施耐德變頻器培訓(xùn)

培訓(xùn)內(nèi)容變頻器基本原理 施耐德變頻器概述總結(jié)和答疑 第一頁(yè)，共46頁(yè)。培訓(xùn)內(nèi)容變頻器基本原理

施耐德變頻器概述 總結(jié)和答疑 第二頁(yè)，共46頁(yè)。變頻器基本原理旋轉(zhuǎn)電機(jī)的分類：直流電機(jī)交流電機(jī)交流異步電機(jī)，又稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī)交流同步電機(jī)，有同步電動(dòng)機(jī)和同步發(fā)電機(jī)之分目前工廠中小型電機(jī)絕大多數(shù)是異步電動(dòng)機(jī)直流電機(jī)用于大功率驅(qū)動(dòng)，但有被取代的趨勢(shì)異步電機(jī)制造成本低，維護(hù)方便，控制簡(jiǎn)單第三頁(yè)，共46頁(yè)。變頻器基本原理電機(jī)轉(zhuǎn)速的公式：式中：n1

為電機(jī)的同步速例如：對(duì)于工頻50Hz電源供電的異步電機(jī)，2極，4極，6極電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速分別為3000rpm,1500rpm,1000rpm。實(shí)際異步電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速通常為29**rpm，14**rpm，9**rpm，7**rpm，與同步速之間的差別即為滑差。同步電機(jī)沒(méi)有滑差，也就是轉(zhuǎn)子（永磁磁體）轉(zhuǎn)速與定子磁場(chǎng)保持相同。第四頁(yè)，共46頁(yè)。變頻器基本原理從以上公式看，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的最佳方法是調(diào)節(jié)供電電源的頻率。調(diào)節(jié)供電電源頻率的裝置就稱為變頻器。用變頻器調(diào)速的優(yōu)勢(shì)是控制簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，效率高。變頻器的英文標(biāo)識(shí)為VSD,VFD,Converter,Inverter,SpeedDrive等等實(shí)際也稱為VVVF：即VariableVoltageVariableFrequency,原因是在改變電源頻率的同時(shí)，必須保證供電電壓同時(shí)改變。第五頁(yè)，共46頁(yè)。變頻器基本原理標(biāo)準(zhǔn)低壓變頻器的結(jié)構(gòu)是交直交電壓型的。進(jìn)線端子EMC濾波器整流橋儲(chǔ)能電容預(yù)充電回路制動(dòng)晶體管制動(dòng)電阻及其保護(hù)逆變橋電流互感器出線端子第六頁(yè)，共46頁(yè)。變頻器的主回路—進(jìn)線變頻器的進(jìn)線電源可以是三相380-500V，或三相200－240V，也可以是單相200－240V；也可以是690V。電源電壓在690V以下稱為低壓變頻器，1000V以上稱為中壓或高壓變頻器。進(jìn)線電源的相序不影響電機(jī)的轉(zhuǎn)向。第七頁(yè)，共46頁(yè)。變頻器的整流回路—整流橋大多數(shù)變頻器采取三相全波整流，整流器件為功率二極管。三相全波整流獲得的直流輸出電壓為進(jìn)線電壓有效值的1.35倍，例如電網(wǎng)電壓為400V，則這時(shí)直流母線電壓為540V左右。但隨著負(fù)載的波動(dòng)，直流母線電壓也會(huì)波動(dòng)。第八頁(yè)，共46頁(yè)。預(yù)充電電阻和預(yù)充電接觸器上電瞬間，整流橋輸出端將產(chǎn)生峰值1.414U的電壓，對(duì)儲(chǔ)能電容快速充電。為了保護(hù)儲(chǔ)能電容，需要在直流母線中串聯(lián)一個(gè)電阻。在變頻器上電時(shí)，整流橋通過(guò)該電阻向整流橋充電，充電結(jié)束后，用接觸器將該電阻旁路掉。該電阻稱為預(yù)充電電阻，該接觸器稱為預(yù)充電接觸器或預(yù)充電繼電器。第九頁(yè)，共46頁(yè)。變頻器的儲(chǔ)能電容變頻器運(yùn)行過(guò)程中需要相對(duì)穩(wěn)定的直流母線電壓，用儲(chǔ)能電容保證。該電容的形式為電解電容，對(duì)于中大功率變頻器，需要將多個(gè)電容并聯(lián)。當(dāng)變頻器處于過(guò)載的過(guò)程中，瞬間會(huì)把直流母線電壓拉低；處于發(fā)電（制動(dòng)）過(guò)程中，瞬間會(huì)升高直流母線電壓，若太高變頻器則停止輸出。有些應(yīng)用中，為了提高變頻器的動(dòng)態(tài)能力，或者在斷電瞬間保持變頻器斜坡停車，需要外加蓄電池或電容，需要考慮回路其它部件的承受能力。第十頁(yè)，共46頁(yè)。直流電抗器直流電抗器是串聯(lián)在直流中間回路的一個(gè)或兩個(gè)扼流圈,因其通過(guò)的電流為直流電流,故亦成為直流扼流圈.直流電抗器的作用是抑制變頻器的進(jìn)線電流諧波,從而減少對(duì)電網(wǎng)的污染.通常采用適當(dāng)大小的直流電抗器,即可使變頻器的諧波污染減少到符合標(biāo)準(zhǔn),這是一種低成本的方案.第十一頁(yè)，共46頁(yè)。制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻制動(dòng)單元是一個(gè)或一組晶體管,與制動(dòng)電阻串聯(lián)之后,接在直流母線上.當(dāng)直流母線電壓超過(guò)某規(guī)定電壓時(shí),制動(dòng)晶體管導(dǎo)通,直流母線電容和電機(jī)向制動(dòng)電阻釋放能量.使直流母線電壓降低,降低到另一規(guī)定電壓后,制動(dòng)晶體管截止.所以制動(dòng)電阻的作用是能耗制動(dòng).圖中Tfr為制動(dòng)晶體管,PA-PB連接制動(dòng)電阻。第十二頁(yè)，共46頁(yè)。變頻器的主回路–逆變橋逆變橋是變頻器的核心部分,其作用是將直流電壓通過(guò)6個(gè)橋臂可控硅的反復(fù)輪流通斷形成所需要的幅值和頻率變化的三相交流輸出電壓.逆變橋的橋臂的可控硅的類型主要是IGBT—絕緣珊雙極型晶體管.第十三頁(yè)，共46頁(yè)。變頻器的輸出波形輸出電壓波形為脈沖波，其形成機(jī)制稱為脈寬調(diào)制技術(shù)輸出電流波形接近正弦波，諧波成分為導(dǎo)致變頻器輸出干擾的主要原因。開關(guān)頻率的概念和影響。第十四頁(yè)，共46頁(yè)。恒轉(zhuǎn)矩區(qū)與恒功率區(qū)T/Tn1.751.701.501.2510.950.750.500.2500.10.1253050607590100120F(Hz)23141 自冷卻電機(jī):

