變頻器原理及操作方法課件

編制人：朱永平審核人：張振強(qiáng)

變頻器原理、操作方法、注意事項青島煉化常減壓單元2014.01.02變頻器原理、操作方法、注意事項青島煉化常減壓單元2014.02014.01.02青島煉化常減壓單元

一、變頻器概述二、變頻器的工作原理三、變頻器的保護(hù)功能四、焦化鼓引風(fēng)機(jī)變頻器

2014.01.02青島煉化332014.01.02一、變頻器概述

三相交流異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、堅固、運(yùn)行可靠、價格低廉，在冶金、建材、礦山、化工等重工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用。用可調(diào)速的交流電機(jī)可以降低成本，提高運(yùn)行的可靠性。而且在恒轉(zhuǎn)矩條件下，能降低軸上的輸出功率，既提高了電機(jī)效率，又可獲得節(jié)能效果。青島煉化常減壓單元332014.01.02一、變頻器概述青島煉化442022/12/16異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的種類很多，但是效率很高、性能最好、應(yīng)用最廣的是變頻調(diào)速，變頻調(diào)速是以變頻器向交流電機(jī)供電，并構(gòu)成開環(huán)或閉環(huán)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對交流電機(jī)的寬范圍內(nèi)無級調(diào)速。變頻器可把固定電壓、固定頻率的交流電變換為可調(diào)電壓、可調(diào)頻率的交流電。一、變頻器概述青島煉化常減壓單元442022/12/11異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的種類552022/12/16二、變頻器的工作原理（1）變頻器的工作原理：變頻器的工作原理是將頻率固定(通常為工頻50HZ)的交流點(diǎn)(三相的或單相的)交換成頻率連續(xù)可調(diào)的三相交流電源。如下圖2.1所示，變頻器的輸入端(R,S,T)接至頻率固定的三相交流電源，輸出端(U,V,W)輸出的是頻率在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的三相交流電，接至電機(jī)。青島煉化常減壓單元552022/12/11二、變頻器的工作原理（1）變頻器的662022/12/16VVVF(VariationVoltageVariationFrequency)頻率可變、電壓可變。青島煉化常減壓單元662022/12/11青島煉化772022/12/16（2）變頻器主要功能：2.1、軟啟動電動機(jī)2.2、調(diào)頻調(diào)壓調(diào)電流2.3、空（輕）載時能在維持轉(zhuǎn)速的時候減少電流（節(jié)能）變頻器用在啟動頻繁的電動機(jī)上，節(jié)能效果明顯！青島煉化常減壓單元772022/12/11（2）變頻器主要功能：青島煉化882022/12/16（3）變頻調(diào)速的構(gòu)成：要實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速，必須有頻率可調(diào)的交流電源，但電力系統(tǒng)卻只能提供固定頻率的交流電源，因此需要一套變頻裝置來完成變頻的任務(wù)。一個變頻調(diào)速系統(tǒng)主要由變頻裝置、交流電動機(jī)和控制電路3大部分組成.青島煉化常減壓單元882022/12/11（3）變頻調(diào)速的構(gòu)成：青島煉化992022/12/16

