變頻器工作原理及應(yīng)用演示文稿

變頻器工作原理及應(yīng)用演示文稿目前一頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點本次講課的內(nèi)容主要分為4個方面：一、變頻器的概念和用途；二、變頻器及電器傳動的基礎(chǔ)知識；三、變頻器的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢四、變頻器使用注意事項目前二頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點模塊一、變頻器的概念和用途目前三頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器的概念變頻器的用途三相交流電網(wǎng)

3AC,400V,50Hz開關(guān)或接觸器變頻器異步電動機轉(zhuǎn)速可調(diào)0～50Hz可調(diào)一、變頻器的概念和用途目前四頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器的概念

變頻器（Variable-frequencyDrive，VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設(shè)備。目前五頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器的概念

基本概念

（1）VVVF改變電壓、改變頻率（VariableVoltageandVariableFrequency）的縮寫。

（2）CVCF恒電壓、恒頻率（ConstantVoltageandConstantFrequency）的縮寫。

目前六頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點各國使用的交流供電電源，無論是用于家庭還是用于工廠，其電壓和頻率均200V/60Hz（50Hz）或100V/60Hz（50Hz）。通常，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。

目前七頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器的組成變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、再次整流（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。目前八頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點

通過改變電源的頻率來達到改變電源電壓的目的，根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節(jié)能、調(diào)速的目的。目前九頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器的保護功能

變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。目前十頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器保護功能

由于變頻器大量的使用了各種半導(dǎo)體器件，如整流橋、IGBT、電解電容等，要想保證變頻器長期穩(wěn)定工作，則必須保證各器件工作在其允許條件下。超出條件則必須立刻或延時停止變頻器工作，待異常條件消失后才能重新開始工作，如保護失效或動作延遲將導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)不可恢復(fù)性損害。保護類型原因缺相輸入缺相輸入電壓值相差超過允許值輸出缺相輸出電流三相不平衡過流加速/減速/恒速超過變頻器允許的最大電流（2倍額定）過載超過變頻器允許的過載范圍過壓加速/減速/恒速直流母線電壓超過允許值過熱散熱器溫度超過允許值欠壓電網(wǎng)電壓過低目前十一頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器的保護功能現(xiàn)在通用變頻器不但在產(chǎn)品性能上有很大提高，而且自診斷功能、報警及保護功能也非常齊全，熟悉這些功能對于正確使用變頻器極其重要。

過電流逆變器過載過電壓熔斷器燒斷欠電壓存儲器出錯散熱板過熱通訊出錯外部報警輸入CPU出錯變器過熱自整定出錯動機過載目前十二頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把三相或單相交流電變換為直流電（DC）。然后再把直流電（DC）變換為三相或單相交流電（AC），我們把實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的裝置稱為“變頻器”（inverter）。

目前十三頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器選型—選型原則考慮變頻器運行的經(jīng)濟性和安全性，變頻器選型保留適當(dāng)?shù)挠嗔渴潜匾?。要?zhǔn)確選型，必須要把握以下幾個原則：充分了解控制對象性能要求。一般來講如對啟動轉(zhuǎn)矩、調(diào)速精度、調(diào)速范圍要求較高的場合則需考慮選用矢量變頻器，否則選用通用變頻器即可了解負(fù)載特性，如是通用場合，則需確定變頻器是G型還是P型了解所用電機主要銘牌參數(shù)：額定電壓、額定電流。目前十四頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器選型—選型原則確定負(fù)載可能出現(xiàn)的最大電流，以此電流作為待選變頻器的額定電流。如果該電流小于適配電機額定電流，則按適配電機選擇對應(yīng)變頻器，考慮成本因素，如選用的是通用變頻器，則可以選擇P型機以下情況要考慮容量放大一檔：

