变频器的工作原理及应用PPT课件
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变频器工作原理及应用-PPT
变频器选型—选型原则
确定负载可能出现的最大电流，以此电流作为待选变频器的额定电流。如果该
电流小于适配电机额定电流，则按适配电机选择对应变频器，考虑成本因素， 如
选用的是通用变频器，则可以选择P型机
以下情况要考虑容量放大一档：
1、长期高温大负荷
2、异常或故障停机会出现灾难性后果的现场
3、目标负载波动大
4、现场电网长期偏低而负载接近额定
5、绕线电机、同步电机或多极电机（6极以上）
变频器选型—选型原则
充分了解各变频器支持的选配件是正确选配的基础。 对于变频器的选配件选配，必须要把握以下几个原则： 以下情况要选用交流输入电抗器、直流电抗器
民用场合，如：宾馆中央空调、电机功率大于55KW以上 电网品质恶劣或容量偏小的场合 如不选用可能会造成干扰、三相电流偏差大，变频器频繁炸机 以下情况要选用交流输出电抗器 变频器到电机线路超过100米（一般原则） 以下情况一般要选用制动单元和制动电阻 提升负载 频繁快速加减速 大惯量（自由停车需要1min以上，恒速运行电流小于加速电流的设备）
变频器保护功能
由于变频器大量的使用了各种半导体器件，如整流桥、IGBT、电解电容等， 要想保证变频器长期稳定工作，则必须保证各器件工作在其允许条件下。 超出条件则必须立刻或延时停止变频器工作，待异常条件消失后才能重 新开始工作，如保护失效或动作延迟将导致变频器出现不可恢复性损害。
变频器的保护功能
T电机转矩
T负载转矩
T电机转矩>T负载转矩－－－加速运行 T电机转矩<T负载转矩－－－减速运行 T电机转矩＝T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 加减速时间和电机转矩、负载转矩以及系统惯量有关
变频器工作原理-整流逆变演示幻灯片
34
SPWM 2. 电压型正弦波脉宽调制（SPWM）
变频器及应用技术
35
2.6 SPWM变频器的工作原理：
❖所谓正弦波脉宽调制(SPWM)就是把正弦波 等效为一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形， 如图4所示，等效的原则是面积相等。
u
u rU
uc urV
urW
O
t
u UN'
Ud
2
O
Ud
t
2
u VN'
电路有公共端，连线方便。
T
a
VT1
b
VT2
c ud
VT3
R id
图3-19 三相半波可控整流电路
10
2.3.2共阳极三相半波可控整流电路
❖电路
➢ 共阳极电路，即将三个晶 闸管的阳极连在一起，其 阴极分别接变压器三相绕 组，变压器的零线作为输
T
a
b
VT1 VT2
c
VT3
出电压的正端，晶闸管共 阳极端作为输出电压的负 端，如图2-26所示。
16
（3）ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，所以三相全桥电路称 为6脉波整流电路；
（4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲： 可采用两种方法：一种是宽脉冲触发(大于600)
另一种是双脉冲触发（常用）：在Ud的六个时间段，均给应该导 通的SCR提供触发脉冲，而不管其原来是否导通。所以每隔600 就需要提供两个触发脉冲。 实际提供脉冲的顺序为：1,2 - 2,3 - 3,4 - 4,5 - 5,6 - 6,1 - 1,2，不断 重复。 （5）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同， 晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同为：
➢ 这种共阳极电路接法，对
SPWM 2. 电压型正弦波脉宽调制（SPWM）
变频器及应用技术
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2.6 SPWM变频器的工作原理：
❖所谓正弦波脉宽调制(SPWM)就是把正弦波 等效为一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形， 如图4所示，等效的原则是面积相等。
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电路有公共端，连线方便。
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图3-19 三相半波可控整流电路
10
2.3.2共阳极三相半波可控整流电路
❖电路
➢ 共阳极电路，即将三个晶 闸管的阳极连在一起，其 阴极分别接变压器三相绕 组，变压器的零线作为输
T
a
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VT1 VT2
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VT3
