哈理工變頻器認(rèn)知實(shí)習(xí)

培訓(xùn)(péixùn)目標(biāo)了解變頻器的市場競爭狀態(tài)了解電氣傳動(dòng)的基本概念掌握變頻器的基本工作(gōngzuò)原理了解變頻器的基本應(yīng)用和選型原則掌握普通電氣應(yīng)用實(shí)訓(xùn)原理圖精品資料目錄(mùlù)電氣傳動(dòng)基礎(chǔ)知識通用變頻器的構(gòu)成通用變頻器保護(hù)功能變頻器應(yīng)用(yìngyòng)簡介變頻器選型變頻器市場分布精品資料電氣傳動(dòng)基礎(chǔ)知識—電氣傳動(dòng)系統(tǒng)(xìtǒng)概述定義以交流（直流）電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力(dònglì)拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械的系統(tǒng)我們稱之為交流（直流）電氣傳動(dòng)系統(tǒng)，也稱交流（直流）電氣拖動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)交流電源輸入終端機(jī)械交流電機(jī)直流調(diào)速裝置直流輸出皮帶輪、齒輪箱等風(fēng)機(jī)、泵等直流電機(jī)交流調(diào)速裝置交流輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)變頻器精品資料電氣傳動(dòng)基礎(chǔ)知識—交（直）流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)(xìtǒng)的特點(diǎn)直流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)：控制對象：直流電動(dòng)機(jī)控制原理簡單，一種調(diào)速方式性能優(yōu)良，對硬件要求不高電機(jī)有換向電刷（換向火化）電機(jī)設(shè)計(jì)功率(gōnglǜ)受限電機(jī)易損壞，不適應(yīng)惡劣現(xiàn)場需定期維護(hù)交流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)：控制對象：交流電動(dòng)機(jī)控制原理復(fù)雜，有多種調(diào)速方式性能較差，對硬件要求較高電機(jī)無電刷，無換向火化問題電機(jī)功率設(shè)計(jì)不受限電機(jī)不易損壞，適應(yīng)惡劣現(xiàn)場基本免維護(hù)70年代以前直流占統(tǒng)治地位交流調(diào)速只在大功率電機(jī)調(diào)速上使用精品資料交流(jiāoliú)驅(qū)動(dòng)器主要組成部分精品資料變頻器基礎(chǔ)知識—變頻器及其特點(diǎn)(tèdiǎn)變頻器變頻器是交流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的一種,是將交流工頻電源轉(zhuǎn)換成電壓、頻率均可變的適合交流電機(jī)調(diào)速的電力電子(diànzǐ)變換裝置，英文簡稱VVVF(VariableVoltageVariableFrequency）變頻器的控制對象三相交流異步電機(jī)和三相交流同步電機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)適配電機(jī)極數(shù)是2/4極序號優(yōu)點(diǎn)1平滑軟啟動(dòng)，降低啟動(dòng)沖擊電流，減少變壓器占有量，確保電機(jī)安全2在機(jī)械允許的情況下可通過提高變頻器的輸出頻率提高工作速度3無級調(diào)速，調(diào)速精度大大提高4電機(jī)正反向無需通過接觸器切換5非常方便接入通訊網(wǎng)絡(luò)控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化控制變頻調(diào)速的優(yōu)勢（與其它交流電機(jī)調(diào)速方式對比）精品資料變頻(biànpín)器基礎(chǔ)知識—變頻(biànpín)調(diào)速的發(fā)展歷程電機(jī)(diànjī)控制算法功率半導(dǎo)體技術(shù)V/F控制SCRGTR矢量控制IGBT計(jì)算機(jī)技術(shù)單片機(jī)DSP