1、長期高溫大負(fù)荷2、異常或故障停機會出現(xiàn)災(zāi)難性后果的現(xiàn)場

3、目標(biāo)負(fù)載波動大4、現(xiàn)場電網(wǎng)長期偏低而負(fù)載接近額定

5、繞線電機、同步電機或多極電機（6極以上）目前十五頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器選型—選型原則充分了解各變頻器支持的選配件是正確選配的基礎(chǔ)。對于變頻器的選配件選配，必須要把握以下幾個原則：以下情況要選用交流輸入電抗器、直流電抗器民用場合，如：賓館中央空調(diào)、電機功率大于55KW以上電網(wǎng)品質(zhì)惡劣或容量偏小的場合如不選用可能會造成干擾、三相電流偏差大，變頻器頻繁炸機以下情況要選用交流輸出電抗器變頻器到電機線路超過100米（一般原則）以下情況一般要選用制動單元和制動電阻提升負(fù)載頻繁快速加減速大慣量（自由停車需要1min以上，恒速運行電流小于加速電流的設(shè)備）目前十六頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器選型—選型原則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)機水泵、輥道、高爐卷揚冶金各種主軋線、飛剪石化用風(fēng)機、泵、空壓機電梯門機、起重行走電梯、起重提升供水油田用風(fēng)機、水泵、抽油機、空壓機電廠風(fēng)機水泵、傳送帶市政鍋爐、污水處理部分拉絲機牽引拉絲機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)機泵礦山提升機卷煙制絲卷煙成型包裝低速造紙及配套風(fēng)機水泵、制漿高速造紙、切紙機、復(fù)卷機目前十七頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器的用途比較廣泛，無論是在生產(chǎn)還是咱們的日常生活中，都有所應(yīng)用。變頻器在公司生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用：例1、生產(chǎn)、生活中的恒壓泵供水系統(tǒng)；例2、高爐上料小車的控制；例3、球團廠的回轉(zhuǎn)窯旋轉(zhuǎn)控制；例4：煉鋼連鑄機的引錠桿的控制；例5：煉鋼廠轉(zhuǎn)爐的傾動控制等等；目前十八頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器可用于家電產(chǎn)品：例1、公共場所使用的中央空調(diào)；例2、家庭中還有熒光燈等產(chǎn)品。用于電機控制的變頻器，既可以改變電壓，又可以改變頻率。但用于熒光燈的變頻器主要用于調(diào)節(jié)電源供電的頻率。目前十九頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點下面就簡單舉幾個例子對變頻器的應(yīng)用進行講解。目前二十頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點

例1.

水泵節(jié)能恒壓供水圖10—1

供水系統(tǒng)示意圖壓力變送器生活小區(qū)目前二十一頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點操作室4～20mA～回轉(zhuǎn)窯出料口RSTUVW進料口減速箱FUIt例2.

球團回轉(zhuǎn)窯主驅(qū)動變頻調(diào)速示意圖目前二十二頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點UF1UF2UF3UF4UFUF5UF6PLC計算機四臺拉矯機變頻器結(jié)晶器變頻器連鑄鋼錠切斷機噴水系統(tǒng)冷卻水鋼水澆鑄鋼包鋼錠連鑄示意圖結(jié)晶器輸送輥道變頻器液壓系統(tǒng)例3：目前二十三頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點例4.雙泵雙變頻器PID調(diào)節(jié)UVWRSTPID調(diào)節(jié)器RSTUVWRP微調(diào)V+V-VI2GNDIIGNDII+-4~20mA電動機電動機壓力傳感器水泵水泵UFUF目前二十四頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點例5：中央空調(diào)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)工藝圖水泵電動機制冷機組冷卻塔溫度變送器冷卻風(fēng)扇UVWRSTGNDIIV+VI1RP4~20mAQQQUF目前二十五頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點模塊二、變頻器的基礎(chǔ)知識目前二十六頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器基礎(chǔ)知識—簡要工作原理～整流部分儲能環(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，輸出電流近似正弦目前二十七頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器基礎(chǔ)知識—簡要工作原理單相逆變電路工作原理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目前二十八頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器基礎(chǔ)知識—簡要工作原理S1S4S5S2S3S6UVEdW561UUVUVWUVW612123234345456561612三相逆變電路Ed缺點：輸出電壓的諧波分量太大電機諧波損耗增加，發(fā)熱嚴(yán)重甚至燒壞電機轉(zhuǎn)矩脈動較大，低速運行時影響轉(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目前二十九頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器基礎(chǔ)知識—簡要工作原理SPWM調(diào)制載波PWM（PulseWidthModuration）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，電機噪聲較大，IGBT有效的解決了這個問題目前三十頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點電氣傳動基礎(chǔ)知識—電氣傳動系統(tǒng)概述定義以交流（直流）電動機為動力拖動各種生產(chǎn)機械的系統(tǒng)我們稱之為交流（直流）電氣傳動系統(tǒng)，也稱交流（直流）電氣拖動系統(tǒng)構(gòu)成中間傳動機構(gòu)交流電源輸入終端機械交流電機直流調(diào)速裝置直流輸出皮帶輪、齒輪箱等風(fēng)機、泵等直流電機交流調(diào)速裝置交流輸出執(zhí)行機構(gòu)變頻器目前三十一頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點電氣傳動基礎(chǔ)知識—電氣傳動的目的和意義序號意義有代表意義的行業(yè)或設(shè)備1節(jié)能風(fēng)機、水泵、注塑機2提高產(chǎn)品質(zhì)量機床、印刷、包裝等生產(chǎn)線3改善工作環(huán)境電梯、中央空調(diào)目的根據(jù)設(shè)備和工藝的要求通過改變電動機速度或輸出轉(zhuǎn)矩改變終端設(shè)備的速度或輸出轉(zhuǎn)矩意義注：并不是所有的設(shè)備使用電氣傳動裝置后都可以節(jié)能目前三十二頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點電氣傳動基礎(chǔ)知識—電氣傳動系統(tǒng)基本工作原理電力傳動系統(tǒng)運動方程式T電機轉(zhuǎn)矩>T負(fù)載轉(zhuǎn)矩－－－加速運行

