变频器的应用-基础篇课件

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1、变频器的应用 【基础篇】,整流部分,变频器是什么？,变频器是： 将商用交流电源通过整流回路变换成直流， 将变换后的直流经过逆变回路变换成电压、频率可调节的交流电， 利用交流三相异步电动机的转速与频率成正比的特点，通过改变电源的频率和幅度以达到改变 电机转速的目的。, 变频器的基本构成,商用电源,逆变部分,平 波 电 容,整流,逆变,直流电压,电源电压,输出电压, 变频器的电压波形变化,输出电压的平均值 是正弦波,马达,正弦波（脉宽调制）控制方式,马达,电 源,驱动回路保护回路,控制回路,防冲击回路,（逆变回路）,DC/DC电源变换回路,变频器基本构成图,MDB（整流回路）,MDB（整流回路）,

2、平波电容,制动回路,变频器是什么？,操作面板,变频器在日常生活及工业生产中用途非常广泛比如我们日常生活中的供水，住户只要上了七楼以上，自来水公司的压力就很难满足需要了，水压不够，打不开热水器，启动不了全自动洗衣机的电磁阀，因为它们是靠水压来开启的。所以，对于一般的高层建筑，我们可以利用变频器的调速特性和编程自动化控制功能，把它装配在地下水池的水泵上，让水泵直接往用户管道供水。用户用水量大，变频器控制水泵自动加速运行；用户用水量小，变频器控制水泵减速运行；无人用水，自动减速甚至停机。这就是我们通常说的变频恒压供水。,变频器的用途,变频器是什么？,变频器不仅可以用于恒压供水，供油、送风同样适用。化

3、工厂、化纤厂、冶金厂、铸造厂、印染厂、纺织、制药厂、塑料厂、水泥厂、矿井，各行各业的工厂，根据它们工艺要求，会派上不同的用场。提升机、皮带传送、送风机，引风机，给料系统，注塑机，挤塑机，油田磕头机，可以说每一个行业的每一个生产工艺中，都能用上变频器。不论机关、院校、工厂，变频器都很适用，生活、消防也都需要。,变频器的用途,变频器是什么？,变频器是什么？,变频器的控制对象三相异步电动机,【三相异步电动机】,三相异步电动机主要由定子、转子、转轴组成，当在定子绕组上加上三相交流电压时，将会产生一个旋转磁场，该旋转磁场的速度由加在定子绕组上的三相交流电压的频率所决定。位于该磁场中的转子绕组，将切割旋转

4、磁场的磁力线，根据电磁感应原理，在转子绕组中将产生感应电动势和感应电流，感应电流与旋转磁场的磁通互相作用而产生电磁力，即转矩。转子及转轴将沿着与旋转磁场相同的方向旋转。任意改变三相定子绕组的两个电压相位，即可使磁场旋转的方向发生改变，电动机的转向也将随之变化，即可逆控制。 旋转磁场的转速称为同步转速，同步转速是根据电动机的极数和电源频率来决定的。由于需要有转矩输出，电动机的实际转速总是落后于同步转速，它们之间的差值称为转差率。,转子,转轴,风扇,风扇罩壳,机座,轴承,接线盒,端盖,定子,吊环,变频器的动作原理,可变速运转的原理,0,速度 N,转矩 T,额定转矩,启动转矩,同步转速 0（s=0）

5、,实际转速,（s=1）,最大转矩,动作领域,电动机区 （正力矩）,发电机区 （负力矩）,异步电动机的速度转矩特性,1,【 例 ： 、 】, 同步转速 0,0,（）,（r/min）, 转差率的速度,（）,（r/min）,转差,：马达的转速（r/min） ：频率（Hz） ：马达的极数（P） ：马达的转差率,变频器的用途“节约能源”,为什么使用变频器会节省能源？,风机、泵等需要控制流量（风量）的场合，采用变频器控 制或挡板控制，其消耗的电力和流量（风量）的关系如右 图。 流量（风量）小的场合，变频器的节电的效果特别明显。,变频器和挡板控制节能效果实例,例：宾馆等场所中央空调系统的运行流量：小时、 ：