IGBT大容量化更高速率和容量如：矩陣式變頻器大功率傳動(dòng)使用變頻器，體積大，價(jià)格高未來發(fā)展方向完美無諧波PWM技術(shù)SPWM技術(shù)PWM優(yōu)化新一代開關(guān)技術(shù)無速度矢量控制電流矢量V/F70年代80年代60年代90年代高速DSP專用芯片00年代超靜音變頻器開始流行解決了GTR噪聲問題變頻器性能大幅提升大批量使用，取代直流算法優(yōu)化更大容量更高開關(guān)頻率PWM技術(shù)空間電壓矢量調(diào)制技術(shù)變頻器體積縮小，開始在中小功率電機(jī)上使用精品資料變頻器基礎(chǔ)知識—變頻器分類(fēnlèi)供電電源低壓220V/1PH、220V/3PH、380V/3PH高壓3000、6000、10000V/3PH控制算法通用內(nèi)置V/F控制方式，簡單，性能一般高性能內(nèi)置矢量控制方式，復(fù)雜，高性能變換方法（拓樸結(jié)構(gòu)）交直交電壓型（儲(chǔ)能環(huán)節(jié)為電解電容）電流型(儲(chǔ)能環(huán)節(jié)為電抗器）交交無儲(chǔ)能環(huán)節(jié)注：交直交電壓(diànyā)型變頻器因結(jié)構(gòu)簡單，功率因素高，目前廣泛使用常用設(shè)計(jì)功率在315KW精品資料變頻器基礎(chǔ)知識—簡要工作(gōngzuò)原理～整流(zhěngliú)部分儲(chǔ)能環(huán)節(jié)逆變部分M控制系統(tǒng)交流交流低壓交直交通用變頻器系統(tǒng)框圖直流直流交流整流器：將交流電變換成直流的電力電子裝置，其輸入電壓為正弦波，輸入電流非正弦，帶有豐富的諧波逆變器：將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的電力電子裝置，其輸出電壓為非正弦波，輸出電流近似正弦精品資料變頻器基礎(chǔ)知識—簡要工作(gōngzuò)原理單相逆變電路(diànlù)工作原理S1S4S2S3EdU1S1,S3導(dǎo)通S2,S4導(dǎo)通S1,S3導(dǎo)通S2,S4導(dǎo)通S1,S3導(dǎo)通S2,S4導(dǎo)通f1f2EdU1逆變器的功能：通過改變開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間改變輸出電壓的頻率通過改變開關(guān)管導(dǎo)通順序改變輸出電壓的相序精品資料變頻器基礎(chǔ)知識—簡要(jiǎnyào)工作原理S1S4S5S2S3S6UVEdW561UUVUVWUVW612123234345456561612三相逆變(nìbiàn)電路Ed缺點(diǎn)：輸出電壓的諧波分量太大電機(jī)諧波損耗增加，發(fā)熱嚴(yán)重甚至燒壞電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大，低速運(yùn)行時(shí)影響轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)直到從通信技術(shù)中采用PWM調(diào)制才大大的緩解了以上問題電機(jī)精品資料變頻器基礎(chǔ)知識—簡要工作(gōngzuò)原理調(diào)制(tiáozhì)解調(diào)器調(diào)制(tiáozhì)解調(diào)器的英文是MODEM，其作用是利用模擬信號傳輸線路傳輸數(shù)字信號。電子信號分兩種，一種是“模擬信號”，一種是“數(shù)字信號”。我們使用的電話線路傳輸?shù)氖悄M信號，而PC機(jī)之間傳輸?shù)氖菙?shù)字信號。