变频器初级培训

四象限变频器可就电机的再生能量转化为电能送回电网，达到最大限度的节能的目的。不 仅如此，它还可减少电源的谐波污染，功率因数可接近于1，是一种真正的“绿色”变频 器。
变频器的结构说明
普通变频器结构
变频器的结构说明
普通变频器结构
变频器的结构说明
普通变频器结构
变频器的结构说明
四象限变频器结构
变频器的结构说明
变频器的工作原理
变频器的工作原理
四象限变频器的系统构成
主回路的构成：预充电电路，输入电抗、智能功率模块，电解电容和输出电抗。各部分 的功能列举如下： 1.预充电电路：由交流接触器、功率电阻组成及相应的控制回路。主要功能是系统上电 时，完成对直流母线电容的预充电。避免上电时强大的冲击电流烧坏功率模块。 2.输入电抗器：电动状态下起储能作用，形成正弦电流波形。回馈状态下，起滤波作用 ，滤掉电流波形的高频成分。 3.智能功率模块（SkiiP）:整流侧和逆变侧IGBT、隔离驱动、电流检测以及各种保护监 测功能。 4.电解电容：储能，滤波。 5.输出电抗：降低输出dv/dt，对电机起到一定的保护作用。
13.SUPPLY PHASE （3130） 故障说明：母线电压震荡，有可能主电源缺相或输入整流桥损坏
变频器的简单故障判断
静态测试 1.测试整流电路：找到变频器内部直流电源的DC+和DC-，将万用表调到二极管档，红表 笔接到DC-，黑表笔分别依到输入端R、S、T，正常值为0.35V-0.55V，且基本平衡；相反 将黑表棒接到DC-，红表棒依次接到R、S、T，有一个接近于无穷大的阻值。将黑表棒接 到DC+，重复以上步骤，都应得到相同结果。 2.测试逆变电路：将红表笔接到DC-,黑表棒分别接输出端U、V、W上，正常值为0.35V0.55V，且各相阻值基本相同，反相应该为无穷大；再将黑表棒接到DC+，重复以上步骤 应得到相同结果； 3.测试充电电路：将红表笔接到输入端连接充电二极管那相,黑表笔接到DC+，应该有大 约几十欧的阻值，反相应该为无穷大。
变频器培训教材