連續(xù)可用轉(zhuǎn)矩2 強(qiáng)迫通風(fēng)電機(jī):

連續(xù)可用力矩3 瞬態(tài)過(guò)轉(zhuǎn)矩

(對(duì)變轉(zhuǎn)矩應(yīng)用限制為1.1Tn)4 恒功率段的超速力矩第十五頁(yè)，共46頁(yè)。負(fù)載類型變頻器的選型和應(yīng)用,首先要考慮的就是負(fù)載的類型負(fù)載可以分為三大類恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載例如輸送帶,提升,鉆床,擠出機(jī),容積泵變轉(zhuǎn)矩負(fù)載例如離心風(fēng)機(jī),離心泵恒功率負(fù)載例如磨床,高速車床,繞線筒等根據(jù)不同的負(fù)載類型,以及其它功能和性能的要求,選擇對(duì)應(yīng)系列的變頻器第十六頁(yè)，共46頁(yè)。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載在整個(gè)運(yùn)行的速度范圍內(nèi),需要相同大小的負(fù)載當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí),負(fù)載轉(zhuǎn)矩保持不變所需功率與轉(zhuǎn)速成正比通常轉(zhuǎn)速限制在基本頻率以內(nèi)第十七頁(yè)，共46頁(yè)。變轉(zhuǎn)矩負(fù)載負(fù)載轉(zhuǎn)矩是轉(zhuǎn)速的函數(shù):在低速下需要較小的轉(zhuǎn)矩,而在高速下需要較大的轉(zhuǎn)矩只有兩類典型的負(fù)載:離心泵和離心風(fēng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速以下設(shè)備產(chǎn)生的流量與泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比設(shè)備產(chǎn)生的壓力與泵或風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的平方成正比設(shè)備消耗的功率與泵或風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的立方成正比第十八頁(yè)，共46頁(yè)。變轉(zhuǎn)矩負(fù)載對(duì)于變轉(zhuǎn)矩的離心風(fēng)機(jī)和泵,所需功率與流量成正比是節(jié)能的原理所在.當(dāng)所需的流量為額定流量的一半時(shí),意味著所需要的功率僅僅為額定功率的八分之一.成年累月地積累下來(lái),形成巨大的節(jié)能潛力.第十九頁(yè)，共46頁(yè)。恒功率負(fù)載通常恒功率段是指在電機(jī)的基本頻率之上對(duì)于一個(gè)恒功率負(fù)載,實(shí)際上負(fù)載轉(zhuǎn)矩是負(fù)載物理尺寸的函數(shù)在轉(zhuǎn)速較低時(shí)需要的轉(zhuǎn)矩較高,在轉(zhuǎn)速較高時(shí),需要的轉(zhuǎn)矩較低.負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比,其乘積,亦即功率為恒定值,稱為恒功率負(fù)載.第二十頁(yè)，共46頁(yè)。變頻器對(duì)電機(jī)有多種控制模式不同的控制模式可以使變頻器適用于各種類型的電機(jī)和機(jī)械，可以獲得不同的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能電機(jī)控制模式包括：開環(huán)V/F模式（壓頻比模式）開環(huán)磁通矢量控制模式（SVC）閉環(huán)速度控制模式（FVC）轉(zhuǎn)矩控制模式（TC）同步電機(jī)控制模式（開環(huán)和閉環(huán)）電機(jī)控制模式第二十一頁(yè)，共46頁(yè)。培訓(xùn)內(nèi)容變頻器基本原理

