变频器技术知识培训

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1、变频器技术知识培训培训目标了解电气传动的基本概念掌握变频器的基本工作原理了解变频器的基本应用和选型原则了解变频器的市场竞争情况国内常用变频器品牌欧美品牌西门子、施耐德、ABB丹佛斯、ROCKWELL、VACON、西威日本品牌富士、三菱、安川、三垦、日立、欧姆龙松下电工、东芝国产品牌安邦信、森兰、英威腾、惠丰港台品牌台达、东元韩国品牌LG英国品牌CT、艾默生EV系列及SK系列电气传动基础知识一电气传动系统概述定义以交流（直流）电动机为动力拖动各种生产机械的系统我们称之为交流（直流）电气传动系统，也称交流（直流）电气拖动系统系统构成终端机械X1F风机.冤等电气传动基础知识一电气传动的目的和意义目的

2、根据设备和工艺的要求通过改变电机速度或输出转短改变终端设备的速度或转短意义中作中计式;由7市作中心加it岁中击:汴H ：河电气传动基础知识一交流电机的机械特性序号意义有代表意义的行业或设各1节能风机、水泵、注塑机2提高产品质量机床、卬刷、包装等生产线3提高环境质量电梯、中央空调注：并不是所有的设答使用电气传动装置后都可以节能n=60fA(l-s)n=电机转递f：给电机供电的交流电频率P：电机极对敌S：转差率交流同步电机的机械特性公式n60f/pn：电机转速f：给电机供电的交流电频率P；电机极对数.交流异步电机广江应用在传动系统中交流同步电机目前已开始在纺织行业广泛使用电气传动基础知识一电气传动

3、系统基赧L作原理电力传动系统运动方程式T tdnjT电机转矩 负期炬=171P电机功率=T电机转矩X N电机速度中间传动机构终端机械”XK常电机的。京版7T电机转矩T负载转矩加速送行T电侦员跳减速防T电楣拢=丁负载转矩恒速运行电机转矩控制性能是影响电气传动系统性能高低的最重要因素T电机转矩-T负我转矩=J常一中间传动机构终端机械T电机转矩T负载转矩c电气传动基础知识r电气传动系统工诈原理速度模式:以控制转速恒定为目的，控制设备根据设定速度要求自动调整电机转炬适应外部的负载变化，达速时电机转矩等于负载转矩应用：如常规调速系统（电悌、各类生产线），转矩模式以控制电机转矩恒定为目的，达速时电机转矩等

4、于负载转矩，但电机的运转速度不确定，如果控制不当可能会引起传动设餐超速损仄等事故为保证系统安全，必须额外考虑限速或超速保护应用：如：开卷/收卷电气传动基础知识一电气传动系统负载特性速度T负我转矩庠擦恒转矩生产流水线起重行走势能恒转矩电梯:恒功率速度越低,起重机提升：负钱转矩越大负载转矩大小于与转速无关机床 ：开卷机/收卷机变转矩速度越低，负载转矩越小风机水泵电气传动基础知识一交（直）流电气传动系统的特点直流电气传动系统特点： 控制对象：直流电动机.控制原理简单，一种调速方式 性能优良，对硬件要求不高.电机有换向电刷（换向火化） 电机设计功率受限 电机易损坏，不适应恶劣现场 需定期维护交流电气传

5、动系统特点： 控制对象：交流电动机 控制原理复杂，有多种调速方式 性能较差，对硬件要求较高 电机无电刷，无换向火化问题 电机功率设计不受限 电机不易损坏，适应恶劣现场 基本免维护70年代以前直流占统治地位，交流调速只在大功率电机调速上使用.目前交流调速己经占统治地位电气传动基础知识一交流电气传动系统的发展历程调速方式名称控制对象特点变极调速交流异步电动机有级调速，系统简单，最多4段速调压调速无级调速，调速范围窄电机最大出力能力下降，效率低 系统简单，性能较差转子串电阻调速变频调速交流异步电动机 交流同步电动机正无级调速，调速范围宽 电机最大出力能力不变，效率局 系统复杂J性能好可以和直流调速系

6、统相媲美早发 展 时 问晚变频器基础知识一变频器定义及其特点变频器变频器是交流电气传动系统的一种，是将交流上频电源转换成电压、频率均可变的适合交流电机调速的电力电子变换装置，英M宣称WVF(VariableVoltageVariableFrequency)变频器的控制对象三相交流异步电机和三相交流同步电机，标准适配电机极致是2/4极变烧调速的优势(与其它交流电机调速方式对比)序号优点1平滑软启动，降低启动冲击电流，减少变压器占有量，确保电机安全2在机械允许的情况下可通过提高变频器的输出频率提图工作速度3无级调速，调速精度大大提高4电机正反向无需通过接触器切换5非常方便接入通讯网络控制，实现生产

7、自动化控制功率半导体技术计算机技才：V/用制T矢量控制无速度矢量控制 电流矢量V/F算法优化SCR ： GTRIGBT IGBTTt容量化更大容量 更高开关频率一!：单片机：DSP高速DSP专用芯片更高速率和容d.,变频器基础知识L变频技术发展历程I小丁可:产泞.:* W：:可飞个尸父 f *：守:旷声* Q 苦:泞三涔:手；旷守飞羽飞:：相,涉可不泞飞:可予5控制算法PWM ： SPWMPWM优化PWM技术空间电压矢量调制技术新一代开关技术.大功率传变频器体超静音变频器开始流行1未来发展方向动使用变积缩小，:解决了GTR噪声问题完美无谐波领器，体开始在中;变频器性能大幅提升如：矩阵式变频器枳