出电压的正端，晶闸管共 阳极端作为输出电压的负 端，如图2-26所示。
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（3）ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，所以三相全桥电路称 为6脉波整流电路；
（4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲： 可采用两种方法：一种是宽脉冲触发(大于600)
另一种是双脉冲触发（常用）：在Ud的六个时间段，均给应该导 通的SCR提供触发脉冲，而不管其原来是否导通。所以每隔600 就需要提供两个触发脉冲。 实际提供脉冲的顺序为：1,2 - 2,3 - 3,4 - 4,5 - 5,6 - 6,1 - 1,2，不断 重复。 （5）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同， 晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同为：
➢ 这种共阳极电路接法，对
变频器原理及应用ppt完整版
未来发展趋势预测和机遇挑战剖析
01
发展趋势
随着新能源、智能制造等新兴产业的快速发展，变频器市场需求将不断
增长，同时产品将向高性能、高可靠性、节能环保等方向发展。
02
机遇
国家政策的支持以及新兴市场的开拓为变频器行业带来了巨大的发展机
遇，如“一带一路”倡议、工业4.0等。
03
挑战
国际贸易环境的变化、原材料价格波动以及技术更新换代速度加快等因
作用
在工业生产中，变频器被广泛应用于电动机的速度控制和节能领域。通过调节 电源频率，变频器可以实现对电动机的无级调速，满足不同生产工艺对电机速 度的需求。
变频器分类与特点
01
分类：根据电压等级、功率大小、控制方式等，变频器可分 为低压变频器、中压变频器、高压变频器等类型。
02
特点
03
调速范围广，可实现无级调速；
03
变频器可用于太阳能、风能等新能源发电系统中，提高能源利
用效率。
案例分析：典型行业解决方案
电力行业
变频器在电力行业中的应用主要包括风力发电、火 力发电和水力发电等。通过变频器对发电机组的转 速进行精确控制，可实现电力系统的稳定运行和能 源的高效利用。
石油化工行业
变频器在石油化工行业中的应用主要包括输油泵、 压缩机、搅拌器等设备。通过变频器对设备的运行 速度进行精确控制，可实现石油化工生产过程的优 化和能源的节约。
输标02入题
对于过压和欠压故障，应检查输入电源电压是否稳定， 并调整变频器参数以适应电源电压波动。
01
Hale Waihona Puke 03在排除故障时，应注意安全操作规范，切勿带电操作 或随意拆卸变频器内部元器件。同时，建议定期对变
《变频器应用》PPT课件
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。
整理ppt
4
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。
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➢ 变频器短期工作电流（可持续1～2分钟）
I I I 变短= 变×150% （ 变-- 变频器额定电流）
➢ 变频器瞬时工作电流（可持续数秒钟）
I I 变瞬= 变×180%
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7
二. 电动机的基础知识
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8
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
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一 .变频器使用注意事项 祝大家事业有成！
整理ppt
2
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。
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13
5. 电动势平衡示意图
图2-5 定子侧电动势平衡图
整理ppt
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4
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。
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➢ 变频器短期工作电流（可持续1～2分钟）
I I I 变短= 变×150% （ 变-- 变频器额定电流）
➢ 变频器瞬时工作电流（可持续数秒钟）
I I 变瞬= 变×180%
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二. 电动机的基础知识
