低压变频器基础知识
变频器基础知识
变频器基础知识一、变频器的定义通常所说的变频器,是指将频率固定的电源(如50Hz三相交流电)变成频率可变的电源(如在0〜50HZ之间随意变换)的转换设备。
如果原有电源的频率为0(即为直流电源供电),则变频器可以省去直流变换环节,退化成单一的逆变器(DO AQO二、变频器的分类从不同的角度,可以对变频器进行不同的分类。
1、按电压等级不同,变频器可分为:高压变频器、中压变频器、低压变频器按照国际惯例,电压》10kV时称高压,1-10kV为中压,小于1kV 时称低压,与其电压范围相对应的变频器分别称为高压变频器、中压变频器、低压变频器。
在我国,习惯上把10KV 6kV或3kV的电机称为高压电机,相应的电压为10KV 6kV或3kV的变频器均称高压变频器。
平常所说的“高- 高”“高-低-高”“高-低”只是变频器的不同应用形式。
2、按主回路结构不同,变频器可分为:交-直-交变频器,交-交变频器。
交- 直- 交变频器1)交- 直-交变频器先将电网交流电用整流电路整成直流电,再用逆变电路将直流电转换为频率可变的交流电。
整流电路、直流回路、逆变电路是交-直-交变频器的三个基本组成部分。
整流电路可以是不控的(二极管全波整流)、也可以是可控的,如果是可控整流,则它也能工作在逆变状态,将直流回路的能量逆变回电网。
逆变电路肯定是可控的,主要功能是将直流回路电能变成交流电输出给电机。
如果电机工作在发电工况时(比如制动场合),逆变电路工作在整流状态,将电机的能量送到直流回路。
交- 交变频器2)交-交变频器没有直流回路,每相都由两个相互反并联的整流电路组成,正桥提供正向相电流,反桥提供负向相电流。
3、按储能方式不同,变频器可分为:电流源型、电压源型。
电流源型变频器1)电流源型:电流源变频器输入采用可控整流,控制电流的大小。
中间采用大电感,对电流进行平滑。
逆变桥将直流电流转换为频率可变的交流电流,供给交流电机。
在电流源变频器中,直接受控量是电流。
低压变频器的工作原理
低压变频器的工作原理
低压变频器是一种电力电子设备,用于控制电机的转速和运行方式。
它的工作原理基于变频技术和电力调节原理。
首先,低压变频器将输入的电源交流电转换成直流电,通过整流电路实现。
然后,直流电经过滤波电路,消除电源波动和噪声,得到稳定的直流电源。
接下来,低压变频器将直流电通过逆变电路转换为可调频率和可调幅度的交流电。
逆变电路通常采用高频开关器件(如IGBT)来实现,通过调整开关器件的开关频率和占空比,可以控制输出交流电的频率和幅度。
控制电路是低压变频器的核心部分,它根据用户的需求和输入的控制信号,通过对逆变电路的控制,调节输出频率和电压,从而控制电机的转速和运行方式。
控制电路通常采用微处理器或数字信号处理器(DSP)来实现,通过对输入信号进行采样和处理,生成适当的控制信号,实现对电机的精确控制。
此外,低压变频器还配备了保护电路,用于监测电机和变频器
的工作状态,如过流、过压、过载、短路等异常情况,及时采取保护措施,避免设备损坏。
综上所述,低压变频器的工作原理是将输入的交流电转换为直流电,再通过逆变电路将直流电转换为可调频率和可调幅度的交流电,最后通过控制电路实现对电机的精确控制和保护。
这种工作原理使得低压变频器在工业控制和自动化领域得到广泛应用,提高了电机的效率和运行稳定性。
低压变频器的工作原理
低压变频器的工作原理低压变频器是一种用于调节电动机转速的设备,它通过改变电源频率来控制电动机的转速,从而实现对设备的精确控制。
在工业生产中,低压变频器被广泛应用于风机、泵、压缩机等设备,能够有效提高设备的运行效率,降低能耗,延长设备的使用寿命。
低压变频器的工作原理主要包括三个方面,电源变频、电机控制和系统保护。