所以當(dāng)你想通過電話線把自己的電腦連入Internet時(shí)，就必須使用調(diào)制(tiáozhì)解調(diào)器來“翻譯”兩種不同的信號。連入Internet后，當(dāng)PC機(jī)向Internet發(fā)送信息時(shí)，由于電話線傳輸?shù)氖悄M信號，所以必須要用調(diào)制(tiáozhì)解調(diào)器來把數(shù)字信號“翻譯”成模擬信號，才能傳送到Internet上，這個(gè)過程叫做“調(diào)制(tiáozhì)”。當(dāng)PC機(jī)從Internet獲取信息時(shí)，由于通過電話線從Internet傳來的信息都是模擬信號，所以PC機(jī)想要看懂它們，還必須借助調(diào)制(tiáozhì)解調(diào)器這個(gè)“翻譯”,這個(gè)過程叫作“解調(diào)”。合起來就是“調(diào)制(tiáozhì)解調(diào)”。精品資料變頻器基礎(chǔ)知識—簡要工作(gōngzuò)原理SPWM調(diào)制(tiáozhì)載波PWM（PulseWidthModulation）調(diào)制PWM調(diào)制是：利用半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷把直流電壓調(diào)制成電壓可變、頻率可變的電壓脈沖列。SPWM調(diào)制是：采用三角波和正弦波相交獲得的PWM波形直接控制各個(gè)開關(guān)可以得到脈沖寬度和各脈沖間的占空比可變的呈正弦變化的輸出脈沖電壓電壓，能獲得理想的控制效果：輸出電流近似正弦載波頻率必須高，才能保證調(diào)制后得到的波形與調(diào)制前效果相同GTR變頻器由于開關(guān)頻率太低，電機(jī)噪聲較大，IGBT有效的解決了這個(gè)問題精品資料0VTime逆變器輸出(shūchū)電流逆變器輸出(shūchū)電壓脈沖寬度調(diào)制精品資料0VTime逆變器輸出(shūchū)電壓VRZMMax=0.95VLine空間矢量(shǐliàng)調(diào)制精品資料.逆變器輸出(shūchū)電壓0VTimeVFLMMax=1.05VLine邊緣(biānyuán)調(diào)制精品資料變頻器基礎(chǔ)知識—控制算法交流調(diào)速的控制核心是：只有保持電機(jī)磁通恒定才能保證電機(jī)出力，才能獲得理想的調(diào)速效果V/F控制－－－－簡單實(shí)用，性能一般，使用最為廣泛只要保證輸出電壓和輸出頻率恒定就能近似保持磁通保持恒定例:對于380V50Hz電機(jī)，當(dāng)運(yùn)行頻率為40HZ時(shí)，要保持V/F恒定，則40HZ時(shí)電機(jī)的供電電壓:380×（40/50)＝304V低頻時(shí)，定子阻抗壓降會(huì)導(dǎo)致磁通下降，需將輸出電壓適當(dāng)(shìdàng)提高矢量控制－－－性能優(yōu)良，可以與直流調(diào)速媲美，技術(shù)成熟較晚模仿直流電機(jī)的控制方法，采用矢量坐標(biāo)變換來實(shí)現(xiàn)對異步電機(jī)定子勵(lì)磁電流分量和轉(zhuǎn)矩電流分量的解耦控制，保持電機(jī)磁通的恒定，進(jìn)而達(dá)到良好的轉(zhuǎn)矩控制性能，實(shí)現(xiàn)高性能控制。性能優(yōu)良，控制相對復(fù)雜，直到90代計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展才真正大范圍(fànwéi)使用精品資料變頻器的構(gòu)成(gòuchéng)—實(shí)用原理框圖14325678適用(shìyòng)于小功率（<5.5KW)適用于中大功率(5.5KW以上）精品資料電壓(diànyā)源型變頻器M