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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
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一 .变频器使用注意事项 祝大家事业有成！
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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。
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5. 电动势平衡示意图
图2-5 定子侧电动势平衡图
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《变频器原理及应用》ppt课件
• 当再次衔接电机电缆时，应检查相序能否正确。 • 假设电机的额定电压小于传动单元额定输入电压
的1/2，那么不允许运转。在DTC 方式下电机额 定电流的范围是1/6 ... 2 ·I2hd，在SCALAR 方式 下电机额定电流的范围是0 ... 2 ·I2hd。电机控制 方式是由传动的一个参数来选择的。
• 26 MOTOR CONTROL • 30 FAULT FUNCTIONS • 31 AUTOMATIC RESET • 32 SUPERVISION • 40 PID CONTROL
〔性能优化〕
可编程的缺点维护功能 自动缺点复位。
监控极限值。
ACS800
99
9904 SCALAR
规范控制
9905
• 14 RELAY OUTPUTS
继电器输出的形状信号
• 15 ANALOGUE OUTPUTS 选择由模拟输出显示的实践信号。 •
20 LIMITS 21 START/STOP 22 ACCEL/DECEL 23 SPEED CTRL 25 CRITICAL SPEEDS
传动运转极限值。 电机启动和停顿的方式 加速和减速时间。 速度控制器的变量。〔微积分〕 危险速度区，电机不允许在这区域里运转。
根本启动过程。假设选择 ID MAGN那么自动进入下一步。 • 或选择ID Run (STANDARD 或 REDUCED) ： • 按LOC/REM 键改为本地控制 (L 显示在第一排)。 • 按启动键运转辨识励磁方式。在零速下电机励磁20-60秒。
电动机的快速启动
• 检查电机的运转方向
• 设置最小转速。
• 风机、泵等轴输出功率于速度的立方成比 例添加，所以转速少许升高时也要留意〕。
日常维护与检查 对于延续运转的变频
的1/2，那么不允许运转。在DTC 方式下电机额 定电流的范围是1/6 ... 2 ·I2hd，在SCALAR 方式 下电机额定电流的范围是0 ... 2 ·I2hd。电机控制 方式是由传动的一个参数来选择的。
• 26 MOTOR CONTROL • 30 FAULT FUNCTIONS • 31 AUTOMATIC RESET • 32 SUPERVISION • 40 PID CONTROL
〔性能优化〕
可编程的缺点维护功能 自动缺点复位。
监控极限值。
ACS800
99
9904 SCALAR
规范控制
9905
• 14 RELAY OUTPUTS
继电器输出的形状信号
• 15 ANALOGUE OUTPUTS 选择由模拟输出显示的实践信号。 •
20 LIMITS 21 START/STOP 22 ACCEL/DECEL 23 SPEED CTRL 25 CRITICAL SPEEDS
传动运转极限值。 电机启动和停顿的方式 加速和减速时间。 速度控制器的变量。〔微积分〕 危险速度区，电机不允许在这区域里运转。
根本启动过程。假设选择 ID MAGN那么自动进入下一步。 • 或选择ID Run (STANDARD 或 REDUCED) ： • 按LOC/REM 键改为本地控制 (L 显示在第一排)。 • 按启动键运转辨识励磁方式。在零速下电机励磁20-60秒。
电动机的快速启动
• 检查电机的运转方向
• 设置最小转速。
• 风机、泵等轴输出功率于速度的立方成比 例添加，所以转速少许升高时也要留意〕。
日常维护与检查 对于延续运转的变频
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常见品牌简介
近年来，随着计算机技术、电力电子技术和控制技术 的飞速发展，通用变频器在种类、性能和应用等方面都取 得了很大提高，这些变频器已基本上能满足现代工业控制 的需要，且用户的选择范围也非常大。目前，国内市场上 流行的通用变频器多达几十种，如，欧美国家的品牌有西 门子、ABB、Vacon、DANFOSS（丹佛斯）、Lenze（伦 茨）、KEB（科比）、C.T.（统一）、欧陆、Moeller、 Schneider（施耐德）、SIEI（西威）等；日本产的品牌有 富士、三菱、安川、三肯、日立、松下、东芝、明电、春 日、东洋等；韩国生产的LG、三星、现代等；
⑷.直接转矩控制