T電機轉(zhuǎn)矩<T負(fù)載轉(zhuǎn)矩－－－減速運行

T電機轉(zhuǎn)矩＝T負(fù)載轉(zhuǎn)矩－－－恒速運行電機轉(zhuǎn)矩控制性能是影響電氣傳動系統(tǒng)性能高低的最重要因素加減速時間和電機轉(zhuǎn)矩、負(fù)載轉(zhuǎn)矩以及系統(tǒng)慣量有關(guān)T電機轉(zhuǎn)矩－T負(fù)載轉(zhuǎn)矩

P電機功率＝T電機轉(zhuǎn)矩×N電機速度×K常數(shù)MT電機轉(zhuǎn)矩T負(fù)載轉(zhuǎn)矩中間傳動機構(gòu)終端機械目前三十三頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點電氣傳動基礎(chǔ)知識—電氣傳動系統(tǒng)工作原理速度模式：以保持轉(zhuǎn)速恒定為目的，如常規(guī)調(diào)速系統(tǒng)（電梯、各類生產(chǎn)線）?？刂圃O(shè)備根據(jù)速度要求自動調(diào)整電機轉(zhuǎn)矩適應(yīng)外部的負(fù)載變化，恒速時電機轉(zhuǎn)矩肯定等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩模式以控制電機轉(zhuǎn)矩恒定為目的，如：開卷/收卷，恒速時電機轉(zhuǎn)矩肯定等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，但電機的運轉(zhuǎn)速度不確定。如果電機轉(zhuǎn)矩始終大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，則速度持續(xù)上升直至設(shè)備限速或損壞如果電機轉(zhuǎn)矩始終小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，則速度為0或最低（下限）速度為保證系統(tǒng)安全，必須額外考慮限速或超速保護T電機轉(zhuǎn)矩－T負(fù)載轉(zhuǎn)矩

MT電機轉(zhuǎn)矩T負(fù)載轉(zhuǎn)矩中間傳動機構(gòu)終端機械目前三十四頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點電氣傳動基礎(chǔ)知識—電氣傳動系統(tǒng)負(fù)載特性傳動機構(gòu)電動機生產(chǎn)機械負(fù)載特性摩擦恒轉(zhuǎn)矩生產(chǎn)流水線起重行走速度T負(fù)載轉(zhuǎn)矩勢能恒轉(zhuǎn)矩電梯起重機提升恒功率（速度越低，負(fù)載轉(zhuǎn)矩越大）機床開卷機/收卷機變轉(zhuǎn)矩（速度越低，負(fù)載轉(zhuǎn)矩越?。╋L(fēng)機水泵負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小于與轉(zhuǎn)速無關(guān)目前三十五頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點電氣傳動基礎(chǔ)知識—交（直）流電氣傳動系統(tǒng)的特點直流電氣傳動系統(tǒng)特點：控制對象：直流電動機控制原理簡單，一種調(diào)速方式性能優(yōu)良，對硬件要求不高

