變頻器工作原理及應(yīng)用

變頻器工作原理及應(yīng)用設(shè)備工程部唐傳神

內(nèi)容概覽定義一用途二結(jié)構(gòu)三原理四選型五安裝六使用七故障八一、定義利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用，將工作電源頻率變換為另一頻率的電能控制裝置。？什么是變頻器一種通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備整流部分工作電源逆變部分ＩＭ平波電容＋馬達(dá)二、用途？變頻器有什么用1、改變頻率2、過流保護(hù)4、過載保護(hù)3、過壓保護(hù)5、節(jié)能省電6、自動(dòng)化控制50%100%50%100%80%10%00節(jié)能效果61％91％76％22％變頻器控制擋板控制所需電力產(chǎn)生風(fēng)量●風(fēng)機(jī)是否采用變頻控制，其耗能關(guān)系如下圖；●風(fēng)量小的場(chǎng)合，變頻器的節(jié)電效果特別明顯。三、結(jié)構(gòu)電源馬達(dá)整流單元平波單元逆變單元控制回路電源：380/220VAC；整流單元：交流變直流；平波單元：電容（儲(chǔ)能/濾波）；逆變單元：直流變交流；馬達(dá)：驅(qū)動(dòng)設(shè)備。整流逆變直流電壓電源電壓輸出電壓輸出電壓的平均值是正弦波正弦波ＰＷＭ（脈寬調(diào)制）控制方式四、原理M3~電壓檢測(cè)泵升限制電流檢測(cè)溫度檢測(cè)電流檢測(cè)單片機(jī)顯示設(shè)定接口PWM發(fā)生器驅(qū)動(dòng)電路~URUIR0R1R2RbVTbKR0R1RbR2四、原理主電路:由二極管整流器UR、PWM逆變器UI和中間直流電路三部分組成，一般都是電壓源型的，采用大電容C濾波，同時(shí)兼有無功功率交換的作用。限流電阻：為了避免大電容C在通電瞬間產(chǎn)生過大的充電電流，在整流器和濾波電容間的直流回路上串入限流電阻（或電抗）,通上電源時(shí)，先限制充電電流，再延時(shí)用開關(guān)K將短路，以免長(zhǎng)期接入時(shí)影響變頻器的正常工作，并產(chǎn)生附加損耗。泵升限制電路：由于二極管整流器不能為異步電機(jī)的再生制動(dòng)提供反向電流的通路，所以除特殊情況外，通用變頻器一般都用電阻吸收制動(dòng)能量。減速制動(dòng)時(shí)，異步電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，首先通過逆變器的續(xù)流二極管向電容C充電，當(dāng)中間直流回路的電壓（通稱泵升電壓）升高到一定的限制值時(shí)，通過泵升限制電路使開關(guān)器件導(dǎo)通，將電機(jī)釋放的動(dòng)能消耗在制動(dòng)電阻上。為了便于散熱，制動(dòng)電阻器常作為附件單獨(dú)裝在變頻器機(jī)箱外邊。電路分析五、選型①電源（電源等級(jí)選擇）?相數(shù)：三相?電壓：３８０～４６０ＶＡＣ?頻率：５０／６０Ｈｚ?電源容量：應(yīng)在變頻器額定電源容量以上注意?電源電壓的容許波動(dòng)范圍為＋１０％、－１５％。?過高電壓的輸入會(huì)導(dǎo)致變頻器損壞。損壞！※上限値＝（230VAC＋10%）×√2高電圧！◆電源電圧波形上限値（※）選擇與供電電源和電動(dòng)機(jī)的額定電壓兩者相匹配的電壓等級(jí)。

電源斷路器（MCCB）變頻器馬達(dá)功率改善扼流圈五、選型②馬達(dá)（額定電壓、容量的選擇）?種類：三相異步電動(dòng)機(jī)?電壓：２2０ＶＡＣ／３８０ＶＡＣ?容量：0.75、3.0、11???ｋＷ?額定電流：１．４、２．４???Ａ根據(jù)變頻器的電壓選定?不要用變頻器驅(qū)動(dòng)除三相異步電動(dòng)機(jī)以外的任何負(fù)載。?單相馬達(dá)不能使用。?使用特殊馬達(dá)時(shí)，應(yīng)注意。注意要點(diǎn)變頻器容量的選擇所選的變頻器容量應(yīng)大于等于電動(dòng)機(jī)容量。（變頻器容量≧馬達(dá)容量）所選的變頻器額定輸出電流應(yīng)滿足電動(dòng)機(jī)的額定電流。（變頻器額定輸出電流≧馬達(dá)額定電流）變頻器ｋＷ≧馬達(dá)ｋＷOK變頻器ｋＷ＜馬達(dá)ｋＷ根據(jù)變頻器的容量選定電源斷路器（MCCB）變頻器馬達(dá)功率改善扼流圈Ｑ＆Ａ提問1