直接转矩控制技术是1985年由鲁尔大学 Depenbrock教授提出的，它用空间矢量 的分析方法，直接在定子坐标系下计算 与控制交流电动机的转矩，采用定子状 态进行最佳控制，以获得转矩的高动态 性能。它采用滞环比较控制电压矢量使 得磁通，转矩跟踪给定值，响应迅速限 制在一拍之内，且无超调，是一种高静 动态性能的交流速方法
常见品牌简介
港澳台地区的品牌有普传、台安、台达、东元、正频、 宁茂、九德松益、爱德利等；国产的品牌有康沃、安邦信、 惠丰、森兰、阿尔法、时代、格立特、海利、佳灵、富凌、 英威腾等。欧美国家的产品以性能先进、适应环境性强而 著称；日本产品则以外形小巧、功能多而闻名；港澳台地 区的产品以符合国情、功能简单实用而流行；国产变频器 则以大众化、功能简单、专用、价格低的优势而获得广泛 应用。
西门子MicroMaster410变频器
MicroMaster410是全新一代紧凑 型标准变频器。它小巧、灵活、安装 简单、使用方便。适合用于食品和饮 料工业，纺织工业，包装工业，还可 用于对传动链的驱动。是小功率紧凑 型应用的理想选择。
主要特征
• 200V-240V ±10%，单相，交流， 0.12kW-0.75kW；
转差频率控制的PWM变频调速系统原理图
⑶ 矢量控制
根据异步电动机的动态数学方程式，它具 有和直流电动机的动态方程式相同的形式， 因而如果选择合适的控制策略，异步电动机 应能得到和直流电动相类似的控制性能，这 就是矢量控制。
.直接磁场定向矢量控制原理图
矢量控制技术在变频调速中已 获得广泛应用，但它需要对电机 参数进行正确估算，如何提高参 数的准确性是一直研究的课题。
变频调速的控制原理
变频调速的主要元器件是变频器，异步电动机 调速传动时，变频器根据电动机的特性对供电电 压、电流、频率进行适当的控制，不同的控制方 式所得到的调速性能、特性以及用途是不同的， 按系统调速规律来分，变频调速主要有恒压频比 （v/f）控制，转差频率控制，矢量控制和直接转 矩控制四种结构形式。
⑴． V/F恒定控制
V/F恒定控制是在控制电动机的电源变 化的同时控制变频器的输出电压，并使二 者之比V/F恒定。从而使电动机的磁通基 本保持恒定。它主要应用于范围要求不高 的场合。如风机、水泵的节能调速，它的 突出优点是可以进行电机的开环速度控制 。
⑵ 转差频率控制
当气隙磁通不变时，异步电动 机的转矩近似和转差频率成正比， 因此，在恒磁通的条件下，通过控 制转差频率，就可以实现转矩控制 的目的，这就是转差频率控制的基 本思想。转差频率控制的PWM变 频调速系统原理图如下图所示，
平滑特性； • 快速电流限制，防止运行中不应有的跳闸； • 具有3个固定频率，1个跳转频率，且可编程；
保护功能
·过载能力为150％额定负载电流，持
续时间60秒； ·过电压、欠电压保护；
·变频器过温保护； ·接地故障保护；
·电动机过热保护； ·防止失速。
西门子MicroMaster420变频器
MicroMaster420是全新一代模块化设计 的多功能标准变频器。它友好的用户界面， 让你的安装、操作和控制象玩游戏一样灵 活方便。全新的IGBT技术、强大的通讯能 力、精确的控制性能、和高可靠性都让控 制变成一种乐趣。
变频器控制调速原理
陈胜裕 2013.09
变频调速的概述
随着电力电子技术、计算机技术，自动控制 技术的迅速发展，交流调速取代直流调速已成 为现代电气传动的主要发展方向之一，而异步 电动机交流变频调速技术是当今节电，改善工 艺流程以提高产品质量和改善环境，推动技术 进步的一种主要手段，它以其优越的调速和起 制动性能、高效率、高功率因数和显著的节电 效果而广泛应用于风机、水泵等的大、中型笼 型感应电动机，它被公认为最有发展前途的调 速方式。
• 结构紧凑，采用自冷式散热器，无冷 却风扇；
• 集成的RS485通讯接口； • 丰富的模块化选件。
控制功能
• 线性V/F控制，平方V/F控制，多点设定V/F控制； • 最新的IGBT技术，数字微处理器控制； • "捕捉再起动"功能； • 在电源消失或故障时具有"自动再起动"功能； • 灵活的斜坡函数发生器，带有起始段和结束段的
G150比现有的Master Drive工程型变频器使用更 简单,容量范围75～800kW，这种变频器提供了 西门子传动固有的PROFIBUS接口。据测试，在 全功率运行下G150变频器产生72dB水平的噪音， 从而不需安装隔音设施；西门子公司称，如果电
力的主回路连接部分是安装在集中式低压系统的 话，空间就能节省到原来的70％左右。
德国西门子新型变频器
西门子公司推出两种新型号变频调速器 G110和G150, 该型号变频器作为西门子 Sinamics家族的成员，其特点是单相输入， 且能广泛应用于诸如水泵、风机等负载。西门 子公司称这是目前最安静和最轻巧的机型。 G110单相变频器的功率覆盖了0.12～3kW的 范围，设计简单、低成本，目前部分
主要特征
1 200V-240V ±10%，单相/三相， 交流，0.12kW-5.5kW；
2 380V-480V±10%，三相，交流 ，0.37kW-11kW；
3 模块化结构设计，具有最多的灵 活性；
4 标准参数访问结构，操作方便。