電機有換向電刷（換向火化）電機設(shè)計功率受限電機易損壞，不適應(yīng)惡劣現(xiàn)場需定期維護交流電氣傳動系統(tǒng)特點：控制對象：交流電動機控制原理復(fù)雜，有多種調(diào)速方式性能較差，對硬件要求較高電機無電刷，無換向火化問題電機功率設(shè)計不受限電機不易損壞，適應(yīng)惡劣現(xiàn)場基本免維護70年代以前直流占統(tǒng)治地位交流調(diào)速只在大功率電機調(diào)速上使用目前三十六頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器基礎(chǔ)知識—交流電氣傳動系統(tǒng)的發(fā)展歷程交流異步電機的機械特性公式n＝60f/p(1-s)n：電機轉(zhuǎn)速

f：給電機供電的交流電頻率

p：電機極對數(shù)

s：轉(zhuǎn)差率T：電機力矩N：速度n0負(fù)載1異步機機械特性負(fù)載2交流同步電機的機械特性公式n＝60f/pn：電機轉(zhuǎn)速

f：給電機供電的交流電頻率

p：電機極對數(shù)n0負(fù)載1負(fù)載2T：電機力矩同步機機械特性目前三十七頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點調(diào)速方式名稱控制對象特點變極調(diào)速交流異步電動機有級調(diào)速，系統(tǒng)簡單，最多4段速調(diào)壓調(diào)速無級調(diào)速，調(diào)速范圍窄電機最大出力能力下降，效率低系統(tǒng)簡單，性能較差轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速變頻調(diào)速交流異步電動機交流同步電動機真正無級調(diào)速，調(diào)速范圍寬電機最大出力能力不變，效率高系統(tǒng)復(fù)雜，性能好可以和直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美早晚發(fā)展時間變頻器基礎(chǔ)知識—交流電氣傳動系統(tǒng)的發(fā)展歷程在變頻器出現(xiàn)前同步電機無法實現(xiàn)調(diào)速功能，因此只能在定速傳動領(lǐng)域使用三相交流鼠籠電機盡管調(diào)速性能不佳，但其結(jié)構(gòu)堅固、經(jīng)久耐用且價格低廉還是在一些性能較低的傳動現(xiàn)場使用目前三十八頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器基礎(chǔ)知識—變頻器及其特點變頻器變頻器是交流電氣傳動系統(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調(diào)速的電力電子變換裝置，英文簡稱VVVF(VariableVoltageVariableFrequency）變頻器的控制對象三相交流異步電機和三相交流同步電機，標(biāo)準(zhǔn)適配電機極數(shù)是2/4極序號

優(yōu)點1平滑軟啟動，降低啟動沖擊電流，減少變壓器占有量，確保電機安全2在機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，實現(xiàn)生產(chǎn)自動化控制變頻調(diào)速的優(yōu)勢（與其它交流電機調(diào)速方式對比）目前三十九頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器在調(diào)速的地位在采用了變頻器的交流抱動系統(tǒng)中，異步電動機的調(diào)速控制，是通過改變變頻器的輸出頻率實現(xiàn)的。因此，可以通過控制變頻器的輸出頻率，使電動機工作在較寬廣的調(diào)速范圍內(nèi)：并可以達到提高運行效率的目的。目前四十頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器在調(diào)速的地位通用性變頻器的調(diào)速范圍可以達到1：100以上，而高性能的矢量控制變頻器的調(diào)速范圍可以達到1：1000。當(dāng)采用矢量控制方式的變頻器，對異步電動機進行調(diào)速時．還可以直接控制電動機的輸出轉(zhuǎn)矩。因此，高性能的矢量控制變頻器與變頻器專用電動機的組合，在控制性能方面，可以超過高精度直流伺服電動機的控制性能。目前四十一頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點模塊三、變頻器應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢目前四十二頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點起步較晚已進入“黃金時期”國外品牌國內(nèi)品牌變頻調(diào)速的效果市場空間我國變頻器的應(yīng)用現(xiàn)狀目前四十三頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點向?qū)Ｓ眯头较虬l(fā)展向人性化方向發(fā)展易用性不斷提高變頻器的發(fā)展趨勢功率結(jié)構(gòu)模塊化智能化（信息化）優(yōu)化電網(wǎng)接口目前四十四頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點模塊四、變頻器使用注意事項目前四十五頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點