變頻裝置的輸入是三相式單相恒頻、恒壓電源，輸出則是頻率和電壓均可調(diào)的三相交流電。青島煉化常減壓單元992022/12/11

變頻裝置的輸入是三相式10102022/12/16（1）.過電流保護(hù)功能：1.1過電流的原因：外部故障引起的過電流，如電動機(jī)堵轉(zhuǎn)、變頻器輸出側(cè)短路等；運(yùn)行過電流，如加速或減速時間過短引起的過電流等；變頻器自身故障引起的過電流。三、變頻器的保護(hù)功能青島煉化常減壓單元10102022/12/11（1）.過電流保護(hù)功能：三、變11112022/12/16（2）.過載保護(hù)功能：過載保護(hù)功能是保護(hù)電動機(jī)過載的。對電動機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)的目的，是使電動機(jī)不因過熱而燒壞。因此，進(jìn)行保護(hù)的主要依據(jù)便是電動機(jī)的溫升不應(yīng)超過其額定值。（3）溫升與頻率的關(guān)系：電動機(jī)在低頻運(yùn)行時，如沒有外部強(qiáng)迫通風(fēng)，散熱情況將變差。青島煉化常減壓單元11112022/12/11（2）.過載保護(hù)功能：青島煉化12122022/12/16（4）.電壓保護(hù)功能：4.1過電壓的原因和保護(hù)降速過電壓。即降速過快引起的過電壓，變頻器將首先進(jìn)行自處理，如自處理后電壓仍偏高，則跳閘。青島煉化常減壓單元12122022/12/11（4）.電壓保護(hù)功能：青島煉化13132022/12/164.2欠電壓的原因及保護(hù):發(fā)生欠電壓的原因大致有以下幾種情況：電源電壓過低或缺相；變頻器的整流橋損壞；變頻器整流后的限流電阻未切除電路。這是由于和限流電阻并聯(lián)的晶閘管或繼電器發(fā)生故障所致。對于電源欠電壓，如運(yùn)行頻率低于50Hz，變頻器可在一定范圍內(nèi)通過“自動電壓調(diào)整”功能調(diào)整其輸出電壓。對于其他幾種情況，變頻器必須跳閘，進(jìn)行保護(hù)。青島煉化常減壓單元13132022/12/114.2欠電壓的原因及保護(hù):青14142022/12/16（5）.軟件的自檢保護(hù)：由于變頻器軟件系統(tǒng)的運(yùn)算錯誤有可能導(dǎo)致十分嚴(yán)重的后果，因此變頻器對自身的軟件具有完善的自檢系統(tǒng)，一旦軟件運(yùn)算出錯，將立即跳閘。青島煉化常減壓單元14142022/12/11（5）.軟件的自檢保護(hù)：青島煉化15152022/12/16四、焦化鼓引風(fēng)機(jī)變頻器焦化裝置所用鼓引風(fēng)機(jī)電機(jī)參數(shù)：鼓風(fēng)機(jī)：型號YA315M-6W；功率90KW;額定電壓380V;轉(zhuǎn)速990轉(zhuǎn)/分引風(fēng)機(jī)：型號YA315L-6W；功率110KW;額定電壓380V;轉(zhuǎn)速990轉(zhuǎn)/分青島煉化常減壓單元15152022/12/11四、焦化鼓引風(fēng)機(jī)變頻器焦化裝置16162022/12/16（1）焦化裝置鼓引風(fēng)機(jī)變頻器操作方法：工頻：將現(xiàn)場操作柱開關(guān)調(diào)至手動、起動位置，按起動按鈕，電機(jī)工頻運(yùn)行。變頻：將現(xiàn)場操作柱開關(guān)調(diào)至變頻、起動位置，內(nèi)操起動，控制變頻器，調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。電機(jī)的工頻/變頻運(yùn)行不能直接切換，如需切換，先將電動機(jī)停機(jī)，將現(xiàn)場操作柱下側(cè)開關(guān)調(diào)至停止位置，將現(xiàn)場操作柱開關(guān)調(diào)至需要的運(yùn)行方式后按以上操作方法起動電機(jī)。青島煉化常減壓單元16162022/12/11（1）焦化裝置鼓引風(fēng)機(jī)變頻器操作17172022/12/16（2）電動機(jī)動作跳閘需重新起動時：先將操作柱開關(guān)調(diào)至停止位置，待電氣人員檢查變頻器故障并將變頻器故障信號復(fù)位后，將現(xiàn)場操作柱開關(guān)調(diào)至需要的起動方式，延時至少10秒后方可按正確方式起動電動機(jī)。

青島煉化常減壓單元17172022/12/11（2）電動機(jī)動作跳閘需重新起18182022/12/16注意事項：當(dāng)電動機(jī)運(yùn)行方式需要切換時，電機(jī)停機(jī)后需等待至少10秒后才能再次起動電動機(jī)。電機(jī)變頻運(yùn)行時應(yīng)控制好電機(jī)頻率上升下降的速度。上升下降速度過快都可以導(dǎo)致變頻器保護(hù)動作跳閘。青島煉化常減壓單元18182022/12/11注意事項：青島煉化19192022/12/16（3）變頻器常發(fā)故障原因分析:3.1變頻器在減速時為什么容易跳閘：3.1.1.電動機(jī)從較高轉(zhuǎn)速降至較低轉(zhuǎn)速的過程稱為減速過程，在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，是通過降低變頻器的輸出頻率來實(shí)現(xiàn)減速的。假設(shè)某4極電動機(jī)，減速前在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為1440r/min。青島煉化常減壓單元19192022/12/11（3）變頻器常發(fā)故障原因分析:青20202022/12/16

