變頻器基礎(chǔ)知識培訓(xùn).ppt

1、變頻器基礎(chǔ)知識,一.異步電動機(jī)工作原理 二.變頻器的構(gòu)成及工作原理 三.整機(jī)型號的認(rèn)識 四.變頻器的應(yīng)用范圍,異步電動機(jī)的工作原理,變頻器實(shí)際所帶的負(fù)載就是異步電動機(jī)，所以對異步電 機(jī)要有一個初步的了解。,電機(jī)模型圖,異步電動機(jī)的工作原理,當(dāng)給定子繞組加三相交流電時該電壓將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn) 的磁場。因?yàn)槿嚯妷好恳幌嚯妷?滯后120而這個磁場 速度由定子上電壓和頻率所決定。位于該磁場的轉(zhuǎn)子繞組將 切割磁力線，并在轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電勢和感應(yīng)電流，該電 流又受到旋轉(zhuǎn)磁場的作用產(chǎn)生電磁力就是轉(zhuǎn)矩。,電動機(jī)的主要參數(shù)有：電流、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩；電壓、功率。 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速方程是：N = 60 * f * (1-s

2、) / p N：電動機(jī)的轉(zhuǎn)速；f：定子電源頻率； P：極對數(shù)；S：轉(zhuǎn)差率； 電動機(jī)的調(diào)速方案： 1、改變電源頻率f；通過變頻器實(shí)現(xiàn)。 2、改變極對數(shù)p；變極電動機(jī)。 3、改變轉(zhuǎn)差率s；轉(zhuǎn)子繞線電動機(jī)。,變頻器工作原理及構(gòu)成,基本概念 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻 率及電壓的電能控制裝置。 基本特性 變頻器是將固定頻率、電壓的電源，變成頻率、電壓可變的電 源變換裝置。 電動機(jī)調(diào)速時，如果僅改變頻率而不改變電壓，電動機(jī)的磁通將 飽和，導(dǎo)致電動機(jī)電流增大，電動機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重，甚至燒毀。 變頻器驅(qū)動電動機(jī)時，電壓、頻率要同時有規(guī)律的變化。 變頻器是電力電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控

3、制技術(shù)高速發(fā)展的結(jié)果。,變頻器工作原理及構(gòu)成,計(jì)算機(jī)技術(shù)：專用電動機(jī)控制芯片；DSP，單片機(jī)等； 控制技術(shù)：矢量控制、參數(shù)自適應(yīng)、PWM技術(shù)、無傳感器速度辨識等； 電力電子器件：晶閘管、功率場效應(yīng)管（MOSFET）、IGBT、IPM、PIM等。 IGBT：絕緣柵雙極晶體管；大功率變頻器使用； IPM；智能功率模塊；中等功率變頻器使用； PIM：功率集成模塊；小功率變頻器使用；,變頻器工作原理及構(gòu)成,變頻器的構(gòu)成,主回路構(gòu)成 電源輸入整流橋緩沖電阻濾波電容逆變橋電源輸出。 制動單元。 圖見下頁,變頻器工作原理及構(gòu)成,變頻器工作原理及構(gòu)成,主回路工作原理: 交直部分 1.整流電路 整流電路由VD1

4、VD6組成三相不可控整流橋，它是將電源的三相交流全波整流成直流。整流電路因變頻器輸出功率的大小不同而異，小功率的輸出電源多用單項(xiàng)220V，整流電路為單項(xiàng)全波整流電路。功率較大的一般用三相380V電源，整流電路為三相橋式全波整流電路。 設(shè)電源的線電壓為UL。三相全波整流后平均直流電壓UD的大小是：UD=1.35UL，我國三相電源為380V故全波整流后的平均電壓為513V。 2.濾波電容器CF 整流電路輸出的整流電壓是脈動的直流電壓，必須加以濾波。濾波電容CF的作用是：除了濾除整流后的電壓紋波外，還在整流電路與逆變器之間起去藕作用，以消除互相干擾，這就給作為感性負(fù)載的電動機(jī)提供了必要的無功功率。因

5、而，中間直流電路電容器的電容量比較大，起到儲能作用，所以中間直流電路的電容又稱儲能電容。,變頻器工作原理及構(gòu)成,主回路工作原理: 3.限流電阻RL與開關(guān)SL 由于儲能電容較大，加之在接入電源時電容兩端的電壓為零，故當(dāng) 變頻器剛合上電源的瞬間，濾波電容器CF的充電電流是很大的 過大的沖擊電流將可能使三相整流橋的二極管損壞。 為了保護(hù)整流橋，在變頻器剛接通電源后的一段時間里，電路內(nèi)串 入限流電阻，其作用是將電容器CF的充電電流限制到允許的范圍 內(nèi)。開關(guān)SL的功能是：當(dāng)CF充電到一定程度，令SL接通，將RL短 路掉。 在有些變頻器里，SL用晶閘管代替，如圖中虛線所示。,變頻器工作原理及構(gòu)成,4.電源

