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1、 变频器概述 目录 变频器的发展史变频器的组成变频器的工作原理更换变频器所需的工作 变频器的发展史 为什么要使用变频器 U F控制矢量控制DTC控制 为什么要使用变频器说到变频器 就不能不说交流电动机 因为变频器必须配合电动机使用 电动机被称为 工业的骡马 支撑着工业的发展 目前较常用的交流电动机有两种 一是交流异步电动机 二是交流同步电动机 其中交流异步电动机为最常用的 中国各类电动机的装机容量已超过6亿KW 交流异步电动机约占90 变频器的发展史 为什么要使用变频器交流异步电动机常用调速的种类 变频器的发展史 从上图我们分析比较可以得出以下结论变频调速的特性 调速范围广 效率高 安装方便
2、维护简单 各种特性均优于其他调速方法 U F控制方式 压频比控制 上世纪70年代 最初的变频器出现 即U F控制的变频器是通过改变同步转速的方式进行调速 分为基频以下和基频以上两种情况 基频以下调速为充分利用电动机铁心 发挥电动机产生转矩的能力 在基频下采用恒磁通的控制方式 要保持磁通不变 当频率从额定值向下调节时必须同时降低感应电动势 然而绕组中的感应电动势是难以直接控制的 当电动势值较高时 可以忽略定子电阻和漏磁感抗压降 用定子相电压来替代 即则得定子相电压 频率 常值低频时定子相电压和感应电动势都较小 定子电阻和漏磁感抗压降所占的分量相对较大 电机的转矩变小 可以人为的抬高定子相电压以补
3、偿定子压降 称作低频补偿或转矩提升 基频以上调速在基频以上调速时 频率升高 而定子电压却不可能超过额定电压 只能保持进线电压 这将使磁通与频率成反比的下降 使电动机工作在弱磁状态 基本上属于 恒功率调速 缺点 在低频时 启动转矩不足应用 一般用于风机 泵等平方转矩负载ABB变频器对应的机型为ACS510系列 变频器的发展史 矢量控制 仿真控制 上世纪80年代 由于U F控制的局限性 发展出了矢量控制模式的变频器矢量控制早在上世纪60年代就已出现 并由Siemens在1972年提出 但真正应用还是在微电子技术发展的80年代控制原理是通过对电机控制参数的实时解耦 实现电机的转矩和磁通控制 达到和直
4、流电机一样的调速特性 众所周知 异步电动机是一个高阶 非线性 强耦合的复杂系统 矢量控制就是通过坐标系的变换 实现定子侧控制量的解耦 把定子电流中的励磁电流分量和转矩电流分量变成标量独立开来 分别进行控制 这样通过坐标系变换重建的电动机模型就可以等效为一台直流电动机 从而可象直流电动机那样进行快速的转矩和磁通控制 缺点 处理速度受中央处理器的运算决定 一般为20 30ms应用 一般用于对可靠性要求不高的恒转矩负载ABB变频器对应的机型为ACS550系列 变频器的发展史 DTC控制 直接转矩控制 上世纪90年代 由ABB公司出了DTC控制模式的变频器DTC控制技术于上世纪80年代中期提出 产品成
5、形于90年代中期 最早出现的产品型号是ACS600 经过近10年的发展 现已被ACS800替代 和矢量控制不同 DTC控制摒弃了解耦得思想 取消了旋转坐标系变换 简单地通过检测电机定子电压和电流 借助瞬间空间矢量理论计算电机的磁链和转矩 并根据与给定值比较所得的差值 实现磁链与转矩的直接控制 这种控制模式和其他控制模式在相同处理器的条件下 DTC模式下的运算处理更快 这意味着在负载转矩变化时 可以更加快速的响应负载转矩的变化 缺点 由于是对电流的控制 所以不能应用在高低高的场合应用 工程型变频器可以应用在任何交流电机的场合ABB变频器对应的机型为ACS800系列 变频器的发展史 目录 变频器的
6、发展史变频器的组成变频器的工作原理更换变频器所需的工作 变频器的组成 ACS800 01 XXXX 3 变频器的组成 ACS800 04 XXXX 3 ACS800 01和ACS800 04R2 R6机型的区别 变频器的组成 ACS800 01 ACS800 04 R2 R6和R7 R8机型的区别 变频器的组成 R2 R6 R7 R8 变频器的组成 变频器由以下基本单元组成1 整流单元2 储能单元3 逆变单元4 制动单元5 控制单元 变频器的组成 功率单元 整流单元1 二极管整流2 二极管 晶闸管整流3 晶闸管反向并联整流4 IGBT整流 储能单元1 电容储能2 电感储能 逆变单元1 IGBT
7、 变频器的组成 功率单元 主控板1 1RMIO R2 R61 2RDCU R7 R8 RMIO 01C或RMIO 11C RDCU 02C或RDCU 12C RMIO 02C或RMIO 12C 变频器的组成 控制单元 功率板2 1 RINT R2 R6 RINT5514 R5 变频器的组成 控制单元 RINT6611C R6 现被RINT5611C组件替代 功率板2 2 AINP AINT APOW AGDR R7 R8 AINP 01C AINT 02C APOW 01C AGDR 71C 变频器的组成 控制单元 RINT 主电路 完成对电机提供驱动功率的变换过程电路板 控制电路完成计算 通
