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1、 本文由panlei081奉献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 施耐德电气 变频器、软起动器、电机管理控制器 电路设计宝典 运动控制及变频器市场部 变频器、软起动器业务支持 李利 2021年3月 我有什么可以帮到您？ 姓名：李利 部门：变频器市场部 职务：变频器、软起动器 业务支持工程师 支持区域：西南、重庆、湖南 经历：学习工业电气自动化 多年电气设计与施工 联系 ：138 822 17175 Schneider Electric - Division - Name Date 2 设计宝典主要内容 设计要素 应用分类 负载分类 负荷分级
2、变频器、软起动器根本原理 变频器、软起动器选件功能说明 变频器、软起动器一次图常见错误设计 变频器、软起动器而次图常见错误设计 变频器、软起动器招标技术标准书考前须知 变频器、软起动器、电机管理控制器典型应用图集 变频器、软起动器特殊应用方案 变频器、软起动器工程应用方案 Schneider Electric - Division - Name Date 3 设计要素应用分类 工业应用 为满足工业生产的需要 如石油开采、石化、冶金、建材、起重、矿山、纺织、造纸、烟草、制糖、 食品生产、水处理、轻工、电力、煤矿等行业 对产品性能、功能、可靠性、控制精度等要求较高 甚至特殊苛刻的要求 一旦故障停时
3、机造成重大财产损失或人员伤亡 施耐德电气变频器ATV71/61适用于工业应用 施耐德电气软起动器ATS48适用于工业应用 建筑应用民用 为满足人们日常生活的需要，如舒适性空调 如商场、医院、写字楼、办公楼、会议中心、机场、医院等场所的暖通空调 HVAC 对产品无特殊要求 故障停机一般带来生活不便，不会有重大财产损失或人员伤亡 施耐德电气变频器ATV21适用于民用工程应用 施耐德电气软起动器ATS48/ATS22适用于民用工程应用 Schneider Electric - Division - Name Date 4 设计要素负载分类 根据负载调速特性负载转矩转速划分 风机类负载或二次方负载 恒
4、转矩类负载 恒功率类负载 适用于变频器 根据负载起动难易程度 标准负载10级标准应用 重型负载20级重载应用 适用于软起动器 空载起动 轻载起动 Schneider Electric - Division - Name Date 5 常见负载转矩特性：负载转矩转速关系 恒转矩负载 位能性，方向总是不变，与运动方向无关， 如起吊的重物 函数关系：TL=fn=C 对抗性，方向总是与运动方向相反，如传送带 函数关系：TL=fn= C 位能性恒转矩 对抗性恒转矩 风机类负载 转矩与转 风机类负载 恒功率负载 恒功率负载 Schneider Electric - Division - Name Date
5、 转矩与转速成反比关系 函数关系：TL=fn= k/n 常见负载类型：绕线机、卷板机 6 调速方式与负载类型的配合 风机类负载配变转矩调速、恒转矩负载配恒转 矩调速、恒功率负载配恒功率调速方式 任何转速下都能满足Te=TL，Pe=PL 电动机既能满足生产的需要，本身又得到充分利用 是最恰当的配合方式 ATV61/21适用于风机类离心类负载 ATV71适用于恒转矩、恒功率负载 恒转矩负载配变转矩调速、风机类负载配恒转 矩调速 恒转矩负载起动转矩要求很高 变转矩调速提供的起动转矩很小 风机类负载转矩与转速二次方成正比 恒转矩调速在转速降低时，输出转矩可以维持不变 造成电机容量的浪费 风机类负载配恒
6、功率调速方式 恒功率调速在低速时，输出转矩增大 与风机特性不匹配 造成电机容量的浪费 Schneider Electric - Division - Name Date 7 负载类型标准负载与重型负载 标准负载 对应电机工作负荷S1，从冷态下以 4In起动不超过23秒或以3In起动不 超过46秒 对应电机工作负荷S4，即循环工作 类负载，假设负载系数为50%，每小 时起动10次，以3In起动不超过23秒 或4In不超过12秒 电机热保护符合10级保护等级 典型：离心泵 判断负载是标准型还是重型，取决于每次起动的困难程度以及起动的频繁程度。 负载类型参见?ATS48产品目录?第9页，组合表已经列
7、出了标准或重载的组合 直接根据选型表选型即可。 重型负载 对应电机工作负荷S4，从冷态下以4In起 动不超过48秒或以3In起动不超过90秒 对应电机工作负荷S4，即循环工作类负 载，假设负载系数为50%，每小时起动5 次，以4In起动持续23秒 电机热保护符合20级保护等级 典型：研磨机、大功率风机 Schneider Electric - Division - Name Date 8 电机热保护曲线：IEC60947-4-2 Schneider Electric - Division - Name Date 9 设计要素起动过程 根据负载调速特性负载转矩转速划分 风机类负载或二次方负载 恒