6、指示HL HL除了表示電源是否接通以外，還有一個十分重要的功能，即在變頻 器切斷電源后，顯示濾波電容CF上的電荷是否已經(jīng)釋放完畢。 直交部分(下頁),變頻器工作原理及構(gòu)成,直交部分 逆變器是將直流電變換成交流電的裝置。圖上中的直流電是50Hz的交流電經(jīng)過二極管橋式整流后，變換成電壓為Ud的直流電源，屬于電壓型。在由四個IGBT開關(guān)管組成的電路中，以V1與V4為一組，V2與V3為另一組，使之交替通、斷，便能在負(fù)載上形成交流電 。,變頻器工作原理及構(gòu)成,控制回路部分 鍵盤板控制板接口板驅(qū)動板電源板 控制電路：根據(jù)用戶指令、檢測信號，向逆變橋發(fā)出控制 脈沖，控制變頻器的輸出。同時檢測外部接口信號，變

7、頻 器內(nèi)部工作狀態(tài)等，以及進(jìn)行各種故障保護(hù)。 各機(jī)型的PCB區(qū)分: 每種機(jī)型所用的PCB主要為：主控板、電源板、鍵盤板、接口板，擴(kuò) 展卡等 一.電源板 1.電源板的區(qū)分主要根據(jù)機(jī)型系列和功率的大小,如:CHF,CHE,CHV系列,變頻器工作原理及構(gòu)成,變頻器工作原理及構(gòu)成,同功率段所用的板子為同一塊PCB，具體為多大功率，生產(chǎn)部在焊接時都會貼上標(biāo)識注明功率的大小。 其中系列及機(jī)型所對應(yīng)的電源板PCB型號見下表：,變頻器工作原理及構(gòu)成,二.主控板 主控板從硬件來看基本一致,只是其中幾個元器件不同，考慮到我們產(chǎn) 品功率太多，所以主控板在生產(chǎn)時未作標(biāo)識，只是使用的才更改其中幾個 元器件與所生產(chǎn)機(jī)型機(jī)

8、相匹配。 主控板參數(shù)如下： ZS5：R18，R20由原來的改為105電阻，要剪斷J3線，CN5插座焊 上，R49為30K。 G9：R18，R20不變，CN5不焊，45KW，包括45KW R49為 30K，55KW包括55KW以上R49為51K。 P9：R18，R20不變，CN5不焊，45KW，45KW包括45KW R49為 75K，55KW包括55KW以上R49為100K。 GS、GL同G9 T2的主控板上都有標(biāo)識不需改動,變頻器工作原理及構(gòu)成,變頻器工作原理及構(gòu)成,CHV100的主控板主要分為15KW和以上兩種主控板,一種帶本機(jī)顯示另一種不帶. CHV110所有主控板都一樣. CHE100

9、0.4-07為一種控制板,1.5-2.2為一種控制板,4-15為一種,18以上(含) 為一種控制板 CHF100 0.7-2.2為一種控制板,4-15為一種,18以上(含) 為一種控制板 主控制板及PCB型號對應(yīng)如下:,變頻器工作原理及構(gòu)成,三.金屬部件 各功率機(jī)器與所使用機(jī)箱對照表,變頻器工作原理及構(gòu)成,變頻器工作原理及構(gòu)成,銘牌數(shù)據(jù)（V/F） CHV CHE CHF 以型號INVT-G9-5R5T4為例,整機(jī)型號的認(rèn)識,整機(jī)型號的認(rèn)識,CHV高效能矢量 包括110系列,整機(jī)型號的認(rèn)識,經(jīng)濟(jì)型知矢量：,整機(jī)型號的認(rèn)識,高效能V/F,變頻器基本應(yīng)用,變頻器是一種廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的電力電子設(shè)備，它通過控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度來滿足各行業(yè)的需求，因此它的英文縮寫為 MDI：MOTOR DRIVE INVERTER 工業(yè)：鋼鐵、汽車、造紙、紡織、石油化工、水泥、 航空航天、 軍事裝備、機(jī)械工業(yè)等 民用：空調(diào)、供暖、電梯、供水、電廠等。,變頻器基本應(yīng)用,基本節(jié)電原理: 以風(fēng)機(jī)為例 風(fēng)機(jī)泵類負(fù)荷屬于變負(fù)載負(fù)荷，其轉(zhuǎn)數(shù)、功率、頻率、壓力存在如下關(guān)系 Q 風(fēng)量n 風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比 功率Pn3 軸功率與轉(zhuǎn)