當(dāng)將頻率下降為45Hz，當(dāng)頻率剛下降的瞬間，

同步轉(zhuǎn)速立即下降為1350r/min，但由于慣性的原因，電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速卻仍為1440r/min。于是，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過了同步轉(zhuǎn)速，電動機(jī)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)；由于所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的方向相反，能夠促使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速地降下來，故也稱為再生制動狀態(tài)。青島煉化常減壓單元20202022/12/11當(dāng)將頻率下降為45Hz，21212022/12/163.1.2.泵升電壓。電動機(jī)在再生制動狀態(tài)發(fā)出的電能，將通過和逆變管反并聯(lián)的二極管全波整流后反饋到變頻器直流電路，使直流電路的電壓升高，稱為泵升電壓。青島煉化常減壓單元21212022/12/113.1.2.泵升電壓。電動機(jī)在22222022/12/163.1.3.過電壓跳閘的原因。如果減速時間預(yù)置得過短，頻率下降得過快，而拖動系統(tǒng)的慣性又較大，則電動機(jī)的轉(zhuǎn)速將跟不上同步轉(zhuǎn)速的下降，再生制動過程中產(chǎn)生的電流增大，直流電路中的泵升電壓也增大，當(dāng)直流電壓超過設(shè)定值時，為了保護(hù)電容器免于擊穿，變頻器將因過電壓而跳閘。3.1.4解決辦法：

將電動機(jī)減速的時間加長，調(diào)整時間大于5分鐘。青島煉化常減壓單元22222022/12/113.1.3.過電壓跳閘的原因23232022/12/163.2.電動機(jī)低頻時為什么容易停機(jī)。3.2.1電機(jī)運(yùn)行在低頻區(qū)域時，其性能不夠理想，主要表現(xiàn)在：轉(zhuǎn)矩??；輸出諧波含量較高，對變頻器干擾較大；電動機(jī)易發(fā)熱；電動機(jī)運(yùn)行噪聲加大；易造成電動機(jī)的抖動；儀表難于準(zhǔn)確測量其輸出電參量。由于上述各種現(xiàn)象，嚴(yán)重降低由變頻器構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速特性。

青島煉化常減壓單元23232022/12/113.2.電動機(jī)低頻時為什么容24242022/12/16所以當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速下降調(diào)整至20％時，電機(jī)轉(zhuǎn)速小于200轉(zhuǎn)/分，給定電流信號小于7MA，接近于給定的4-20MA電流信號的最低值，以上情況均可能導(dǎo)致變頻器保護(hù)跳閘。

3.2.2解決辦法：調(diào)整電動機(jī)轉(zhuǎn)速下限，設(shè)定為23％青島煉化常減壓單元24242022/12/11所以當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速下降調(diào)整至2525

請多提寶貴意見！2022/12/16青島煉化常減壓單元25252022/12/11青島煉化編制人：朱永平審核人：張振強(qiáng)

變頻器原理、操作方法、注意事項青島煉化常減壓單元2014.01.02變頻器原理、操作方法、注意事項青島煉化常減壓單元2014.02014.01.02青島煉化常減壓單元