8、转矩类负载 恒功率类负载 适用于变频器 根据负载起动难易程度 标准负载10级标准应用 重型负载20级重载应用 适用于软起动器 空载起动 轻载起动 Schneider Electric - Division - Name Date 10 设计要素起动过程 空载起动 起动过程中不带载 典型工况 ?水泵空转 ?传送带上没有物料 ?搅拌机中没有物料 轻载起动 起动过程中带少量负荷 典型工况 与负载类型无关 与负载类型无关 Schneider Electric - Division - Name Date 11 设计要素负荷分级 一级负荷 中断供电会造成人身伤亡、重大政治影响、重大经济损失 公共场所秩序
9、严重混乱 一级负荷中特别重要的负荷 需由两路独立电源供电，当一路电源故障时，另一路不应同时受到破坏 二级负荷 中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失 公共场所秩序比拟混乱 电力变压器或线路发生常见故障，不致中断供电或中断后能及时恢复 两回路供电、自备柴油发电机、双电源自动切换 三级负荷 不属于一级、二级负荷的负荷 中断供电不会有什么影响 Schneider Electric - Division - Name Date 12 设计要素小结 根据负载调速特性负载转矩转速划分 风机类负载或二次方负载 恒转矩类负载 恒功率类负载 适用于变频器 根据负载起动难易程度 标准负载10级标准应用 重型负载
10、20级重载应用 适用于软起动器 空载起动 起动过程不带负载 轻载起动 起动过程中带少量载荷 负荷分级 一级、二级、三级负荷 Schneider Electric - Division - Name Date 13 设计宝典主要内容 设计要素 应用分类、负载分类、负荷分类 变频器、软起动器根本原理 变频器根本原理 软起动器根本原理 变频器、软起动器的区别 变频器、软起动器选件功能说明 变频器、软起动器一次图常见错误设计 变频器、软起动器二次图常见错误设计 变频器、软起动器招标技术标准书考前须知 变频器、软起动器、电机管理控制器典型应用图集 变频器、软起动器特殊应用方案 变频器、软起动器工程应用方
11、案 Schneider Electric - Division - Name Date 14 脉宽调制变频SPWMsinusoidal pusle witdh modulation 变频器的理论根底为“面积等效原理：冲量窄脉冲面积相等而 形状不同的窄脉冲加在具有惯性的同一环节上，其效果根本相同 将正弦波看成是n个彼此相连的脉冲波 用n个等高不等宽的脉冲序列代替正弦波 脉冲宽度按正弦规律变化 根据“面积等效原理，SPWM波形与正弦波作用在电动机上等效 目前应用最为广泛的一种脉冲调制技术 Schneider Electric - Division - Name Date 15 变频器电路结构及考前
12、须知 整流环节利用二极管或晶闸管将交流整流为直流 电容稳压储能，并向电机提供无功功率 6个逆变管将直流电压逆变为一系列电压脉冲 制动环节用于释放电机制动能量 变频器主回路供电瞬间会有 Schneider Electric - Division - Name Date 16 变频器、软起动器根本原理 变频器根本原理 软起动器根本原理 变频器、软起动器的区别 Schneider Electric - Division - Name Date 17 电子式软起动器根本原理 通过“削波降压来减小起动电压和电流 主回路一般由6个反并联晶闸管构成 通过控制触发角实现移相，输出电压逐渐增加 电动机端电压缓慢
13、连续增加，其转速平滑上升至额定转速 根据技术实现方式的不同，可分为： 电压型传统软起动器 电流型传统软起动器 转矩控制型软起动器 技术实现方式不同，性能差异很大 思考题： 软起动器待机状态下，是否会产生谐波电流，为什么？ 为什么说软起动器的原理和主电路结构决定了其不可能加制 动单元和制动电阻器这样的选件？ Schneider Electric - Division - Name Date 18 软起动器应用考前须知 电子式软起动器本质上是一种无级降压起动装置 减小起动电压和电流 实现对负载的平滑起动 牺牲起动转矩，Ts=0.20.4Tn 电压型和电流型软起动器起动性能较差 转矩控制型软起动器加
14、速转矩可以为恒值，软起、软停性能优越 ATS48是一款典型的TCS软起动器 采用了转矩控制技术TCS 软起、软停性能优越，有效消除起动冲击和水锤效应 提供了基于电流检测的很多保护 可靠性高，寿命长，旁路运行可长达20年 出线电机电缆和旁路接线必须分开接 电流互感器 旁路后电流 Schneider Electric - Division - Name Date 19 设计宝典主要内容 设计要素 变频器、软起动器根本原理 变频器、软起动器选件功能说明 变频器选件 ?主回路接触器 ?线路电抗器 ?直流电抗器 ?无源滤波器 ?EMC滤波器 ?电机电抗器 ?正弦滤波器 ?其它选件，如通讯卡 软起动器选件 ?进线接触器和旁路接触器 ?快速熔断器
