变频器应用技术.课件.ppt
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- 变频器 应用技术 课件
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1、 2022-3-17第一章 变频器的基础知识 通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压和频率可调的交流电的装置称作 变频器。把直流电(DC )变换为交流电(AC )的装置称为逆变器。1 变频器的概念变频器的概念2022-3-17富士变频器汇川变频器2022-3-17台达变频器台达变频器一.异步电动机调速的基本原理2022-3-17定子定子定子绕组、铁芯、机座定子绕组、铁芯、机座绕线式绕线式: 三相转子绕组三相转子绕组 可串电阻可串电阻鼠笼式鼠笼式转子转子 当三相对称的电流流入三相定子绕组后,当三相对称的电流流入三相定子绕组后,电电动机动机内便会产生旋转磁场内便会产生旋转磁场. 方向方向:
2、相序决定相序决定 大小大小: 电流决定电流决定2022-3-171060Pfn (亦称同步转速)亦称同步转速)(2).旋转磁场旋转磁场: f1=50 P 1 2 3 4 工频工频 n0 = 3000 1500 1000 750 转速转速:例如例如2022-3-17(3).异步电动机的旋转异步电动机的旋转 通入三相电源通入三相电源 产生旋转磁场产生旋转磁场 转子转子导条切割磁场导条切割磁场 产生感应电动势产生感应电动势(电流电流) 带电导体在磁场中带电导体在磁场中 产生电磁力产生电磁力 对对轴心产生二个方向相反、大小相等的电磁轴心产生二个方向相反、大小相等的电磁转矩转矩 转子旋转转子旋转2022
3、-3-17 转子与旋转磁场有相对运动是电动机旋转的转子与旋转磁场有相对运动是电动机旋转的原因原因(4).转速转速00nnn 000snnnnn1060(1)(1)Pfnnss(1).改变极对数改变极对数P 调速电机调速电机(2).改变转差率改变转差率S 滑差电机滑差电机(3).改变频率改变频率 f1 变频调速变频调速(5) . 异步电动机调速方法异步电动机调速方法(亦称异步转速)亦称异步转速)2022-3-17(6).异步电动机变频调速异步电动机变频调速(实际应用实际应用)输输 出出0-380V等效正弦波等效正弦波 实际实际PWM波波输输 入入正弦波正弦波380V三相三相 50Hz三相三相0-
4、50(200)Hz2022-3-17专为满足变频器调速需要而设计,其特点: (1)磁饱和程度较低,铁芯齿槽深 (2)绕组漏阻抗低 (3)提高了电机热容量和绝缘等级 (4)另外设置了冷却风机专用电动机所具有的优点: (1)具有很好的转矩特性 (2)解决了低速散热和高速动态平衡及轴承承受能力 (3)允许在基频的基础上作较大范围的变化( 7 ).变频器专用电动机变频器专用电动机2022-3-172022-3-172022-3-172022-3-172022-3-17二二 变频器的基本结构变频器的基本结构 所有变频器其基本结构相同,但所有变频器其基本结构相同,但具体电路各有差异。具体电路各有差异。20
5、22-3-17A.主电路主电路(主回路主回路)整流电路整流电路: 将三相交流电变成脉动直流电将三相交流电变成脉动直流电滤波电路滤波电路: 使脉动直流电成为较平滑的直流使脉动直流电成为较平滑的直流 电电 电容器电容器 电压型变频器电压型变频器 电感器电感器 电流型变频器电流型变频器限流电路限流电路: 限止刚接通电源时的充电电流,限止刚接通电源时的充电电流, 以保护整流二极管以保护整流二极管制动电路制动电路: 吸收泵生电压和增大电机制动转吸收泵生电压和增大电机制动转 矩矩逆变电路逆变电路: 在驱动电路的控制,将直流电变在驱动电路的控制,将直流电变成交流电成交流电滤波元件滤波元件2022-3-17整
6、流电路逆变电路制动电路缓冲电路变频器主电路变频器主电路2022-3-17整流模块主要参数整流模块主要参数耐压耐压1600V(1200V) 电流电流 根据实际需要根据实际需要2022-3-17部分功率模块、部分功率模块、IPM、电力半导体器件及驱动电路、电力半导体器件及驱动电路GTR 、电力 MOSFET 和 IGBT 等器件2022-3-17 二单元二单元 IGBT逆变模块逆变模块:2022-3-176单元IGBT逆变模块 富士6M系列模块与7M系列的区别是:6M模块不带制动IGBT,而7M系列模块内部有制动IGBT。如6MBI100S-120-02,7MBR50SA0602022-3-17B
7、.控制电路控制电路保护电路: 由取样、放大、处理三部分电路组成。驱动电路: 把CPU送出的PWM信号进行电压和功。 率放大,控制逆变电路中六个开关器件。I/O电路: 处理变频器对外输入和输出相关信号的 电路。操作面板: 一是用于显示,另外作为操作键盘CPU: 变频器的核心电路,按照相关信号控制变频器的工作 。开关电源: 向控制电路提供所需的直流工作电压。2022-3-17 C . 变频器输出频率的几种控制方法变频器输出频率的几种控制方法 操作面板控制电压控制 0-5V(0-10V、0-15V)电流控制 4-20mA(0-20mA)通讯控制 通过通讯接口脉冲控制2022-3-17日立变频器接线图
8、1.变频器的选择 U/f 控制方式 一般性能的调速 矢量 直接转矩 高性能的调速 风机 水泵型 伺服型 高压型 专用设备型2022-3-17第二章第二章 变频器的应用变频器的应用通用变频器通用变频器 专用变频器专用变频器 2022-3-17 2.变频器容量的选择 一拖一 :一般与电动机的功率相同 以下情况需要高一档次: 六极 八极电机,加减速时间较短,启动转矩要大。 同时启动同时停止 不同时启动不同时停止mIImMmsII0.9I 一拖几一拖几2022-3-173.变频器常用参数的设置 1 无特殊要求默认“出厂设置”,有要求的按要求重新设置 2 主要功能参数 (1) 基本频率电动机电源的额定频
9、率 (2) 基本电压电动电源的额定电压 (3) 最高频率指给定信号为最大值时变频器 的 输出频率 (4) 上、下限频率变频器的输出频率被限制在这两个频率之间2022-3-17(5) 最高频率电压最高频率输出时对应输出的电压(6)点动频率调试点动时的输出频率,一般较低(7)加速时间指变频器启动到输出最 高频率所需的时间 2022-3-17 (8) 减速时间变频器从最高频率下降到零频率 需的时间 (9) 上升,下降方式 : 线性方式 S型方式(反) 半S型方式(反)2022-3-17 正常(停止)停止时输出频率逐渐 下降 自由滑行停止时变频器停止输出 离线:输入相关电机参数 在线:可以随温度变化而
10、自动修正 参数,使运行保持稳定(10) 停止方式停止方式(11) 自整定自整定2022-3-17第三章 . 变频器的实际应用 开环控制系统 闭环控制系统恒量控制 1. 恒压供水系统 所谓恒压供水系统是指不管用水量如何变化水管的供水压力始终保持设定值。变频调速系统变频调速系统2022-3-17 XE=XD-XF通过PID调节XE0 XG上升 f上升XE0,经PID调节,XG上升f上升供水量Qi上升XF上升,直至XE=XD-XF=0,水压回升到设定值恒压供水,此时,XG、f 、Qi 保持不变。2022-3-17 当用水量Q0下降XF上升XE=XD-XF0,经PID调节,XG下降f下降供水量Qi下降
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