變頻器使用注意事項

1．嚴(yán)禁將變頻器的輸出端子U、V、W連接到AC電源上。2．變頻器要正確接地，接地電阻小于10Ω。3．變頻器存放兩年以上，通電時應(yīng)先用調(diào)壓器逐漸升高電壓。存放半年或一年應(yīng)通電運行一天。

目前四十六頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點

變頻器使用注意事項

4．變頻器斷開電源后，待幾分鐘后方可維護操作，直流母線電壓（P+，P-）應(yīng)在25V以下。5.避免變頻器安裝在產(chǎn)生水滴飛濺的場合。6.

不準(zhǔn)將P+、P-、PB任何兩端短路。

目前四十七頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點

變頻器使用注意事項

7.

主回路端子與導(dǎo)線必須牢固連接。8.變頻器驅(qū)動三相交流電機長期低速運轉(zhuǎn)時，建議選用變頻電機。9.變頻器驅(qū)動電機長期超過50HZ運行時，應(yīng)保證電機軸承等機械裝置在使用的速度范圍內(nèi)，注意電機和設(shè)備的震動、噪音。

目前四十八頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點

變頻器使用注意事項

10.變頻器驅(qū)動減速箱、齒輪等需要潤滑機械裝置，在長期低速運行時應(yīng)注意潤滑效果。11.變頻器在一確定頻率工作時，如遇到負(fù)載裝置的機械共振點，應(yīng)設(shè)置跳躍頻率避開共振點。12.變頻器與電機之間連線過長，應(yīng)加輸出電抗器。

目前四十九頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點

變頻器使用注意事項

13.嚴(yán)禁在變頻器的輸入側(cè)使用接觸器等開關(guān)器件進行頻繁啟停操作。14.電機首次使用或長期放置后使用，必須對電機進行絕緣檢測。使用500V電壓型兆歐表檢測，電機絕緣電阻大于5MΩ。15.對電機絕緣檢測時必須將變頻器與電機連線斷開。目前五十頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點

變頻器使用注意事項

16.在變頻器的輸出側(cè)，嚴(yán)禁連接功率因數(shù)補償器、電容、防雷壓敏電阻。17.變頻器的輸出側(cè)嚴(yán)禁安裝接觸器、開關(guān)器件。18.變頻器在海拔1000米以上地區(qū)使用時，須降額使用。目前五十一頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點

變頻器使用注意事項

19.變頻器輸入側(cè)與電源之間應(yīng)安裝空氣開關(guān)和熔斷器。20.變頻器輸出側(cè)不必安裝熱繼電器。目前五十二頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點

變頻器使用注意事項

21.變頻器使用壽命影響變頻器壽命的元件大致有三種：

自身冷卻風(fēng)扇

上電時限流電阻短路接觸器

中間環(huán)節(jié)大容量電解電容目前五十三頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點

變頻器使用注意事項

注意：前兩個元件是機械磨損元件，一般壽命為五年，第三個元件規(guī)定為五年，一般情況下五年后測量一下電容值，如果小于額定值的80%就應(yīng)更換，實際上，如果變頻器一直連續(xù)運行，電解電容可用十年。控制線應(yīng)與主回路動力線分開，控制線采用屏蔽電纜

。目前五十四頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點

變頻器使用注意事項

22.變頻器與負(fù)載的配置

變頻器長期工作電流

I變長=I電×115%（I電--電動機額定電流）

變頻器短期工作電流（可持續(xù)1～2分鐘）

I變短=I變×150%（I變--變頻器額定電流）

變頻器瞬時工作電流（可持續(xù)數(shù)秒鐘）

I變瞬=I變×180%目前五十五頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器原理及應(yīng)用

