变频器培训课件

Ts=1.25TN ;
• 最大转矩——电动机在最大转差Sm时，产生的最大转矩Tm; • 空载电流——空载电流主要是励磁电流，转速几乎达到同步; • 电动状态——电机产生转矩，带动负载转动; • 再生制动状态——由于负载原因，电机实际转速超过同步转 速，即设备带动电机转动.
三.变频器调速原理
1.变频调速原理
去 掉 减 速 器
图4-4 用变频器取代减速器
5. 增强带负载的能力
问题提出： • 重物圆周运动到A点电机过载 • B点电机堵转，变频器过流
措施： 加大传动比， 增加变频器输出功率
图4-5 重物圆周运动
6. 一台变频器带多台电动机
图4-6 一台变频器带多台电动机
一台变频器带多台电动机
变频器的额定电流：
图3-8 整流和滤波电路
10. 充电过程的限流电路
图3-9 合上电源时的充电过程
11. 逆变电路的基本结构
图3-10 逆变电路的结构
a） 逆变电路 b）输出电压波形 c）输出电压等效波形
1、测试整流电路 找到变频器内部直流电源的P(positive)端和N(negative)端，将万用表调到电阻X10档，红表棒接 到P，黑表棒分别依到R、S、T，应该有大约几十欧的阻值，且基本平衡。相反将黑表棒接到P端，红 表棒依次接到R、S、T，有一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到N端，重复以上步骤，都应得到 相同结果。如果有以下结果，可以判定电路已出现异常，A.阻值三相不平衡，可以说明整流桥故障。 B.红表棒接P端时，电阻无穷大，可以断定整流桥故障或起动电阻出现故障。
5. 避免变频器安装在产生水滴飞溅的场合。
6. 不准将P+、 P-、PB任何两端短路。 7. 主回路端子与导线必须牢固连接。 8. 变频器驱动三相交流电机长期低速运转时，建议选 用变频电机。 9. 变频器驱动电机长期超过 50HZ 运行时，应保证电机 轴承等机械装置在使用的速度范围内，注意电机和设备 的震动、噪音。 10. 变频器驱动减速箱、齿轮等需要润滑机械装置，在 长期低速运行时应注意润滑效果。
三、故障判断 1、整流模块损坏 一般是由于电网电压或内部短路引起。在排除内部 短路情况下，更换整流桥。在现场处理故障时，应重点 检查用户电网情况，如电网电压，有无电焊机等对电网 有污染的设备等。 2、逆变模块损坏 一般是由于电机或电缆损坏及驱动电路故障引起。在 修复驱动电路之后，测驱动波形良好状态下，更换模块。 在现场服务中更换驱动板之后，还必须注意检查马达及 连接电缆。在确定无任何故障下，运行变频器。 3、上电无显示 一般是由于开关电源损坏或软充电电路损坏使直流电 路无直流电引起，如启动电阻损坏，也有可能是面板损 坏。
18. 变频器在海拔1000米以上地区使用时，须降额使用。 19. 变频器输入侧与电源之间应安装空气开关和熔断器。
20. 变频器输出侧不必安装热继电器。
21. 变频器使用寿命 影响变频器寿命的元件大致有三种： 自身冷却风扇 上电时限流电阻短路接触器 中间环节大容量电解电容 注意：前两个元件是机械磨损元件，一般寿命为五年，第三个 元件规定为五年，一般情况下五年后测量一下电容值，如果小 于额定值的 80% 就应更换，实际上，如果变频器一直连续运行， 电解电容可用十年。
12. 电动机状态
图3-11 电动机状态
a）空载示意图 b）矢量图 c）电路图 d）电压、电流曲线
13. 励磁状态
图3-12 励磁状态
a）带载示意图 b）矢量图 c）电路图 d）电压、电流曲线
14. 发电机状态
图3-13 发电机状态
a）重载示意图 b）矢量图 c）电路图 d）电压、电流曲线
反并联二极管的作用：
图4-2 转速下降.输出功率下降.节能
变频器各部分电流关系：