8、讯 数据采集和电机控制等功能 I O接口 Port1 Port2 Port3 RMIO 01 ACS800 01电路板的连接 变频器的组成 电路板连接图 主电路 完成对电机提供驱动功率的变换过程电路板 控制电路完成计算 通讯 数据采集和电机控制等功能 ACS800 04电路板的连接 变频器的组成 电路板连接图 变频器的组成 诊断和控制盘接口板 ADPI 板上有控制盘的连接座 红色指示灯和绿色指示灯每个模块可以并联两块这样的电路板 用于平板式安装和书架式安装 控制盘即插即用 两个控制盘不能同时工作 变频器的组成 电机控制和I O板 RMIO 02C或RMIO 12C 24VDC电源 2路用于现场
9、总线的并联端口现场总线I O扩展脉冲编码器新的可选件系列 PPCC link 串口通讯与AINT通讯 光纤连接 控制盘连接器 模拟I O2路电流输入1双极性电压输入2路电流输出AI电气隔离 数字输入6路可编程1固定为停车 启动互锁 两组隔离 24VDC 3可编程继电器输出 DDCS适配器连接器 DDCS适配器带4路通道PC连接主从通讯 老版可选件 变频器的组成 ACS800 04主电路板 AINT 包括传动中的所有的高压和内部测量元件自动电流测量比例换算 不再需要焊接槽缝给AINP和AGDR板 ABRC板 供电接地故障和短路保护可调整的接地故障电流跳闸极限接地故障检测是基于输出的三相电流一种型
10、号适用于所有ACS800 04的型号AINT 02 C 变频器的组成 ACS800 04电源板 APOW 直接给RMIO和AINT板提供电源通过AINT板间接给AINP板提供电源直接与直流回路连接 变频器的组成 ACS800 04输入桥控制板 AINP 启动输入桥的晶闸管电源来自于AINT软件控制充电过程 输入桥启动 当直流母线电压达到0 7 1 35 380V并且电压上升的变化率 0 01 UN 10ms 变频器的组成 ACS800 04门极驱动板 AGDR 直接与IGBT模块相连门极控制 饱和反馈和温度检测都通过这块电路板 变频器的组成 ACS800 04输入桥保护板 AIBP 针对瞬变
11、保护输入桥 ACS800R2 R6硬件分解图1 控制盘支架 外壳骨架 控制盘 防护盖 可选的适配器组件 接地板 控制和I O板 EMC滤波板 功率板 直流电抗 散热片 功率半导体 接线盒 支撑扳 风机 变频器的组成 结构图 ACS800R2 R6硬件分解图2 变频器的组成 结构图 变频器的组成 结构图 ACS800R7 R8外观图 AC电抗器 辅助电源变压器 熔断器 控制盘CDP312R 电机控制和IO板 RMIO 输入整流桥 压敏电阻板 制动斩波器 直流电容器 电流互感器 冷却风机 散热器 主电路接口板 RINT IGBTs 门极驱动板 EMC板 option 共模滤波器 可选件 铁淦氧环形
12、滤波器 充电电阻 开关电源板 空气入口 变频器的组成 结构图 X39控制盘电缆插口 I O接线端子 可拆卸 可选模块接口1 可选模块接口2 光纤扩展模块接口 R2 R4 带转轴的控制盘托架 向左侧转动托架 可见到I O端子排 控制电缆屏蔽层接地端子 360 接地 变频器的组成 外部附件 变频器的组成 外部附件 RMBA RDNA RLON RPBA RCAN RCNA RMBP RETA RIBA RAIO RDIO RTAC OptionsList 变频器的组成 外部附件 传动的连接 变频器的组成 外部附件 变频器的组成 外部附件 扩展模块的实际的连接图 目录 变频器的发展史变频器的组成变频
13、器的工作原理更换变频器所需的工作 变频器的工作原理 变频器的工作原理 变频器的工作原理 目录 变频器的发展史变频器的组成变频器的工作原理更换变频器所需的工作 更换变频器所需的工作 开箱 确认附件齐全 外观无损坏 上传参数注意 在下载之前须进行上传 确认目标传动单元的程序版本与源传动单元的程序版本相同 参见参数33 01和33 02 将控制盘从一个传动单元移开之前 确认控制盘处于远程控制模式状态 可以通过LOC REM键进行改变 下载之前传动单元必须处于停止状态 在上传之前 每个传动单元进行下列步骤 设置电机参数 激活可选设备的通讯 参见参数组98OPTIONMODULES 在上传之前 对源传动单元进行如下操作 即可获取拷贝 设置参数组10 97的值 更换变频器所需的工作 更换变频器所需的工作 上传参数 拆除功率电缆和控制电路电缆注意 ACS800控制电路的电缆无需拆线 把端子从RMIO或RDCU上拔下即可安装新变频器 并连接功率电缆和控制电缆 更换变频器所需的工作 设置参数设置99组电机数据并辨识电机设置98组参数激活外部附件下载参数 更换变频器所需的工作 下载参数 更换变频器所需的工作
