题 干扰波大幅度降低 在200V系列的0.4 - 7.5kW、400V系列的0.75 - 15kW机种中内设了防干扰滤波器、使得从变频器流出的干扰波大幅度降低。 与外接防干扰滤波器比较可节省空间70% - 86% 。同时，也节省了为此而进行的接线工序。,.,67,负载下的高速运行提高了操作效率，此功能特别适用于对电梯的控制。 利用传感器矢量控制方法可以实现对转矩、速度以及定位的更加精确控制。 滑差控制功能可确保最佳的负载效果。

22、远程变化量设定机能可实现对生产线速度的微调整。,.,68,LG IG5 变频器,.,69,一般特性,- 功率/电压等级： 0.371.5kW,200-230VAC,1相 0.374.0kW,200-230VAC,3相 0.374.0kW,380-460VAC,3相 - 防护等级：IP00IP20 - 变频器类型：采用IGBT的PWM控制 - 控制方式：V/F空间矢量PWM技术 - 内置：RS-485 - 内置：PID控制 - 远程控制盘(可读写参数),.,70,.,71,.,72,台达F系列-风机水泵专用型交流马达驱动器,.,73,台达F系列-风机水泵专用型交流马达驱动器;具有节能效果好、供电

23、范围宽、内置PID、多台水泵控制、睡眠/自动唤醒、被控量可设定、控制精度高等功能特点。 可广泛应用于恒压供水、空调、风机、锅炉、水处理、城市建设等自动化控制领域。,.,74,主要功能及特点,任意V/F, 恒转矩/变转矩控制; 内置PID及RS485通讯控制功能, 支持Modbus协议; 压力,流量,温度等被控物理量的设定与显示功能; 定量循环, 定时循环（轮泵）功能; 可控制四台泵; 工频/变频自动切换; 逻辑控制功能最多可控制7台电机; 睡眠及自动唤醒功能; 二路模拟量输出(0-10Vdc/4-20mA信号); 15段速及自动程序运转; 节能运转;,.,75,安川 Varispeed G7变

24、频器,.,76,容量范围,200V级 0.4-110KW(1.2-160KVA) 400V级 0.4-300KW(1.4-460KVA) 应用 应用于一般产业的机械：纸张加工机械、风机水泵、输送搬运、金属机床。应用于民用机械：公共设备、医疗器械、食品加工机、生活环境设备。,.,77,台安 N2系列 - 泛用型交流变频器,.,78,东元 7200MA系列 变频器,.,79,标准内含PID、简易PLC、计时功能及脉波输出，可适用不同之应用。 类比输出介面2组，可分别设定11种不同类比输出信号。 具有运转时间累积及智慧型异常履历机能，易于系统之维护管理。 具有双额定（定转矩及递减转矩负载）过载保护功

25、能及自动省能源机能。 高起动转矩，有全域全自动转矩提升及自动滑差补正机能。,.,80,富士电机变频器系列 一般工业用G11S系列变频器,.,81,特点,规格：3相电压：380V功率：0.2到400KW 频率：0 到 400HZ 1. 动态转矩矢量控制。 2. 0.5HZ 输出 200% 高起动转矩。 3. 具有在线自整定功能。 4. 自带RS-485通讯卡,可接各种现场总线。 5. 丰富的保护功能与维护功能。,.,82,富士电机变频器系列 风机泵类专用P11S系列变频器,.,83,特 点,规格：3相电压：380V功率：7.5到500KW 频率：0 到 120HZ 1. 标准带有自动节能模式。

26、2. 标准带有 PID 控制功能。 3. 标准带有变频商用电切换顺序。 4. 无冲击瞬停起动功能。 5. 自带RS-485通讯卡，可接各种现场总线。,.,84,富士电机变频器系列 电梯专用G11-UD系列变频器,.,85,特点,规格：3相电压：380V功率：3.7到55KW 零速度转矩 150% 1. 根据 PG 的反馈信号进行矢量控制。 2. 对 PG 反馈信号进行指定分频，由开路集电极输出。 3. 依靠数字AVR ，实现极低速时也能平稳运行。 4. 可实现零速运行。 5. 由于可设定速度指令一致的定时器，既使外部继电器的延迟时间有离散性，对速度指令也没有影响。 6. 停电时可以通过蓄电池进

27、行运行。,.,86,富士电机变频器系列 高性能矢量控制型变频器VG7-UD系列变频器,.,87,特 点,规格：3相电压：380V功率：3.7到400KW 转矩 200%(10秒钟) 1. 控制方式:矢量控制、无传感器矢量控制、V/F控制,并能对同步电动机实现矢量控制和多驱动功能。 2. 配有用专用电动机进行矢量控制时速度控制精度达0.5/10000。 3. 丰富的内藏功能；具有量佳控制各种电动机的自整定功能；内 藏抑制负载振动的观测器功能和适应负载的控制功能； 4. 适用于立体行车库、起重机、卷绕机及拉丝机生产线。,.,88,富士电机变频器系列强功能、小型化、矢量控制E11S系列变频器,.,8

28、9,特 点,单相200V系列0.1KW-2.2KW 三相380V系列0.4KW-7.5KW 1. 大起动转矩 0.5HZ 达 200%。 2. 内接制动电阻。 3. 在线自整定及 PID 功能和自动节能功能。 4. 丰富的保护及维护功率。,.,90,富士电机变频器系列 紧凑型通用变频MINI系列变频器,.,91,特 点,规格：电压三相380V、功率0.4KW3.7KW 电压单相220V、功率0.1KW2.2KW最大 400HZ 输出 特点： 1. 150% 启动转矩。 2. 标准配有自动节能和 PID 功能。 3. 多种频率设定方法，面板自带设定旋钮。 4. 统一高度120mm，可横相无缝安装

29、。 5. 全部机型内置浪涌电流抑制电路。,.,92,变频调速技术的应用,目前，变频调速技术的应用范围已发展到新的阶段，石油、石化、机械、冶金等行业都经历了单系统试用，大量使用和整套装置系统使用三个发展阶段，需要指出的是，变频交流调速最适宜的应用负载为减转矩特性负载，此类负载的转矩与转速的平方成正比风机泵类就属于这类负载，实践证明，这类负载采用交流变频调速技术，节能效果十分显著。,.,93,对于随着电动机转速的下降反而要求电动机输出转矩增加的恒功率负载，虽然容易满足无级调速的要求，但却不能满足低转速时输出大转矩的要求。如车床的主轴运动，低速时往往进刀较深，切削量大，此时要求提供大转矩，而在高速时，进刀量较浅，切削量小，此时，可提供较小转矩，对于这类负载，采用变频器一定要慎重，总之，对于不同的负载，我们应选择不同的控制方式和变频器容量。 在应用变频器时，除选择合适的容量，确定合理的控制方式外，还应选择好变频器的运行方式和外用设备，由于各种控制对象和负载以及调速系统要求的响应速度，精度不一样。,.,94,要求采用变频器的外围设备及运行方式是不同。通常，变频器有多种运行方式，但常用的主要有正反转运行，并联运行，自动运行，同步运行，以及带制动器机电运行等方式。当使用变频器作为电动机的电源时时，有些变频器具有控制电机