施耐德變頻器概述

總結(jié)和答疑 第二十二頁(yè)，共46頁(yè)。施耐德變頻器概況

ATV3120.37~15KW

ATV61風(fēng)機(jī)泵類變頻器

ATV

12ATV71高力矩應(yīng)用變頻器ATV21（HVAC專用0.37~75KW15kw2.2kw1400kw630kw500kw75kw7.5kwATV3020.37kW~7.5kW廣泛的行業(yè)應(yīng)用OEM相對(duì)簡(jiǎn)單應(yīng)用復(fù)雜高要求ATV32高端書本型0.18~15KW第二十三頁(yè)，共46頁(yè)。ATV312小功率通變頻器操控自如，溝通無(wú)界應(yīng)用于0.18—15KW三相異步電動(dòng)機(jī)的通用型變頻器最簡(jiǎn)單操作方式：自帶7段碼操作與監(jiān)視界面LED明晰的參數(shù)菜單立即配置控制源和給定源最實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)配置：6邏輯輸入，2繼電器輸出，3模擬輸入，1模擬量輸出，均可編程和配置內(nèi)置制動(dòng)單元帶本地控制起停按鈕和電位器旋鈕通訊協(xié)議：自帶MODBUS和CANOPEN接口，無(wú)需添加其他卡件?？赏ㄟ^(guò)選件連接到其他通訊總線第二十四頁(yè)，共46頁(yè)。提升通訊能力：CANopen菊花鏈,ProfibusDP，DeviceNet；簡(jiǎn)約的用戶界面:通過(guò)手機(jī)進(jìn)行參數(shù)配置(Bluetooth?)直觀的導(dǎo)航按鍵，圖形操作終端自身面板操作強(qiáng)大而豐富的功能-針對(duì)應(yīng)用開發(fā)的特定功能通過(guò)自整定實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的特性ATV312小功率通變頻器操控自如，溝通無(wú)界第二十五頁(yè)，共46頁(yè)。關(guān)注性能在工業(yè)環(huán)境中簡(jiǎn)單而緊湊的機(jī)械中；關(guān)注集成在設(shè)備的PLC構(gòu)架中；關(guān)注人與變頻的互動(dòng)通用的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)溝通；藍(lán)牙通訊關(guān)注環(huán)境性能關(guān)注用戶友好提升用戶操作性能ATV312小功率通變頻器操控自如，溝通無(wú)界簡(jiǎn)化操作為了提升機(jī)器的性能第二十六頁(yè)，共46頁(yè)。應(yīng)用于0.18—15KW三相異步電動(dòng)機(jī)的通用型變頻器驅(qū)動(dòng)能力：頻率范圍：0.5～500HZ瞬時(shí)過(guò)力矩：170%60秒--200%2秒電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩制動(dòng)能力：連續(xù)輸出100%電機(jī)轉(zhuǎn)矩，可過(guò)載150%60秒適用行業(yè)：