8、大，价小功率电:大批量使用，取代直流格高机上使用变频器基础知识一基本工作原理交流低出交直交通用变频器系统框图控制系统整流器：将交流电变换成直流的电力电子装置，其输入电压为正弦波，瀚人电流非正弦，带有丰富的谐波逆变器：将直流电转换成交流电的电力电子装置，其输出电压为非正弦波，输出电流近似正弦变频器基础知识一基本工作原理单相逆变电路工作原理逆变器的功能:.通过改变开关管导通时间改变给出电压的频率.通过改变开关管导通顺序改变输出电压的相序变频器基础知识一基本工作原理三相逆变电路（电压型）特点：（180*导电型）输出电压的波形是矩形波，电流波形是正弦波.谐波分量太大。 电机谐波损耗增加，发热严重甚至烧

9、坏电机. 逆变器从直流侧向交流例传送的的功率是脉动的，转矩脉动较大，低速运行时影响转速的平稳。 直到从通信技术中采用P，调制才大大的缓解了以上问题变频器基础知识一基本工作原理将上图电压源换成电流源就是电流型变频器特点（120。导电型） 输出电压的波形是正弦波，电流波形是矩形波。与负载性质无关。 逆变器从直流侧向交流侧传送的的功率是脉动的,转矩脉动较大，低速运行时影响转速的平稳。 直到从通信技术中采用PWM调制才大大的缓解了以上问题变频器基础知识一基本工作原理调制解调器PWM）调制解调器的英文是MODEM,其作用是利用模拟信号传怆线路传给数字信号.电子信号分两种，一种是，,模拟信号”，一种是，敷

10、字信号”.我们使用的电话线路传输的是模拟信号，面PC初之间传输的是数字信号.所以当你想通过电话线把自己的电膈连入InternetHt,就必须使用调制解调器来“翻译”两种不同的信号.连入Internet后，当PC机向Internet送信息时，由于电话线传饰的是模拟信号，所以必须要用调制解调器来把数字信号“翻译”成模拟信号，才能传送到InternetJL,这个过程叫做“调制”。当PCtt从Internet获取信息时，由于通过电话线从Interne的来的信息都是模拟信号，所以PC机想要看懂它们，还必须借助调制解调器这个嘴译“芭个过程叫作“解调合起来就是“调制解调”变频器基础知识L基本工作原理PWMP

11、ulseWidth调制.PWM调制是：利用半导体开关器件的柠通和关断把直流电压调制成电压可变、频率可变的电压脉神列。.SPWM调制是：三角波和正弦波相交获得的PWM波形直接控制各个开关可以得到脉冲宽度和各脉冲间的占空比可变的呈正茏变优的输出脉冲电压电压，能获得理想的控制效果：输出电流近似正弦教波频率必须高，才能保证调制后得到的波形与调制前效果相同GTR变频器由于开关领率太低，电机噪声较大.IGBT有效的解决了这个问题mmi变频器基础知识一核心控制算法交流调速的控制核心：在定的频率速度范围内)保持电机磁通恒定才能保证电机出力，才能获得理想的调速效果V/F控制简单实用，性能一般，使用最为广泛.只要

12、保证输出电压和蛉出频率恒定就能近似保持磁通保持恒定例：对千380V50Hz电机，当运行频率为40Hz时，要保持WF恒定，则40Hz时电机的供电电压:380X(40/50)=304V低频时，定子阻抗压降会导致磁通下降，需将输出电压适当提高矢量控制性能优良，可以与直流调速媲美，技术成熟较晚模仿直流电机的捽制方法，采用矢量坐标变换来实现对异步电机定子励磁电流分量和转矩电流分量的解播控制，保持电机磁通的恒定，进而达到良好的转矩控制性能，实现高性能控制。性能优良，控制相同复杂，直到90代计算机技术迅速发展才真正大范围使用变频器基础知识一核心控制算法项目通用变频器高性能变频器控制算法V/F控制十转矩提升同

13、步机异步机控制算法基本相同开环矢量控制（无速度传感器矢量控制闭环矢量控制（有速度传感器矢量控制）异步机和同步机需要不同的控制算法调速范用1：401：100（开环矢量）,1:1000（闭环矢量）启动转矩无要求180%0.5Hz（开环矢量），200%。速（闭环矢量）程速精度与转差有关（23%）0.5%（开环矢量），0.05%向坏矢量）转矩控制无有控制算法筒单复杂电机参数不依赖电机参数，支持同时驱动不同类型不同功率的电机电机参数对控制性能的影响较大，一般只能驱动一台电机变频器基础知识一变频器关键技术指标输入制领定工作电乐：绘变频器供电的额定工作电东电压允许波动：限制变频器的最高和最低工作电压，避免损坏变频器频率波动范围：50/60Hzi5K输出侧粳定SJ出电压：变频器的最大饰出电压，由额定工作电压决定祕定电流：变频器能够长期输出的最大电流过载能力：变频器的输出电流允许超过额定电流的倍数和时间，由逆变模块决定最大输出频率：变频器能够输出的最大工作频率频率精度：除出频率的准确度（相对干设定频率）频率分辩率：指给定运行频率的最小改变量防护等级一般是甲20（“0”代表不防水）;变频器的构成实用原理框图y刈口6刚整题触事熄宅猿冽阳蚂测按渺缈除典蚓悠泡翎想典眼E. . .-. . .本本220V/380V3PH亭/whl dhlQllQ蝴；隼小! Pkg1 2% Cl生分序Q辛猊”用油净