3~變頻器整流(zhěngliú)單元Motor直流環(huán)節(jié)(DC母排):

電容器及恒定的直流母線電壓1.35·400V=540V進(jìn)線電源:e.g.3-ph.400VAC可變電壓及頻率

0￡

V2

￡

V1,0

￡f2

￡

fmax?2?1逆變器?2精品資料變頻器的幾種(jǐzhǒnɡ)整流方式整流(zhěngliú)單元EE整流回饋單元ERE主動(dòng)前端AFE(ActiveFrontEnd)能量-電動(dòng)能量-發(fā)電特點(diǎn):元件:應(yīng)用簡單設(shè)計(jì)無能量反饋需制動(dòng)單元及制動(dòng)電阻以消耗反饋能量能量可反饋回電網(wǎng)當(dāng)電網(wǎng)故障時(shí)不會(huì)產(chǎn)生換向故障正弦波整流及反饋可調(diào)的功率因素能量可反饋回電網(wǎng)2個(gè)可控的整流橋自整流-IGBT元件不可控二極管或可控晶閘管單象限驅(qū)動(dòng)非頻繁制動(dòng)VDClinkVDClinkVsupply

1.2·Vsupply

VDClink4-象限運(yùn)行頻繁制動(dòng)

(e.g.反向運(yùn)行)精品資料變頻器應(yīng)用(yìngyòng)簡介－鍵盤控制工頻(ɡōnɡpín)電源外部延長電纜特點(diǎn)：運(yùn)行命令由鍵盤上的RUN和STOP決定運(yùn)行方向一般由變頻器內(nèi)部參數(shù)決定運(yùn)行給定由鍵盤修改特定功能碼完成方便快捷適用場合在設(shè)備調(diào)試時(shí)廣泛使用應(yīng)用在簡單且實(shí)時(shí)性不強(qiáng)的單機(jī)場合精品資料變頻器應(yīng)用簡介－外部(wàibù)端子控制（單機(jī)）工頻(ɡōnɡpín)電源特點(diǎn)：運(yùn)行命令由外部啟停按鈕決定，通過變頻器外部端子FWD/REV決定運(yùn)行方向運(yùn)行給定一般由外部模擬端子決定：PLC模擬輸出電位器常與外部邏輯電路或PLC共同控制變頻器適用場合應(yīng)用在實(shí)時(shí)性較強(qiáng)獨(dú)立系統(tǒng)使用范圍最廣

啟動(dòng)停止開關(guān)量端子模擬量端子精品資料變頻器應(yīng)用(yìngyòng)簡介－外部端子控制（多機(jī)）工頻(ɡōnɡpín)電源啟動(dòng)停止工頻電源速度給定使用場合：各類小型生產(chǎn)線或系統(tǒng)特點(diǎn)：實(shí)時(shí)性好調(diào)試維護(hù)方便線路復(fù)雜，抗干擾能力差

開關(guān)量端子模擬量端子開關(guān)量端子模擬量端子精品資料變頻器應(yīng)用簡介－通訊(tōngxùn)控制工頻(ɡōnɡpín)電源啟動(dòng)停止工頻電源速度給定使用場合：各類中大型生產(chǎn)線或系統(tǒng)特點(diǎn)：所有控制均通過通訊電纜線路相對簡單，自動(dòng)化水平高，信息交換量大實(shí)時(shí)性好，抗擾能力強(qiáng)為防止網(wǎng)絡(luò)故障，特設(shè)獨(dú)立急停功能投入大，調(diào)試維護(hù)困難通訊接口通訊接口單根電纜人機(jī)界面通訊接口精品資料變頻器選型—選型原則(yuánzé)使用通用變頻器的行業(yè)和設(shè)備使用矢量變頻器的行業(yè)和設(shè)備紡織絕大多數(shù)設(shè)備紡織有張力控制場合需使用冶金輔助風(fēng)機(jī)水泵、輥道、高爐卷揚(yáng)冶金各種主軋線、飛剪石化用風(fēng)機(jī)、泵、空壓機(jī)電梯門機(jī)、起重行走電梯、起重提升供水油田用風(fēng)機(jī)、水泵、抽油機(jī)、空壓機(jī)電廠風(fēng)機(jī)水泵、傳送帶市政鍋爐、污水處理部分拉絲機(jī)牽引拉絲機(jī)的收放卷凹版印刷水泥、陶瓷、玻璃生產(chǎn)線全線傳送帶礦山風(fēng)機(jī)泵礦山提升機(jī)卷煙制絲卷煙成型包裝低速造紙及配套風(fēng)機(jī)水泵、制漿高速造紙、切紙機(jī)、復(fù)卷機(jī)精品資料變頻器行業(yè)(hángyè)分布圖重點(diǎn)行業(yè)情況(qíngkuàng)（單位：億元）總計(jì)：31.6億精品資料變頻器品牌(