-物料處理

-包裝

-專用機(jī)械

-泵和風(fēng)機(jī)ATV312小功率通變頻器操控自如，溝通無(wú)界第二十七頁(yè)，共46頁(yè)。ATV302小型通用變頻器聰慧于心穩(wěn)健于行應(yīng)用于0.37—7.5KW三相異步電動(dòng)機(jī)的通用型變頻器最典型功率段：0.37—7.5KW最簡(jiǎn)單操作方式：自帶7段碼操作與監(jiān)視界面明晰的下拉菜單立即配置控制源和給定源最實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)配置：6邏輯輸入，2繼電器輸出，3模擬輸入，1模擬量輸出，均可編程和配置內(nèi)置制動(dòng)單元帶本地控制起停按鈕和電位器旋鈕第二十八頁(yè)，共46頁(yè)。ATV302小型通用變頻器聰慧于心穩(wěn)健于行應(yīng)用于0.37—7.5KW三相異步電動(dòng)機(jī)的通用型變頻器最通用功能：8段預(yù)置速PI調(diào)節(jié)寸動(dòng)各種停車方式最皮實(shí)環(huán)境承受能力：全范圍電路板加強(qiáng)涂層（防水霧，防塵土，防腐蝕）-10--+50滿負(fù)荷運(yùn)行，可高至＋60降容使用可并排安裝電源電壓：380-15%--500+10%第二十九頁(yè)，共46頁(yè)。ATV302小型通用變頻器聰慧于心穩(wěn)健于行應(yīng)用于0.37—7.5KW三相異步電動(dòng)機(jī)的通用型變頻器最佳驅(qū)動(dòng)能力：速度范圍：1:100（矢量控制），1:50（V/F控制）瞬時(shí)過(guò)力矩：170%60秒--200%2秒電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩制動(dòng)能力：連續(xù)輸出100%電機(jī)轉(zhuǎn)矩，可過(guò)載150%60秒最適用機(jī)械配套行業(yè)：陶瓷，玻璃，木工等建材機(jī)械銑刨磨鍛沖鉆等機(jī)床工具波峰焊，電鍍，PCB等電子機(jī)械包裝，印刷，食品，塑機(jī)等輕型機(jī)械第三十頁(yè)，共46頁(yè)。ATV302小型通用變頻器聰慧于心穩(wěn)健于行內(nèi)在價(jià)值優(yōu)勢(shì)IGBT器件電壓寬度工作溫度加強(qiáng)涂層工藝參數(shù)設(shè)置內(nèi)部元器件貨期服務(wù)同級(jí)別最高過(guò)轉(zhuǎn)矩能力最廣電壓（380V~500V）最寬溫度（-10℃~+50℃）適應(yīng)各種環(huán)境可靠運(yùn)行簡(jiǎn)捷、淺顯品質(zhì)優(yōu)異，穩(wěn)定可靠4大物流中心庫(kù)存，貨期迅捷全國(guó)快速響應(yīng)出力到位，源源不斷適合各種電源不穩(wěn)定地區(qū)高溫不降容，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定促進(jìn)客戶產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)能力，增加附加值加快調(diào)試，贏得時(shí)間穩(wěn)固壽命，長(zhǎng)期運(yùn)行，節(jié)省成本幫助節(jié)約工期、提高效率，贏得競(jìng)爭(zhēng)幫助提升客戶品牌形象ATV302的客戶價(jià)值第三十一頁(yè)，共46頁(yè)。ATV61/71功率范圍ATV61/71覆蓋的電機(jī)功率范圍從0.75KW至630KW560/KW，690v系列可達(dá)2400KW/2000KW三個(gè)子系列：0,75--->630kW380/480V;ULType1/IP20電壓380V三相0,75--->90kW200/240V;ULType1/IP20電壓220V三相0,75--->90kW380/480V;ULType12/IP54電壓380V三相，高防護(hù)等級(jí)IP54所有規(guī)格均標(biāo)配圖形操作終端ATV61/71的75KW以下規(guī)格還可以帶有個(gè)4位7段碼顯示單元，訂貨時(shí)可帶圖形操作終端，也可不帶圖形操作終端（型號(hào)后帶Z）。ATV71/61通用&工程型變頻器強(qiáng)勢(shì)驅(qū)動(dòng)縱橫馳騁第三十二頁(yè)，共46頁(yè)。ATV61/71環(huán)境適應(yīng)環(huán)境溫度：運(yùn)行：-10C--+50C,不降容，最高可達(dá)60C,降容可緊湊式并排安裝，考慮降容儲(chǔ)存：-25C--+70C相對(duì)濕度：5--95%，無(wú)凝露或滴水最大工作高度：1000米，不降容1000-3000米，沒(méi)升高100米，降容1％所有規(guī)格的線路板帶有三防涂層，還可以定購(gòu)帶加強(qiáng)涂層的產(chǎn)品第三十三頁(yè)，共46頁(yè)。6種語(yǔ)言，中文作為標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言可以顯示8行24個(gè)字符通過(guò)導(dǎo)航鍵設(shè)置菜單導(dǎo)航顯示參數(shù)變化和狀態(tài)本地控制控制診斷：保留最近發(fā)生的8次故障存儲(chǔ)和拷貝4套配置功能鍵多變頻的操作方式用戶自定義菜單或參數(shù)中文圖形操作終端第三十四頁(yè)，共46頁(yè)。ATV61/71電磁兼容性和諧波對(duì)策為了減少變頻器的電流諧波污染，ATV61/71采取措施削弱：ATV61(71)HD18…HD75N4內(nèi)置DC電抗器，使進(jìn)線電流限制在輸出電流的1.1倍以內(nèi)。若外加DC電抗器或AC進(jìn)線電抗器選件，可以限制THDI<33%ATV61(71)HD90…HC63N4標(biāo)配DC電抗器，限制THDI<33%若需要整體滿足電網(wǎng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)IEEC519，可選用正弦波濾波器附件。P(kW)