目前五十六頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點

變頻器的調(diào)速原理變頻器的調(diào)速原理

改變輸入頻率（無級調(diào)速）——變頻器N=60F/PP：極對數(shù)F：頻率N：轉(zhuǎn)速改變極對數(shù)（有級調(diào)速）調(diào)速原理：調(diào)速方法：目前五十七頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點交-直-交變頻器的主要結(jié)構(gòu)框圖目前五十八頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點單向逆變橋目前五十九頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻方法目前六十頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點三相逆變橋目前六十一頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器的輸出和頻率

即：變頻的同時變壓，也叫VVVF目前六十二頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻又變壓方法－PWM利用調(diào)制波與三角波信號比較后獲得一系列等幅不等寬的脈沖序列。原理：利用三角波載波作為信號與調(diào)制信號（一般為正弦波）相比較，以確定各分段矩形脈沖的寬度。改變調(diào)制波的電壓脈沖頻率時，輸出電壓基波的頻率也隨之改變，降低調(diào)制波的幅值時，各段脈沖寬度都將變窄，從而使輸出電壓基波的幅值也相應(yīng)減少。目前六十三頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻又變壓方法－PWM目前六十四頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點SPWM目前六十五頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點SPWM的實現(xiàn)－單極性目前六十六頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點SPWM的實現(xiàn)－雙極性目前六十七頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點提問：1.可否用萬用表，測量變頻器的輸出電壓？2.變頻器輸出的是什么波形？目前六十八頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器的控制方法－電動機調(diào)速基礎(chǔ)

Td=KmFsFrsinθTd:電動機的電磁轉(zhuǎn)矩Km：比例系數(shù)Fs，F(xiàn)r：三相矢量中的任意兩個矢量的模θ：Fs和Fr的夾角FsFrθFc電動機統(tǒng)一轉(zhuǎn)矩公式電動機磁通矢量圖由電動機統(tǒng)一轉(zhuǎn)矩公式可知，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩和三個磁通矢量中的任意兩個矢量的模和夾角有的余弦成正比，所以要控制電磁轉(zhuǎn)矩就必須控制任意兩個矢量的模和夾角目前六十九頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器的控制方法－U/F1.恒U/F控制(屬于標(biāo)量控制)定子電動勢有效值為:E=4.44ψFψ:電動機氣隙磁鏈F:電動機工作頻率為避免電動機因頻率的變化而導(dǎo)致磁路飽和引起勵磁電流增大,功率因數(shù)和效率降低,需要維持氣隙磁通,所以在調(diào)節(jié)F時,E也回相應(yīng)地變化,即:E/F=K(恒定值)目前七十頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器的控制方法－矢量控制8.1基本思想

(1)對直流電動機的分析在變頻調(diào)速技術(shù)成熟之前，直流電動機的調(diào)速特性被公認(rèn)為是最好的。究其原因，是因為它具有兩個十分重要的特點:(a)磁場特點它的主磁場和電樞磁場在空間是互相垂直的，如圖(a)所示;(b)電路特點它的勵磁電路和電樞電路是互相獨立的，如圖(b)所示。在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速時，只調(diào)節(jié)其中一個電路的參數(shù)。目前七十一頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器的控制方法－矢量控制仿照直流電動機的控制特點，對于調(diào)節(jié)頻率的給定信號，分解成和直流電動機具有相同特點的磁場電流信號i*M和轉(zhuǎn)矩電流信號i*T，并且假想地看作是兩個旋轉(zhuǎn)著的直流磁場的信號。當(dāng)給定信號改變時，也和直流電動機一樣，只改變其中一個信號，從而使異步電動機的調(diào)速控制具有和直流電動機類似的特點。對于控制電路分解出的控制信號i*M和i*T，根據(jù)電動機的參數(shù)進行一系列的等效變換，得到三相逆變橋的控制信號i*A、i*B和i*C，對三相逆變橋進行控制，如圖所示。從而得到與直流電動機類似的硬機械特性,