使用一臺(tái)變頻器控制多臺(tái)馬達(dá)時(shí)，變頻器的容量應(yīng)如何選擇？MCCBＩＭ１熱繼電器Th-1馬達(dá)額定電流Ｉ１變頻器ＩＭ２Th-2Ｉ２ＩＭnTh-nＩｎ?????電源◆選型要點(diǎn)變頻器的額定輸出電流＞馬達(dá)額定電流的總和

∑Ｉｎ＝Ｉ1＋Ｉ2＋??＋Ｉn注：為了保護(hù)馬達(dá)，請(qǐng)?jiān)诟鱾€(gè)馬達(dá)前安裝熱繼電器五、選型③變頻器的安裝環(huán)境?周圍溫度：－１０～＋５０℃?濕度：９０％ＲＨ以下?保護(hù)結(jié)構(gòu)：ＩＰ２０／ＩＰ００注意?周圍溫度－１０～＋５０℃、濕度９０％ＲＨ以下，并且無特殊氣體的室內(nèi)安裝。?不要安裝在易燃易爆或震動(dòng)較大的場(chǎng)合。?風(fēng)雨水滴、金屬等異物掉入會(huì)導(dǎo)致變頻器的損壞。請(qǐng)安裝在控制箱或機(jī)器內(nèi)，并注意散熱。IP

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0保護(hù)結(jié)構(gòu)的名稱人體及固體異物對(duì)應(yīng)的保護(hù)程度變頻器的壽命受環(huán)境溫度的影響很大。

水的侵入對(duì)應(yīng)的保護(hù)程度IP20封閉型能防止手指或長(zhǎng)度不超過80mm的類似物體觸及或接近殼內(nèi)帶電或轉(zhuǎn)動(dòng)部件。能防止直徑大于12mm的固體異物進(jìn)入殼內(nèi)。對(duì)水的侵入無特別防護(hù)。帶缺相保護(hù)的熱繼電器電源斷路器（MCCB）變頻器馬達(dá)功率改善扼流圈五、選型④變頻器外圍設(shè)備的選擇●斷路器：在選擇斷路器時(shí)，其動(dòng)作特性應(yīng)符合變頻器電流特性匹配的需要，避免因變頻器接入電源時(shí)產(chǎn)生的浪涌而誤動(dòng)作，應(yīng)使用產(chǎn)品說明書上所推薦的斷路器等級(jí)。

●熱繼電器：變頻器內(nèi)置的熱敏元件是作為過負(fù)載保護(hù)之用的。

對(duì)于缺相保護(hù)，請(qǐng)使用帶缺相保護(hù)的熱敏繼電器?！耠姶沤佑|器：一般使用時(shí)不需要電磁接觸器。如果安裝了電磁接器，不要用它控制變頻器的啟動(dòng)或停止?！褫斎霝V波器：對(duì)外圍設(shè)備造成電氣干擾時(shí)使用?！窆β矢纳贫罅魅Γ盒韪纳乒β室蛩貢r(shí)予以連接。對(duì)抑制高次諧波有一定的

效果。注意?電源側(cè)頻繁的進(jìn)行ON／OFF操作會(huì)導(dǎo)致變頻器發(fā)生故障。?在變頻器運(yùn)行時(shí)負(fù)載側(cè)進(jìn)行ON／OFF操作，會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流，導(dǎo)致變頻器異常跳閘。甚至損壞變頻器。