变频器输出电流I 取决于负载转矩，
M
当负载转矩恒定，I 大小与速度无关；
M
直流回路的电流随频率下降而减少；
变频器输入电流随频率下降而减少。
3. 电机降速耗能低
图4-3 电动机调速的特点
4. 去掉减速器的错误
！能量守恒，降速降功率
•多台电动机同时启动和运行
IN＞1.05~1.1×∑IMN
•多台电动机分别启动
IN ＞（ 1.05~1.1×∑IMN＋K1 ×∑IST）/K2
IST=电机起动电流
K1=1.2，1.5~2自由状态
K2=1.5 变频器过载能力
五. 三种典型负载特性
1. 恒转矩负载
图5-1 恒转矩负载及其特性
图3-15 频率下降出现磁通饱和
17. 磁路饱和的结果
图3-16 励磁电流饱和与磁通的关系
a）简单磁路 图3-17 保持磁通不变的途径
变频须变压：
定子绕组电动势：E = 4.44 K N f Φ
1 1 1 1
U1 ≈E1 故
Φ 1
U1=KM f1 Φ
4、上电后显示过电压或欠电压 一般由于输入缺相，电路老化及电路板受潮引起。 找出其电压检测电路及检测点，更换损坏的器件。 5、上电后显示过电流或接地短路 一般是由于电流检测电路损坏。如霍尔元件、 运放等。 6、启动显示过电流 一般是由于驱动电路或逆变模块损坏引起。 7、空载输出电压正常,带载后显示过载或过电流 该种情况一般是由于参数设置不当或驱动电路 老化,模块损伤引起
二. 电动机的基础知识
1. 异步电动机构造和原理
图2-1 异步电动机构造
a）外形 b）定子 c）转子
2. 旋转原理
图2-2 三相交流异步电动机旋转原理
a）三相交流电流 b）三相绕组 c）旋转原理
3. 电动机定子和转子的能量传递
图2-3 能量传递
a）从电能转变成机械能 b）定子与转子能量传递
4. 定子和转子电流间的关系
8. 变频器主电路图
整流电路 滤波电路 KS RS C1 C2 RB V4 VD4 VD6 VD2 RC1、2 VB D4 D1 D3 D5 制动电路 P VD1 VD3 VD5 V1 V3 V5 逆变电路
~380
50HZ
V6
V2 D6 D2
IB
N
图3-7 变频器主电路结构图
9. 整流和滤波电路
11. 变频器在一确定频率工作时，如遇到负载装置的机械共 振点，应设置跳跃频率避开共振点。 12. 变频器与电机之间连线过长，应加输出电抗器。 13. 严禁在变频器的输入侧使用接触器等开关器件进行频繁 启停操作。 14. 电机首次使用或长期放置后使用，必须对电机进行绝缘 检测。使用500V电压型兆欧表检测，电机绝缘电阻大于5MΩ 。 15. 对电机绝缘检测时必须将变频器与电机连线断开。 16. 在变频器的输出侧，严禁连接功率因数补偿器、电容、 防雷压敏电阻。 17. 变频器的输出侧严禁安装接触器、开关器件。
24 . 双极性SPWM
图3-23 双极性调制
25. 双极性调制的死区及影响
图3-24 双极性调制的死区及影响
载波频率的特性
•载波频率提高，电磁噪音减少，电机获得较 理想的正弦电流曲线。 •开关频率高，电磁幅射增大，输出电压下降， 开关元件耗损大。
26. 低速转矩下降
（1）电动机在fx＜fN时的机械特性

控制线应与主回路动力线分开，控制线采用屏蔽电缆 。
22. 变频器与负载的配置 变频器长期工作电流
I

变长
=I电×115% （
I
电
-- 电动机额定电流）
变频器短期工作电流（可持续1～2分钟）
I

变短
=I变×150%
（I变-- 变频器额定电流）
变频器瞬时工作电流（可持续数秒钟）
I
变瞬
=
I
变
×180%
1 1 1
Φ = K U / f = 常数 故 U / f = 常数
故要保持Φ恒定，只要变频又变压
19. 定子等效电路
图3-18 定子等效电路
a）定子绕组 b）等效电路 c）电动机的磁通
20.PAM（脉幅调制）
整流变压
逆变变频
整流
逆变
变压
变频
图3-19 脉幅调制
21.
PWM
整
逆变
脉 宽 调 制
图2-4
电流特性：
输入电机电流=励磁电流+转矩电流
输出电流取决于负载的大小
5. 电动势平衡示意图
图2-5 定子侧电动势平衡图
6.负载改变时的速度变化
图2-6 负载变化、速度变化
a）负载较轻 b）机械特性 c）负载较重
7.异步电动机的特性 :
• 启动力矩——电动机停止，通电后, 电动机产生的力矩
开关元器件应满足的条件
1.
能承受足够大的电压和电流 2. 允许长时间频繁接通和关断 3. 接通和关断的控制十分方便 IGBT的特点：
耐压1200V 开关频率高达30 ~ 40KHZ 驱动电路电流小，功耗很少
6. GTR大功率晶体管
图3-5 GTR逆变桥
7. IGBT绝缘栅晶体管
图3-6 IGBT逆变桥
一 .变频器使用注意事项
变频器使用注意事项
1 ．严禁将变频器的输出端子 U 、 V 、 W 连接到 AC 电源上。 2．变频器要正确接地，接地电阻小于10Ω 。
3 ．变频器存放两年以上，通电时应先用调压器 逐渐升高电压。存放半年或一年应通电运行一天。
4 ．变频器断开电源后，待几分钟后方可维护操 作，直流母线电压（P+，P-）应在25V以下。
图3-25 U/f=恒定值条件下的机械特性
27. 转矩下降的原因分析 U1下降 → I1 r1在U1中的比例增大
28. 低频电压补偿
图3-26 电压补偿原理
电压补偿的特性
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