15kW

75kW

500kW

可選3%電抗器ATV12ATV312ATV71ATV71可選3%電抗器ATV71集成3%電抗器Irms減少60%THD<=48%符合標(biāo)準(zhǔn)

內(nèi)置1%電抗器Irms減少30%第三十五頁(yè)，共46頁(yè)。ATV61風(fēng)機(jī)泵類應(yīng)用專用功能可調(diào)節(jié)能比，2點(diǎn)或5點(diǎn)平方V/F曲線帶有速度檢測(cè)的自動(dòng)跟蹤旋轉(zhuǎn)負(fù)載根據(jù)不同轉(zhuǎn)速的電流限幅自適應(yīng)內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器，靈活的給定，反饋，監(jiān)視和診斷以及手動(dòng)/自動(dòng)切換電能計(jì)數(shù)和運(yùn)行時(shí)間計(jì)數(shù)流體缺失檢測(cè)，零流量檢測(cè)，流量限制休眠功能和喚醒功能物理量顯示的客戶定制：如bar,l/s,C，m3/s等通過(guò)調(diào)整開關(guān)頻率（最高可達(dá)16KHz),可以有效地抑制電磁噪聲和諧振，開關(guān)頻率的調(diào)整可以在運(yùn)行中調(diào)整，也可以根據(jù)負(fù)載情況和電機(jī)熱狀態(tài)自動(dòng)隨機(jī)調(diào)節(jié)。

水處理地鐵隧道機(jī)場(chǎng)第三十六頁(yè)，共46頁(yè)。ATV71應(yīng)用行業(yè)專用功能完美的抱閘控制邏輯，制動(dòng)狀態(tài)反饋基于限位開關(guān)管理的定位高速提升和稱重功能直流母線連接電動(dòng)電位器與圍繞給定的電動(dòng)電位器完善的PID調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩控制，主從控制和負(fù)荷分配線路接觸器控制和出線接觸器控制，接觸器狀態(tài)反饋5種電機(jī)控制模式，ENA系統(tǒng)故障禁止和緊急撤離欠壓管理和直流母線供電冶金電力第三十七頁(yè)，共46頁(yè)。ATV61/71人機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)配置遠(yuǎn)程操作終端18.5KW(ATV61)/15KW(ATV71)以下，還集成一個(gè)4位7段碼顯示終端基于Windows界面的PowerSuite軟件直接連接Ethernet網(wǎng)絡(luò)連接Modem或藍(lán)牙無(wú)線連接快速編程宏配置：起動(dòng)-停止，泵和風(fēng)機(jī)，總線連接，PID調(diào)節(jié)等(ATV61)；起動(dòng)-停止，一般應(yīng)用，主從控制，總線連接，轉(zhuǎn)矩控制，提升等(ATV71)“簡(jiǎn)單啟動(dòng)”菜單分級(jí)結(jié)構(gòu)下拉菜單直接訪問(wèn)參數(shù)保存和拷貝第三十八頁(yè)，共46頁(yè)。ATV61/71系統(tǒng)集成及通訊集成了兩個(gè)Modbus或CANopen端口可以集成于主流工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)EthernetTCP/IPFipioModbus/Unite