一、變頻器概述二、變頻器的工作原理三、變頻器的保護(hù)功能四、焦化鼓引風(fēng)機(jī)變頻器

2014.01.02青島煉化28282014.01.02一、變頻器概述

三相交流異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、堅固、運(yùn)行可靠、價格低廉，在冶金、建材、礦山、化工等重工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用。用可調(diào)速的交流電機(jī)可以降低成本，提高運(yùn)行的可靠性。而且在恒轉(zhuǎn)矩條件下，能降低軸上的輸出功率，既提高了電機(jī)效率，又可獲得節(jié)能效果。青島煉化常減壓單元332014.01.02一、變頻器概述青島煉化29292022/12/16異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的種類很多，但是效率很高、性能最好、應(yīng)用最廣的是變頻調(diào)速，變頻調(diào)速是以變頻器向交流電機(jī)供電，并構(gòu)成開環(huán)或閉環(huán)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對交流電機(jī)的寬范圍內(nèi)無級調(diào)速。變頻器可把固定電壓、固定頻率的交流電變換為可調(diào)電壓、可調(diào)頻率的交流電。一、變頻器概述青島煉化常減壓單元442022/12/11異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的種類30302022/12/16二、變頻器的工作原理（1）變頻器的工作原理：變頻器的工作原理是將頻率固定(通常為工頻50HZ)的交流點(diǎn)(三相的或單相的)交換成頻率連續(xù)可調(diào)的三相交流電源。如下圖2.1所示，變頻器的輸入端(R,S,T)接至頻率固定的三相交流電源，輸出端(U,V,W)輸出的是頻率在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的三相交流電，接至電機(jī)。青島煉化常減壓單元552022/12/11二、變頻器的工作原理（1）變頻器的31312022/12/16VVVF(VariationVoltageVariationFrequency)頻率可變、電壓可變。青島煉化常減壓單元662022/12/11青島煉化32322022/12/16（2）變頻器主要功能：2.1、軟啟動電動機(jī)2.2、調(diào)頻調(diào)壓調(diào)電流2.3、空（輕）載時能在維持轉(zhuǎn)速的時候減少電流（節(jié)能）變頻器用在啟動頻繁的電動機(jī)上，節(jié)能效果明顯！青島煉化常減壓單元772022/12/11（2）變頻器主要功能：青島煉化33332022/12/16（3）變頻調(diào)速的構(gòu)成：要實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速，必須有頻率可調(diào)的交流電源，但電力系統(tǒng)卻只能提供固定頻率的交流電源，因此需要一套變頻裝置來完成變頻的任務(wù)。一個變頻調(diào)速系統(tǒng)主要由變頻裝置、交流電動機(jī)和控制電路3大部分組成.青島煉化常減壓單元882022/12/11（3）變頻調(diào)速的構(gòu)成：青島煉化34342022/12/16