6、小时。合計小时年、马达：台,采用挡板控制的场合所需的电力,（15kW91%2000小时）（15kW76%2000小时） 50,100kWh,風量,風量,使用变频器来控制马达转速时，所消耗的电力,（15kW61%2000小时）（15kW22%2000小时） 24,900kWh,風量,風量,一年间所节省的能源,50,100kWh24,900kWh25,200kWh/年,使用时需要特别注意的问题,使用之前应认真阅读产品的使用手册，正确使用变频器。 使用错误会导致变频器无法运行或降低使用寿命，最严重时可导致变频器被损坏。,变频器的选型要点,变频器的安装方法,变频器的运行方式,变频器的保护机能,故障事例

7、,“错误的使用方法” 是导致故障的重要原因,变频器的选型要点, 电源（电源等级选择）,相数 ： 三相 电压 ： 频率 ： 电源容量 ： 应在变频器额定电源容量以上,注意,电源电压的容许波动范围为、。 过高电压的输入会导致变频器损坏。,损坏！,上限値（230V AC10%）2,高電圧！,電源電圧波形,上限値（）,选择与供电电源和电动机的额定电压两者相匹配的电压等级。,电 源,断路器 （MCCB）,变频器,马达,功率改善 扼流圈,带缺相保护 的热继电器,变频器的选型要点,故 障,电源投入时异常的电压波形会导致变频器内部的浪涌吸收元件（ZNR）损坏！,浪涌吸收元件动作电压 （型以上）,電源,整流部,

8、商用電源,浪涌吸收器（）,【标准冲击电压波形】,【损坏原因】 浪涌吸收元件是抑制雷击浪涌电压的部品。 高电压的电源异常会导致浪涌吸收元件损坏。,变频器,变频器的选型要点, 马达（额定电压、容量的选择）,种类 ： 三相异步电动机 电压 ： 容量 ： 、 额定电流 ： 、 ,根据变频器的电压选定,不要用变频器驱动除三相异步电动机以外的任何负载。 单相马达不能使用。 使用特殊马达时，应注意。,注意,要点,变频器容量的选择,所选的变频器容量应大于等于电动机容量。 （变频器容量马达容量） 所选的变频器额定输出电流应满足电动机的额定电流。 （变频器额定输出电流马达额定电流）,根据变频器的容量选定,电 源,

9、断路器 （MCCB）,变频器,马达,功率改善 扼流圈,带缺相保护 的热继电器,问题 1,使用一台变频器控制多台马达时，变频器的容量应如何选择？,选型要点 变频器的额定输出电流 马达额定电流的总和 （12n）,注）为了保护马达，请在各个马达前安装热继电器,问题2,用1台变频器切替使用2台以上马达时的注意事项是什么？,注意事項 应在变频器和马达停止的状态下，进行 马达切替。 请不要在变频器运行中进行电磁接触器的ON/OFF操作。 注意：变频器运行中接通马达，会产生马达额定电流的68倍的电流。,如一定要在变频器运行中进行切换，应充分考虑由此产生的冲击电流对变频器和马达的影响， 选择容量更大的变频器和

10、马达。,注意,问题3,用小容量的变频器拖动轻负载的大容量电动机可以吗？, 不可以。 因为不同容量的电动机的电感量不同，容量大的电机波动电流大，易造成过流跳闸,变频器的选型要点, 变频器的安装环境,周围温度 ： 湿度 ： 以下 保护结构 ： ,注意,周围温度、湿度以下，并且无特殊气体的室内安装。 （-型是） 不要安装在易燃易爆或震动较大的场合。 风雨水滴、金属等异物掉入会导致变频器的损坏。,请安装在控制箱或机器内，并注意散热。,IP20,保护结构 的名称,人体及固体异物对应的保护程度,变频器的寿命受环境温度的影响很大。,水的侵入对应的保护程度,IP20,封闭型,能防止手指或长度不超过80mm的类