提高了低頻時的帶負(fù)載能力。目前七十二頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器的控制方法－矢量控制目前七十三頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點無傳感器和有傳感器的矢量控制根據(jù)在實行矢量控制時，是否需要轉(zhuǎn)速反饋的特點，而有無反饋和有反饋矢量控制之分。無反饋矢量控制是根據(jù)測量到的電流、電壓和磁通等數(shù)據(jù)，簡接地計算出當(dāng)前的轉(zhuǎn)速，并進行必要的修正，從而在不同頻率下運行時，得到較硬機械特性的控制模式。由于計算量較大，故動態(tài)響應(yīng)能力稍差在許多場合，安裝編碼器不方便，同時也是為了降低成本，要求使用無編碼器系統(tǒng)。例如安裝空間較小，控制精度要求不高的場合。有反饋矢量控制則必須在電動機輸出軸上增加轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)，如圖中的虛線所示。由于轉(zhuǎn)速大小直接由速度傳感器測量得到，既準(zhǔn)確、又迅速。與無反饋矢量控制模式相比，具有機械特性更硬、頻率調(diào)節(jié)范圍更大、動態(tài)響應(yīng)能力強等優(yōu)點。目前七十四頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點變頻器的控制方法—直接轉(zhuǎn)矩控制3.直接轉(zhuǎn)矩控制（基于定子磁場定向）直接轉(zhuǎn)矩控制的原理框圖電動機變頻調(diào)速時的機械特性Ｔ＝Ｋ２△nＫ２:定常系數(shù)ＳＴ轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器T*T+-+-n*nT０△n當(dāng)T＜T*時，T0=1,磁場加速△n增大，轉(zhuǎn)矩增加；當(dāng)T>T*時，T0=0，磁場不變，電動機轉(zhuǎn)子因慣性使△n減小，轉(zhuǎn)矩減小。目前七十五頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制目前七十六頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點負(fù)載恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載恒功率負(fù)載風(fēng)機泵類負(fù)載目前七十七頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點普通異步電動機與變頻電機區(qū)別一、普通異步電動機都是按恒頻恒壓設(shè)計的，不可能完全適應(yīng)變頻調(diào)速的要求。以下為變頻器對電機的影響

1、電動機的效率和溫升的問題

不論那種形式的變頻器，在運行中均產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和電流，使電動機在非正弦電壓、電流下運行。拒資料介紹，以目前普遍使用的正弦波PWM型變頻器為例，其低次諧波基本為零，剩下的比載波頻率大一倍左右的高次諧波分量為：2u+1（u為調(diào)制比）。

高次諧波會引起電動機定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅（鋁）耗、鐵耗及附加損耗的增加，最為顯著的是轉(zhuǎn)子銅（鋁）耗。因為異步電動機是以接近于基波頻率所對應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的，因此，高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條后，便會產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。除此之外，還需考慮因集膚效應(yīng)所產(chǎn)生的附加銅耗。這些損耗都會使電動機額外發(fā)熱，效率降低，輸出功率減小，如將普通三相異步電動機運行于變頻器輸出的非正弦電源條件下，其溫升一般要增加10%~20%。

目前七十八頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點普通異步電動機與變頻電機區(qū)別

2、電動機絕緣強度問題

目前中小型變頻器，不少是采用PWM的控制方式。他的載波頻率約為幾千到十幾千赫，這就使得電動機定子繞組要承受很高的電壓上升率，相當(dāng)于對電動機施加陡度很大的沖擊電壓，使電動機的匝間絕緣承受較為嚴(yán)酷的考驗。另外，由PWM變頻器產(chǎn)生的矩形斬波沖擊電壓疊加在電動機運行電壓上，會對電動機對地絕緣構(gòu)成威脅，對地絕緣在高壓的反復(fù)沖擊下會加速老化。

目前七十九頁\總數(shù)八十五頁\編于十二點普通異步電動機與變頻電機區(qū)別？。

3、諧波電磁噪聲與震動

普通異步電動機采用變頻器供電時，會使由電磁、機械、通風(fēng)等因素所引起的震動和噪聲變的更加復(fù)雜。變頻電源中含有的各次時間諧波與電動機電磁部分的固有空間諧波相互干涉，形成各種電磁激振力。當(dāng)電磁力波的頻率和電動機機體的固有振動頻率一致或接近時，將產(chǎn)生共振現(xiàn)象，從而加大噪聲。由于電動機工作頻率范圍寬，轉(zhuǎn)速變化范圍大，各種電磁力波的頻率很難避開電動機的各構(gòu)件的固有震動頻率。

4、電動機對頻繁