沈阳辽通电气有限公司
培训目录

变频器的基础知识 变频器的工作原理


变频器的应用注意事项
变频器的简单故障判断 产品展示


变频器基础知识
什么是变频器？
变频器是交流电气传动系统的一种,是利用电力半导体器件的通断作用将交流工频电源 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。
时间内电容两端存在高压电，因而要在电容充分放电后才可进行操作。
变频器的工作原理
普通变频器的主回路
4、均压电阻：在串联的电容上并上均压电阻的作用是满足上下电容所承受的电压是一样 的，因为串联的二个电解电容不可能做成完全一致，这样每个电容上所承受的电压就可能 不同，承受电压高的那只电容就容易发热严重或超过耐压值而损坏。 5、压敏电阻和吸收电容：压敏电阻安装在 RST 进线处，主要起防雷作用。在正常情况下 压敏电阻不起作用，当有雷击从电网进来时，瞬间的高脉冲会把压敏电阻击穿，相当于将 压敏电阻对地短路，这样雷击能量就在进变频器前被吸收掉了，从而避免损坏模块。 6、逆变电路：三只IGBT组成逆变桥将直流电逆变成频率、幅值都可调的交流电，是变频
器真正成为“绿色产品”。另一方面可以将电动机回馈产生的能量反送到电网，达到彻底
的节能效果。
变频器的工作原理
四象限变频器主回路图
变频器的工作原理
四象限变频器的工作原理
当电机工作在电动状态的时候，整流控制单元产生6路高频的脉冲控制整流侧的6个IGBT 的开通和关断。IGBT的开通和关断与输入电抗器共同作用产生了与输入电压相位一致的 正弦电流波形，这样就消除了二极管整流桥产生的谐波。功率因数高达99%。消除了对 电网的谐波污染。 此时能百度文库从电网经由整流回路和逆变回路流向电机，变频器工作在第一、第三象限。 当电动机工作在发电状态的时候，电机产生的能量通过逆变侧的二极管回馈到直流 母线，当直流母线电压超过一定的值，整流侧能量回馈控制部分启动，将直流逆变 成交流，通过控制逆变电压相位和幅值将能量回馈到电网，达到节能的效果。 此时能量由电机通过逆变侧、整流侧流向电网。变频器工作在二、四象限。
变频器的简单故障判断
在现场对变频器以及周边控制装置的进行操作的人员，如果对一些常见的故障情况能作 出判断和处理，就能大大提高工作效率，并且避免一些不必要的损失。为此，我们总结 了一些变频器的基本故障，供大家作参考。以下检测过程无需打开变频器机壳，仅仅在 外部对一些常见现象进行检测和判断。
运行中常见的故障
变频器常见故障说明
1.ACS 800 TEMP （4210） 故障说明：运行时变频器“过热”保护
2.BC SHORT CIR （7113） 故障说明:制动斩波器IGBT短路
变频器的简单故障判断
3.DC OVERVOLT （3210） 故障说明：直流母线电压过高 4.DC UNDERVOLT （3220） 故障说明：直流母线电压不足 5.EARTH FAULT （2330） 故障说明：电机或电机电缆接地，或者电流互感器损坏 6.MOTOR STALL（7121） 故障说明：电机堵转，可能由于过载或电机功率不足 7.MOTOR PHASE （FF56） 故障说明：电机缺相，可能由于电机故障或电机电缆故障 8.OVERCURRENT （2310） 故障说明：输出电流过大
变频器的简单故障判断
3.运行时“过热”保护，变频器停止输出 检测办法和判断：可能是环境温度过高超过了变频器允许限额，检查散热风机是否运转 导致保护。 4.发生失速 变频器在减速或停止过程中，由于设置的减速时间过短或制动能力不够，导致变频器内 部母线电压升高发生保护（也称过电压失速），造成变频器失去对电动机的速度控制。 此时，应设置较长的减速时间，保持变压器内母线电压不至于升得太高，实现正常减速 控制。 变频器在增速过程中，设置的加速时间过短或负载太重，电网电压太低，导致变频器过 电流而发生保护（也称过电流失速），变频器失去对电动机的速度控制。此时，应设置 较长的增速时间，维持不会过电流，实现正常增速控制。
2.四象限变频器
变频器的工作原理
普通变频器简介
普通的变频器大都采用二极管整流桥将交流电转化成直流，然后采用IGBT逆变技术将直流 转化成电压频率皆可调整的交流电。这种变频器只能工作在电动状态，所以称之为两象限 变频器。两象限变频器采用二极管整流桥，无法实现能量的双向流动，所以无法将电机回 馈系统的能量送回电网。在一些电动机要回馈能量的应用中，比如电梯，提升，离心机系 统，只能在两象限变频器上增加电阻制动单元。将电动机回馈的能量消耗掉。
1.运行时“过电流”保护，变频器停止输出 分析说明： 起动时，一升速就保护，说明过电流十分严重，应查看有否负载短路、接地、工作机械 卡堵、传动损坏、电动机起动转矩过小、以及根本起不动。 运行中保护引起的原因有变频器加、减速时间设定过短造成低速过电流保护。
2.运行时“过电压”和“欠电压”保护，变频器停止输出 分析说明： （1）过电压：电源电压过高、降速时间设定过短、降速过程中制动单元没有工作或制动 单元放电太慢，即制动电阻太大或变频器内部过电压保护电路有故障也会引起过电压。 （2）欠电压：电源电压过低、电源缺相、整流桥有一相故障，变频器内部欠电压保护电 路故障也会引起欠电压。
向中间滤波电容充电，使中间直流电压升高，此时变频器制动回路启动，IGBT下臂导通，
母线电压经制动电阻降压。 9、图2中整流回路由三只二极管模块改换成了可控硅组成三相桥式全波整流电路，充电回 路改为充电二极管加充电电阻的形式。取任一交流输入端电压经充电二极管整流，充电电 阻限流给电容预充电，当电容充电到一定程度时可控硅导通。