11、似物体触及或接近壳内带电或 转动部件。能防止直径大于12mm的固体异物进入壳内。 对水的侵入无特别防护。,带缺相保护 的热继电器,电 源,断路器 （MCCB）,变频器,马达,功率改善 扼流圈,问题 4,阿列尼斯（Arrhenius)特性 加倍定律是什么 ？,电容器在变频器的内部主要是作为平滑过滤器使用。 电容器因其内部进行化学反应，寿命随环境温度影响较大。 一般的铝电解电容都具有阿列尼斯特性，即温度每提高10 ，其寿命降低50%。因此变频器的寿命取决于使用温度。,一般正常使用的情况下平滑电容的,周围温度年平均 负载率以下 劳动率每天小时以下,标准更换年数 年 （在调查的基础上决定是否更换）,变

12、频器的选型要点, 变频器外围设备的选择,断路器 ：在选择断路器时，其动作特性应符合变频器电流特性匹配的需要，避免因变频器接入电源时产生的浪涌而误动作，应使用产品说明书上所推荐的断路器等级。,热继电器 ： 变频器内置的热敏元件是作为过负载保护之用的。 对于缺相保护，请使用带缺相保护的热敏继电器。,电磁接触器 ：一般使用时不需要电磁接触器。如果安装了电磁接器，不要 用它控制变频器的启动或停止。,输入滤波器： 对外围设备造成电气干扰时使用。,功率改善扼流圈 ： 需改善功率因素时予以连接。对抑制高次谐波有一定的 效果。,注意,电源侧频繁的进行ONOFF操作会导致变频器发生故障。 在变频器运行时负载侧进

13、行ONOFF操作，会产生很大的冲击电流，导致变频器 异常跳闸。甚至损坏变频器。 马达的启动和停止应使用变频器的运行信号来进行。,不要用电源侧或负载侧接装的电磁接触器控制变频器的启动、停止。,带缺相保护 的热继电器,电 源,断路器 （MCCB）,变频器,马达,功率改善 扼流圈,变频器的选型要点,故 障,变频器,运行中,電磁接触器 （或断路器）,产生的冲击电流是马达额定电流的6倍以上,如果输出侧安装了电磁接触器（或断路器），在变频器运行中进行ONOFF操作，会产生很大的冲击电流，导致变频器损坏。 马达的启动和停止应使用变频器的运行信号来进行,不可！,问题 5,在同一个电源系统中连接有进相电容的场合

14、，或与大容量的电源变压器 （500 kVA以上）连接的场合，应注意些什么？,注意事项 在同一个电源系统中连接有进相电容时，或者在大容量的电源变压器（500 kVA以上）下连接时， 会造成电源失真，变频器的电源输入回路有大电流流过，会导致变频器（整流部分）损坏。 对策 在变频器的输入端设置改善功率因素的扼流圈。,变频器的安装方法, 安全注意事项 为防止受伤、事故，请务必遵守以下事项。 使用前请仔细阅读“产品介绍”、“使用手册”，以便正确使用。 确认在开始使用之前，您对此装置及其安全信息和所有注意事项都已知晓。,【 注意】,严禁在通电的情况下，触摸变频器的内部和接线端子。,接线、维护检查时，在输入

15、电源（关）后，过 5分钟以上再进行。 运行中散热器、制动电阻会产生高温请不要触摸。以避 免烫伤。 输出端子（）请不要连接交流电源。以避免 受伤火灾及机器的损坏。,施工前请再一次确认产品使用说明书上有关“安全注意”方面的事项。,！,危 険,变频器的安装方法, 安装时的注意点,容许的周围温度 ： ,变频器的寿命受环境温度的影响很大 。 不要在通风散热不良的环境中安装变频器。 。 应在容许温度范围内使用 ！,请不要在密 封狭小的空 间中安装！,周围的空间,请垂直安装变频器,垂直安装,水平安装,横向安装,垂直以外的安装会降低变频器的 散热效果，产生问题、故障。,请避开下列场所,日光直射场所。 有风雨、水滴、油滴的场所。 木材等可燃性材质上安装及靠近可燃物。 漂浮油污、粉尘、棉尘的场所 发生可