变频器基本原理.ppt

1、变频器基本原理,一.什么叫变频器？ 即变频调速器，就是利用改变电源固有频率和电压的方法 来改变三相交流电机的转速和转矩的一种电子设备。 二.变频器的基本原理: 1.VVVF调速,即Variable Voltage Variable Frequency-变压变 频调速方式。 2.矢量控制,利用直流电动机的转矩产生机理,将异步机的定子电 流在理论上分为两部分：产生磁场的电流分量（磁场电流）和产 生转矩的电流分量（转矩电流），分别进行控制，同时将二者合 成后的定子电流供给电动机。分为磁通矢量，电压矢量，转矩矢 量控制等。,变频器基本原理,三.变频器的基本运行规律： 基频以下,电动机恒转矩运行 基频以

2、上,电动机恒功率运行 四.变频器的基本电路框图 MOVITRAC31C变频器采用SPWM(正弦波脉宽调制)控制技术.主回路 输入三相交流电后，由三相全波桥式整流，再经电容滤波后得到 500V左右的直流电压，最后由PWM控制技术控制的大功率模块逆 变成近似交流正弦波，供给三相交流电机工作。,变频器基本原理,五.变频器的四象限运行 1.一象限运行就是电机驱动负载运行,负载不能反过来驱动电动 机,也就是,转矩永远在一个方向上-电动机驱动负载,能量从变 频器传到负载上. 例如: 泵,搅拌机,输送机等. 2.四象限运行就是负载能够反过来驱动电动机.典型的例子就是 升降机应用,重物下放过程中,负载反过来驱

3、动电动机,此时的电 动机阻止负载的下放.在这个过程中,能量从负载反馈回电动机, 电动机提供了阻止负载下放的反力矩. 一般来说,变频器配合制动电机通常认为是四象限运行. SEW变频器内置制动单元,配合合适的制动电阻即可完成四象限 驱动.,变频器基本原理,六.制动电阻的选择 1.平面驱动 平均制动功率:PB=0.5*ML*V2*/tB*1000(KW) ML =负载质量（kg） V =速度（m/s） t =制动时间（s） =9496% R/F/K =5093% S 最大制动功率是平均值的两倍,变频器基本原理,六.制动电阻的选择 2.升降机驱动 制动功率:PB=9.81*ML*V*K/1000(KW

4、) ML =负载质量(kg) V =速度(m/s) K 取1.5至2 =9496% R/F/K =5093% S,变频器基本原理,七.相对于不同负载转矩特性的电机的选择 1.恒转矩负载 例如:提升机,皮带输送机,链式输送机.这种形式的应用如果 在25HZ以下运行,电机功率要选大一等级或加强冷风扇. 2.转矩随速度上升负载 例如:风机/水泵等.这类负载在低速下低转矩,如果不再10HZ 以下连续运行,不需要选择大一号电机. 3.转矩在启动时高,但高速时转矩降低 例如:正排量泵 在这种情况下,电机和变频器必须能输出所需的启动转矩. (变频器只提供不大于150%的电机额定转矩),变频器基本原理,八.一

5、台变频器驱动多台电动机运行 在这种情形,变频器的额定电流至少应等于多台电动机在所需功 率输出时的运行电流的总和. 变频器的参数设定和过载保护都是对所有变频器的整体来说的, 所以最好使用相同功率等级的变频器,并对每台电机采取保护. 并且,一台变频器驱动多台电机时,不能保证同步运行,对单个电 机加载时,速度回由于滑差作用而下降.空载运行和额定载荷下 运行速度会有大约40-100rpm的差别(功率0.55-15KW时),变频器驱动选型需要用户提供的参数,驱动需要的功率 应用场合:升降机,泵,风扇等.这可以帮助判断应用的转矩 特性,以决定电机功率 用户要求的调速范围: 如果调速范围大于5:1,需要确认

6、用 户是在低速下连续工作或只是一个过渡过程,变频器开发历史,MOVITRAC31C变频器特性,1.特点: 输入电压范围宽:三相380V-500V+/-10% 优势: a)应用面广 b)比400VAC型有更高的抗浪涌冲击能力 2.特点: 小直流环节(无电解电容器) 优势: a)系统扰动小 b)延长使用寿命 3.特点: 输入电流小于输出电流:I1=75-87%I2 优势: a)由于减少了谐波分量而降低了系统干扰 b)降低了电源线和电源变压器的载荷 4.特点: 直流环节无充电电路 优势: a)任意次起停操作 b)通电后启动时间更短 c)断电剩余电荷消失时间短 d)无损耗,免维护 5.特点: 直流环节

7、采用金属膜电容 优势: a)使用寿命长 b)过电压自恢复 6.特点: 制动斩波器内置 优势: a)100%连续工作制 b)变频器安装更简便,7.特点: 准确的制动计时控制 优势: 制动动作控制更准确,对于升降机应用控制更方便,更安全 8.特点: 承受环境温度更高:+45摄氏度 优势: 比40摄氏度标准变频器输出功率高出6-8% 9.特点: 125%额定电流连续工作(无过载模式) 优势: 变频器可以在高一功率等级下使用(驱动风机,泵类) 10.特点: 变频器输出端电机可以根据需要进行切换 优势: a)便于驱动多个电机 b)对于单个电机可以用接触器切换 11.特点: 过载情况下PWM频率自动降低 优势: 避免过载保护 12.特点: 单独的24VDC输入 优势: 无动力电情况下完成参数设定,错误诊断等工作,MOVITRAC31C变频器特性,13.特点: 电机电缆长 优势: a)方便系统设计 b)方便驱动多个电机 14.特点: 可以驱动继电器的二进制输出(150mA/短路保护) 优势: a)减少机械组件,工作寿命延