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1、项目十 变频器的使用,1掌握变频器基本构成及其工作原理。 2掌握变频器各种控制方式的特点及应用。 3掌握变频器的选型方法。 4熟悉变频器的安装、拆卸、保养和维护。 5了解国内国外常用变频器的特点,一、学习目标,二、学习任务,1.项目任务：,近年来，随着电力电子技术、微电子技术及大规模集成电路的发展，生产工艺的改进及功率半导体器件价格的降低，变频调速越来越被工业上所采用。如何选择性能好的变频其应用到工业控制中，是我们专业技术人员共同追求的目标。本项目的学习任务包含以下内容： （1）变频器的特点和发展； （2）变频器的组成和基本工作原理； （3）变频器的分类； （4）变频器的选型。,二、学习任务,
2、2. 任务流程图,三、环境设备,四、背景知识,1变频器的特点和发展趋势：,（1）使用变频器的目的 变频调速已被公认为是最理想、最有发展前途的调速方式之一，采用变频器构成变频调速传动系统的主要目的：一是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求；二是为了节约能源、降低生产成本。 （2）变频器的功能和用途 变频器和交流电动机构成的可调速传动称为变频器传动，其功能用途如表10-2所示。 （3）变频调速系统节能 由于采用变频调速后，风机、泵类负载的节能效果最明显，节电率可达到20%-60%,四、背景知识,（4）变频器的发展趋势,实现高水平的控制 基于电动机
3、和机械模型的控制策略，有矢量控制、磁场控制、直接传矩控制和机械扭振补偿等基于现代理论的控制策略，有滑模变结构技术、模型参考自适应技术、采用微分几何理论的非线性解耦、鲁棒观察器等基于智能控制思想的控制策略。 开发清洁电能的变流器 所谓清洁电能变流器是指变流器的功率因数为1，网侧和负载侧有尽可能低的谐波分量，以减少对电网的公害和电动机的转矩脉动。 缩小装置的尺寸 紧凑型变流器要求功率和控制元件具有高的集成度，其中包括智能化的功率模块、紧凑型的光耦合器、高频率的开关电源。 高速度的数字控制 Windows操作系统的引入使得可自由设计，图形编程的控制技术也有很大的发展。 模拟与计算机辅助设计(CAD)
4、技术 电动机模拟器、负载模拟器以及各种CAD软件的引入对变频器的设计和测试提供了强有力的支持。,四、背景知识,2.变频器的组成及简单工作原理,变频器的功能就是将频率、电压都固定的交流电源变成频率、电压都连续可调的三相交流电源，按照变换环节有无直流环节可以分为交交变频器和交直交变频器。现在使用的变频器绝大多数为交-直-交变频器，交-直-交变频器的电路组成框图如图下所示。由图下可见，电路组成包括4个组成部分：整流电路、中间电路、逆变电路和控制电路。,四、背景知识,（1）交-直-交变频器的主电路,主电路包括3个组成部分：整流电路、中间电路和逆变电路，电路组成如图下图所示，各部分的功能及工作原理如下：
5、,四、背景知识,整流电路 整流电路通常是由二极管或可控硅构成的桥式电路组成。根据输入电源的不同，分为单相桥式整流电路和三相桥式整流电路。我国常用的小功率的变频器多数为单相220V输入，较大功率的变频器多数为三相380V（线电压）输入。 中间电路 根据贮能元件不同，可分为电容滤波和电感滤波两种。由于电容两端的电压不能突变，流过电感的电流不能突变，所以用电容滤波就构成电压源型变频器，用电感滤波就构成电流源型变频器。 逆变电路 逆变电路是交直交变频器的核心部分，其中6个三极管按其导通顺序分别用 VT1VT6表示，与三极管反向并联的二极管起续流作用。按每个三极管的导通电角度又分为120导通型和180导
6、通型两种类型。逆变电路的输出电压为阶梯波，虽然不是正弦波，却是彼此相差120的交流电压，即实现了从直流电到交流电的逆变。输出电压的频率取决于逆变器开关器件的切换频率，达到了变频的目的。 实际逆变电路除了基本元件三极管和续流二极管外，还有保护半导体元件的缓冲电路，三极管也可以用门极可关断晶闸管代替。,四、背景知识,3.变频器的分类,（1）按变换的环节分类,交交变频器 交直交变频器,（2）按直流环节的储能方式分类,电压源型变频器 电流源型变频器,（3）按控制方式分类,U/f控制变频器 矢量控制变频器,四、背景知识,（4）按功能分类,恒转矩变频器 平方转矩变频器,（5）按用途分类,通用变频器 高性能
7、专用变频器 高频变频器,（6）按变频器的供电电压分类,低压变频器 高压变频器,四、背景知识,4、变频器的选型,变频器的选择可从以下几个方面参考： （1）变频器的标准规格 （2）变频器参数的选择 （3）变频器类型的选择 (4) 变频器的外围设备及其选择 （5）专用配件的选择,五、操作指导,电动机和电源的接线方法,五、操作指导,1.变频器必须可靠接地 （1）电源（中性点）不接地（IT）时变频器的运行MICROMASTER变频器可以在供电电源的中性点不接地的情况下运行，而且，当输入线中有一相接地短路时仍可继续运行。如果输出有一相接地，MICROMASTER将跳闸，并显示故障码F0001。电源（中性点
8、）不接地时需要从变频器中拆掉Y形接线的电容器，并安装一台输出电抗器。 （2）具有剩余电流保护器（RCD）时变频器的运行 如果安装了剩余电流保护器RCD（也称为ELCB或RCCB），变频器运行中不应有的跳闸而烦恼，但要求： 采用B型RCD； RCD的跳闸限定值是300mA； 供电电源的中性点接地； 每台RCD只为一台变频器供电； 输出电缆的长度不超过50m（屏蔽的）或100m（不带屏蔽的）。 （3）使用长电缆时的运行,五、操作指导,2. 电源和电动机的连接 （1）要求 在连接变频器或改变变频器接线之前，必须断开电源； 确信电动机与电源电压的匹配是正确的。不允许把单相/三相230V的MICROMA
9、STERS变频器连接到电压更高的400V三相电源； 连接同步电动机或并联连接几台电动机时，变频器必须在U/f控制特性下运行； 电源电缆和电动机电缆与变频器相应的接线端子连接好以后，在接通电源时必须确信变频器的盖子已经盖好； 确信供电电源与变频器之间已经正确接入与其额定电流相应的断路器/熔断器； 连接线只能使用一级60/75Co的铜线（符合UL的规定）。 （2）电源和电动机的接线 MICROMASTER420变频器电源和电动机的接线必须按照图的方法进行接线。,五、操作指导,3. 电磁干扰（EMI）的防护 变频器的设计允许它在具有很强电磁干扰的工业环境下运行。通常，如果安装的质量良好，就可以确保安全和无故障的运行。如果您在运行中迂到问题，请按下面指出的措施进行处理： 确信机柜内的所有设备都已用短而粗的接地电缆可靠地连接到公共的星形接地点或公共的接地母线； 确信与变频器连接的任何控制设备（例如PLC）也像变频器一样，用短而粗的接地电缆连接到同一个接地网或星形接地点； 由电动机返回的接地线直接连接到控制该电动机的变频器的接地端子（PE）上。 接触器的触头最好是扁平的，因为它们在高频时阻抗较低等；,六、质量评价标准,
