变频器的基础知识及典型控制线路.ppt

1、1,变频调速控制 主讲：张鸣 2011年1月,2,电机的旋转速度为什么能够自由地改变,n = 60f/p （n异步电动机的转速； f异步电动机的频率； s电动机转差率；p电动机极对数。） r/min，电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，也可表示为rpm. 由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值（为2的倍数，例如极数为2，4，6），所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度。频率能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。改变频率和电压是最优的电机控制方法。如果仅改变频率而

2、不改变电压，频率降低时会使电机出于过电压（过励磁），导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时，电压却不可以继续增加，最高只能是等于电机的额定电压。,3,变频器的定义,变频器是将工频电源转换成任意频率、任意电压交流电源的一种电气设备，变频器的使用主要是调整电机的功率、实现电机的变速运行。变频器的组成主要包括控制电路和主电路两个部分，其中主电路还包括整流器和逆变器等部件。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。,4,变频器的工作原理,变频器的工作原理是通过控制电路来控制主电路，主

3、电路中的整流器将交流电转变为直流电，直流中间电路将直流电进行平滑滤波，逆变器最后将直流电再转换为所需频率和电压的交流电，部分变频器还会在电路内加入CPU等部件，来进行必要的转矩运算。 我们知道，交流电动机的同步转速表达式位：n60 f(1s)/p （n异步电动机的转速； f异步电动机的频率； s电动机转差率；p电动机极对数。） 由式(1)可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在050Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。,5,变频器的诞生,变频器的诞生源于交流电机对无

4、级调速的需求，随着晶闸管、静电感应晶体管、耐高压绝缘栅双极型晶闸管等部件的出现，电气技术有了日新月异的变化，变频器调速技术也随之发展，特别脉宽调制变压变频调速技术更是让变频器登上了新的台阶。,6,变频器的特点,变频器的工频电源一般是50Hz或60Hz，无论是在家用领域或生产领域，工频电源的频率和电压都是恒定不变的。以工频电源工作的电机在调速时可能会造成功率的下降，而通过变频器的调整，电机在调速时就可以减少功率损失。,7,变频器的类型,变频器的种类繁多，按照变频器的用途不同可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等；按照变频器工作原理分类可分为V/f控制变频器、转

5、差频率控制变频器和矢量控制变频器等。,8,变频器的控制方式,低压通用变频输出电压为380650V，输出功率为0.75400kW，工作频率为0400Hz，它的主电路都采用交直交电路。其控制方式经历了以下几代。 1、U/f=C的正弦脉宽调制（SPWM）控制方式； 2、电压空间矢量（SVPWM）控制方式； 3、矢量控制（VC）方式； 4、直接转矩控制（DTC）方式； 5、矩阵式交交控制方式。 注： PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulati

6、on(脉冲幅度调制)缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。 学习,9,变频器典型控制线路,M,变 频 器,U,V,W,R S T,COM,FWD,RED,电源,电位器1/2W 1K,10,变频器必须调节的基本参数,1、运行模式的选择 2、上、下限频率 3、加减速时间 4、电机的过热保护,11,变频器的出错对策,变频器发生异常时保护功能会动作，并报警停止，PU的显示部会出现报警代码。 1、变频器的异常显示大致有以下几种： （1）错误信息。显示操作面板或参数单元的操作错误的信息。变频器不切断输出。 （2）报警。操作面板显示有关故障信息时，虽然变频器并未切断输出

7、，但如不采取处理措施，便可能会引发重故障。 （3）轻故障。变频器并不切断输出。 （4）重故障。保护功能动作，切断变频器输出，输出异常信号。,12,变频器的出错对策（续）,2、保护功能的复位方法 （1）通过操作面板，按 （2）暂时关闭电源（OFF），等操作面板的显示消失之后再重新接通电源。 （3）接通复位信号（RST）0.1S以上。,STOP,RESET,键，复变频器。,13,变频器的维护,变频器是以半导体元件为中心而构成的静止机器。为防止由于温度、潮湿、灰尘、污垢和振动等使用环境的影响、使用零件的老化及使用寿命等原因造成故障，必须进行日常检查。 警告 断开电源后不久，平滑电容器上仍有残余高压电，因此在对变频器进行内部检查时，请在断电后10分后并确认主电路+和-间的电压在DC30V以下时才能进行。,14,变频器的维护（续）,日常维护（一般来说在运行过程中检查） 1、电机是否按设定正常运行。 2、安装环境是否异常。 3、冷却系统是否正常。 4、是否有异常振动或响声。 5、是否出现异常过热或变色。,15,变频器的维护（续）,定期检查（一般来说是在停机才能检查到的地方，周期为12年） 1、冷却系统是否正常清扫风叶、空气过滤器。