變頻裝置的輸入是三相式單相恒頻、恒壓電源，輸出則是頻率和電壓均可調(diào)的三相交流電。青島煉化常減壓單元992022/12/11

變頻裝置的輸入是三相式35352022/12/16（1）.過電流保護(hù)功能：1.1過電流的原因：外部故障引起的過電流，如電動機(jī)堵轉(zhuǎn)、變頻器輸出側(cè)短路等；運(yùn)行過電流，如加速或減速時間過短引起的過電流等；變頻器自身故障引起的過電流。三、變頻器的保護(hù)功能青島煉化常減壓單元10102022/12/11（1）.過電流保護(hù)功能：三、變36362022/12/16（2）.過載保護(hù)功能：過載保護(hù)功能是保護(hù)電動機(jī)過載的。對電動機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)的目的，是使電動機(jī)不因過熱而燒壞。因此，進(jìn)行保護(hù)的主要依據(jù)便是電動機(jī)的溫升不應(yīng)超過其額定值。（3）溫升與頻率的關(guān)系：電動機(jī)在低頻運(yùn)行時，如沒有外部強(qiáng)迫通風(fēng)，散熱情況將變差。青島煉化常減壓單元11112022/12/11（2）.過載保護(hù)功能：青島煉化37372022/12/16（4）.電壓保護(hù)功能：4.1過電壓的原因和保護(hù)降速過電壓。即降速過快引起的過電壓，變頻器將首先進(jìn)行自處理，如自處理后電壓仍偏高，則跳閘。青島煉化常減壓單元12122022/12/11（4）.電壓保護(hù)功能：青島煉化38382022/12/164.2欠電壓的原因及保護(hù):發(fā)生欠電壓的原因大致有以下幾種情況：電源電壓過低或缺相；變頻器的整流橋損壞；變頻器整流后的限流電阻未切除電路。這是由于和限流電阻并聯(lián)的晶閘管或繼電器發(fā)生故障所致。對于電源欠電壓，如運(yùn)行頻率低于50Hz，變頻器可在一定范圍內(nèi)通過“自動電壓調(diào)整”功能調(diào)整其輸出電壓。對于其他幾種情況，變頻器必須跳閘，進(jìn)行保護(hù)。青島煉化常減壓單元13132022/12/114.2欠電壓的原因及保護(hù):青39392022/12/16（5）.軟件的自檢保護(hù)：由于變頻器軟件系統(tǒng)的運(yùn)算錯誤有可能導(dǎo)致十分嚴(yán)重的后果，因此變頻器對自身的軟件具有完善的自檢系統(tǒng)，一旦軟件運(yùn)算出錯，將立即跳閘。青島煉化常減壓單元14142022/12/11（5）.軟件的自檢保護(hù)：青島煉化40402022/12/16四、焦化鼓引風(fēng)機(jī)變頻器焦化裝置所用鼓引風(fēng)機(jī)電機(jī)參數(shù)：鼓風(fēng)機(jī)：型號YA315M-6W；功率90KW;額定電壓380V;轉(zhuǎn)速990轉(zhuǎn)/分引風(fēng)機(jī)：型號YA315L-6W；功率110KW;額定電壓380V;轉(zhuǎn)速990轉(zhuǎn)/分青島煉化常減壓單元15152022/12/11四、焦化鼓引風(fēng)機(jī)變頻器焦化裝置41412022/12/16（1）焦化裝置鼓引風(fēng)機(jī)變頻器操作方法：工頻：將現(xiàn)場操作柱開關(guān)調(diào)至手動、起動位置，按起動按鈕，電機(jī)工頻運(yùn)行。變頻：將現(xiàn)場操作柱開關(guān)調(diào)至變頻、起動位置，內(nèi)操起動，控制變頻器，調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。電機(jī)的工頻/變頻運(yùn)行不能直接切換，如需切換，先將電動機(jī)停機(jī)，將現(xiàn)場操作柱下側(cè)開關(guān)調(diào)至停止位置，將現(xiàn)場操作柱開關(guān)調(diào)至需要的運(yùn)行方式后按以上操作方法起動電機(jī)。青島煉化常減壓單元16162022/12/11（1）焦化裝置鼓引風(fēng)機(jī)變頻器操作42422022/12/16（2）電動機(jī)動作跳閘需重新起動時：先將操作柱開關(guān)調(diào)至停止位置，待電氣人員檢查變頻器故障并將變頻器故障信號復(fù)位后，將現(xiàn)場操作柱開關(guān)調(diào)至需要的起動方式，延時至少10秒后方可按正確方式起動電動機(jī)。

青島煉化常減壓單元17172022/12/11（2）電動機(jī)動作跳閘需重新起43432022/12/16注意事項：當(dāng)電動機(jī)運(yùn)行方式需要切換時，電機(jī)停機(jī)后需等待至少10秒后才能再次起動電動機(jī)。電機(jī)變頻運(yùn)行時應(yīng)控制好電機(jī)頻率上升下降的速度。上升下降速度過快都可以導(dǎo)致變頻器保護(hù)動作跳閘。青島煉化常減壓單元18182022/12/11注意事項：青島煉化44442022/12/16（3）變頻器常發(fā)故障原因分析:3.1變頻器在減速時為什么容易跳閘：3.1.1.電動機(jī)從較高轉(zhuǎn)速降至較低轉(zhuǎn)速的過程稱為減速過程，在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，是通過降低變頻器的輸出頻率來實(shí)現(xiàn)減速的。假設(shè)某4極電動機(jī)，減速前在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為1440r/min。青島煉化常減壓單元19192022/12/11（3）變頻器常發(fā)故障原因分析:青45452022/12/16

當(dāng)將頻率下降為45Hz，當(dāng)頻率剛下降的瞬間，

同步轉(zhuǎn)速立即下降為1350r/min，但由于慣性的原因，電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速卻仍為1440r/min。于是，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過了同步轉(zhuǎn)速，電動機(jī)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)；由于所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的方向相反，能夠促使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速地降下來，故也稱為再生制動狀態(tài)。青島煉化常減壓單元20202022/12/11當(dāng)將頻率下降為45Hz，4