四象限变频器结构
变频器的应用注意事项
1.输入端、输出端不能接反； 2.四象限变频器必须接输入电抗器； 3.变频器散热面底板的导热硅脂一定要抹到、抹匀； 4.加、减速时间不要过长或过短；加减速时间应根据电动机的容量及负载转动惯量确定 5.防止输入端过电压，变频器电源输入端往往有过电压保护，但是如果输入端高电压作 用时间长，会使变频器输入端损坏；因此，在实际使用中，要核实变频器的输入电压以 及变频器使用的额定电压。特别是电源电压极不稳定时，要设置稳压设备，否则会造成 严重后果。 6.防止变频器和电机的距离应该尽量的短；这样减小了电缆的对地电容，减少干扰的发 射源，当变频器到电机的距离较远时，应该考虑安装滤波器，滤波器安装在变频器的输 出端，减少变频器输出的高次谐波；同时应避免电机电缆与其他电缆长距离平行走线， 这样才能减少变频器输出电压快速变化而产生的电磁干扰；如果控制电缆和电源电缆交 叉，应尽可能使它们按９０度角交叉； 7.根据变频器的容量大小来决定是否需要加电抗器；电抗器的作用是防止变频器产生的 高次谐波通过电源的输入回路返回到电网从而影响其他的受电设备；
变频器的工作原理
普通变频器主回路图1
变频器的工作原理
通用变频器主回路图2
变频器的工作原理
普通变频器的主回路
1、整流回路：图1中整流回路由三只二极管模块组成三相桥式全波整流电路。若电源线电 压为UL，整流后平均直流电压UD=1.4UL，交流输入380V整流后母线电压在直流540V左右。 2、充电回路：由于储能电容较大，接入电源时电容两端电压为零，因而在上电瞬间滤波 电容的充电电流很大，过大的电流会损坏整流桥二极管，为保护整流桥，上电瞬间将大功 率充电电阻串入直流母线中以限制充电电流，当电容充电到一定程度时由接触器将充电电 阻短路。 3、中间滤波电路：二极管整流后的电压为脉动电压，必须加以滤波，滤波电容除滤波作 用外，还在整流与逆变之间起去耦作用，消除干扰，由于该大电容储存能量，在断电的短
整流部分
交流 直流
储能环节
直流 控制系统
逆变部分 交流
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变频器基础知识
变频器的分类
（1）根据输入电压的等级分类：
1.低压变频器 2.中压变频器 3.高压变频器 输入电压220V-660V 输入电压1140V-2300V 输入电压大于3300V
(2) 根据变频器工作方式分类
1.两象限变频器（普通变频器）
终端机械
变频
器
采煤机、皮带等
变频器基础知识
变频器的基本原理
我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成 直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频 器的电路一般由整流部分、储能环节、逆变和控制四个部分组成。
通用变频器简易系统框图
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变频器的工作原理
四象限变频器简介
由于两象限变频器无法实现能量的双向流动，所以在一些电动机要回馈能量的应用中，比 如电梯，提升，离心机系统，只能在两象限变频器上增加电阻制动单元，将电动机回馈的 能量消耗掉。另外，在一些大功率的应用中，二极管整流桥对电网产生严重的谐波污染。 IGBT功率模块可以实现能量的双向流动,四象限变频器采用IGBT做整流桥，用高速度、高 运算能力的控制脉冲。一方面可以调整输入的功率因数，消除对电网的谐波污染，让变频
器的核心部分。逆变模块的开关损耗很大，如果散热没做好，很容易就会因为过热而损坏
变频器的工作原理
普通变频器的主回路
7、吸收电容：IGBT 的开关动作导致有很大的过流，过压产生，还有电机的能量回馈，如 果没有吸收电容把那些尖峰滤掉，IGBT和开关电源中的 MOSFET（开关管），还有整流桥 很容易就会被击穿。 8、制动回路：制动回路由单只IGBT组成，将IGBT的上臂驱动极短路，只用下臂。当电机 处于减速运行状态时，由于负载惯性作用，其再生能量经逆变器中开关元件和续流二极管
为什么选用变频器？
1、平滑软启动，降低启动冲击电流，确保电机安全
2、降低电力线路电压波动，减少变压器占有量
3、受控的停止方式及电机方向控制 4、方便接入通讯网络控制，实现生产自动化控制及各种保护功能
变频器基础知识
变频调速系统构成
50hz交流电 源输入
频率可变交流输出 齿轮箱等 交流 调速 装置 交流 电机
变频器的简单故障判断
9.PANEL LOSS （8300） 故障说明：控制盘丢失，将变频器重新复位即可 10.PPCC LINK （5210） 故障说明：主板和驱动板通讯中断，有可能驱动板损坏 11.SHORT CIRC （2340） 故障说明：输出短路，有可能电机故障或变频器输出IGBT损坏或电机电缆过长 12.START INHIBT （FF7A） 故障说明：主板故障
变频器的工作原理
四象限变频器综述
四象限变频器典型应用于具有位势负载特性的场合，倒如掉升机，机车牵引，油田磕头机 ，离心机等。有一些大功率的应用中，也需要四象限变频器以减小对电网的谐波污染。
以提升机的应用为倒，当提升重物时，四象限变频器拖动电机克服重力做工，电动机处于 电动状态。当下放重物时，逆变侧产生励磁电流，重力牵引电机发电，电动机处于发电状 态。势能转化为电能通过整流侧回馈的电网。