馬達(dá)的啟動(dòng)和停止應(yīng)使用變頻器的運(yùn)行信號(hào)來進(jìn)行。不要用電源側(cè)或負(fù)載側(cè)接裝的電磁接觸器控制變頻器的啟動(dòng)、停止。帶缺相保護(hù)的熱繼電器電源斷路器（MCCB）變頻器馬達(dá)功率改善扼流圈Ｑ＆Ａ變頻器運(yùn)行中５０Ｈｚ電磁接觸器（或斷路器）ＯＮ?ＯＦＦ產(chǎn)生的沖擊電流是馬達(dá)額定電流的6倍以上如果輸出側(cè)安裝了電磁接觸器（或斷路器），在變頻器運(yùn)行中進(jìn)行ON／OFF操作，會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流，導(dǎo)致變頻器損壞。?馬達(dá)的啟動(dòng)和停止應(yīng)使用變頻器的運(yùn)行信號(hào)來進(jìn)行不可！提問2

變頻器運(yùn)行中，能否對(duì)輸出端的接觸器進(jìn)行強(qiáng)制動(dòng)作？六、安裝■安全注意事項(xiàng)為防止受傷、事故，請(qǐng)務(wù)必遵守以下事項(xiàng)。?使用前請(qǐng)仔細(xì)閱讀“產(chǎn)品介紹”、“使用手冊(cè)”，以便正確使用。?確認(rèn)在開始使用之前，您對(duì)此裝置及其安全信息和所有注意事項(xiàng)都已知曉。

【注意】嚴(yán)禁在通電的情況下，觸摸變頻器的內(nèi)部和接線端子。

接線、維護(hù)?檢查時(shí)，在輸入電源ＯＦＦ（關(guān)）后，過

5分鐘以上再進(jìn)行。

運(yùn)行中散熱器、制動(dòng)電阻會(huì)產(chǎn)生高溫請(qǐng)不要觸摸。以避免燙傷。輸出端子（Ｕ?Ｖ?Ｗ）請(qǐng)不要連接交流電源。以避免受傷·火災(zāi)及機(jī)器的損壞。

施工前請(qǐng)?jiān)僖淮未_認(rèn)產(chǎn)品使用說明書上有關(guān)“安全注意”方面的事項(xiàng)。！危険六、安裝■安裝時(shí)的注意點(diǎn)

10cm以上10cm以上5cm以上5cm以上變頻器１．容許的周圍溫度：－１０～＋５０℃

●變頻器的壽命受環(huán)境溫度的影響很大

?！癫灰谕L(fēng)散熱不良的環(huán)境中安裝變頻器。

。

應(yīng)在容許溫度范圍內(nèi)使用

??！請(qǐng)不要在密封狹小的空間中安裝！●周圍的空間２．請(qǐng)垂直安裝變頻器

垂直安裝水平安裝橫向安裝●垂直以外的安裝會(huì)降低變頻器的散熱效果，產(chǎn)生問題、故障。３．請(qǐng)避開下列場(chǎng)所

●日光直射場(chǎng)所。

●有風(fēng)雨、水滴、油滴的場(chǎng)所。

●木材等可燃性材質(zhì)上安裝及靠近可燃物。

●漂浮油污、粉塵、棉塵的場(chǎng)所●發(fā)生可燃性氣體、腐蝕性氣體等的場(chǎng)所。

●振動(dòng)大的場(chǎng)所●濕度大，有水汽的場(chǎng)所。

濕度在９０％以下！六、安裝■接線時(shí)的注意點(diǎn)

１．主回路端子接線

●輸入端子（Ｒ，Ｓ，Ｔ）接電源、

輸出端子（Ｕ，Ｖ，Ｗ）接馬達(dá)?！裰麟娐方泳€完畢，一定要確認(rèn)連接是否牢固。

●請(qǐng)務(wù)必接上地線，以避免發(fā)生觸電及火災(zāi)。●請(qǐng)確認(rèn)商品的額定電壓與交流電源的電壓一致。以避免受傷·火災(zāi)?！癫灰谳敵龆俗覷、V、W上連接交流電源。以避免發(fā)生故障。

注意ＵＶＷ馬達(dá)側(cè)２．絕緣電阻測(cè)試

●在變頻器的電線間請(qǐng)勿進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試。

●請(qǐng)勿對(duì)控制電路進(jìn)行兆歐表的測(cè)量。

變頻器注意●在變頻器的電線間請(qǐng)勿進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試。馬達(dá)兆歐表測(cè)試（５００ＶＤＣ）電源RST電源側(cè)六、安裝■接線時(shí)的注意點(diǎn)

３．輸出端禁止安裝電容

●變頻器的輸出端請(qǐng)勿安裝進(jìn)相電容器或浪涌制動(dòng)器。

●這會(huì)導(dǎo)致變頻器發(fā)生故障或使電容器等受