首先,低压变频器通过电源变频技术,将输入的交流电源转换为可调频的交流电源,实现对电动机的精确控制。
其次,低压变频器通过电机控制技术,对电动机进行调速控制,从而实现对设备的精确控制。
最后,低压变频器通过系统保护技术,对电动机和设备进行多方面的保护,确保设备的安全稳定运行。
在电源变频方面,低压变频器通过整流、滤波、逆变等技术,将输入的交流电源转换为直流电源,然后再将直流电源通过逆变器转换为可调频的交流电源。
在这个过程中,低压变频器能够实现对电源频率和电压的精确控制,从而实现对电动机的精确调速。
在电机控制方面,低压变频器通过调节输出电源的频率和电压,实现对电动机的转速控制。
通过控制电源的频率和电压,低压变频器能够实现对电动机的平稳启动、精确调速、快速制动等功能,从而满足不同设备对电动机转速的需求。
在系统保护方面,低压变频器通过监测电动机的电流、电压、温度等参数,实现对电动机和设备的多方面保护。
当电动机出现过载、短路、缺相等故障时,低压变频器能够及时做出反应,实现对设备的保护,确保设备的安全稳定运行。
总的来说,低压变频器通过电源变频、电机控制和系统保护三个方面的工作原理,实现对电动机的精确控制,从而提高设备的运行效率,降低能耗,延长设备的使用寿命。
在工业生产中,低压变频器发挥着越来越重要的作用,成为提高生产效率、降低成本的重要设备之一。
变频器基础知识
变频器基础知识变频器基础知识引言随着现代工业的不断发展,变频器作为一种电力传动装置,已经成为许多行业中必不可少的设备。
本文将介绍变频器的基础知识,包括变频器的工作原理、组成部分、常见应用领域以及使用注意事项。
一、工作原理变频器是一种将固定频率(通常为50Hz或60Hz)的电源电压通过电子技术转换为可调节频率和电压的设备。
其工作原理主要基于斯托克斯定理和电磁感应定律。
通过变频器可以将电机的电源电压和频率进行调整,实现电机的调速、调转和定位等功能。
二、组成部分1.整流器和滤波器:整流器用于将交流电转换为直流电,滤波器则用于平滑直流电流,以减小电流的脉动。
2.逆变器:逆变器将直流电转换为交流电,并且可以调节输出频率和电压。
3.控制器:控制器是变频器的核心部分,其中包括微处理器、运算控制器和其他电路。
控制器根据输入的信号和控制指令,通过调节整流器和逆变器的工作方式,控制变频器的输出频率和电压。
三、常见应用领域1.工业自动化:变频器广泛应用于工业生产线中,用于调节电机的转速和负载,实现生产过程的自动化控制。
特别是在需要对转速和运动进行精确控制的行业,如冶金、化工、纺织等领域。
2.电梯及自动扶梯:变频器在电梯和自动扶梯中的应用,可以实现平稳的启停和多速调节功能,提高乘客的乘坐舒适度和安全性。
3.空调和通风系统:变频器在空调和通风系统中的应用,可以根据室内环境的需求,调节供电电压和频率,控制风机的转速和风量,实现节能效果。
4.泵和风机控制:变频器能够根据水流或气流的需求,调节电机的转速和功率输出,实现泵和风机的控制。
这在水处理、给排水系统和工农业用途中有广泛应用。
四、使用注意事项1.选择合适的变频器:根据不同应用领域和工作环境的需求,选用适合的变频器型号和规格。
考虑到功率、电压、频率、保护等要素,确保变频器的稳定和可靠运行。
2.电气安全:变频器工作时产生的高压和高温要注意防护,避免触电和短路等事故。
3.接线和布线:正确连接变频器、电机和电源等设备,采取恰当的线路布置和屏蔽措施,避免电磁干扰和信号干扰。
变频器的基础知识
变频器在长时间运行过程中保持性能 稳定的能力,包括温度稳定性、电气 性能稳定性等。
04 变频器的应用领域
工业自动化
电机控制
01
变频器在工业自动化领域中广泛应用于电机控制,通过调节电
源频率来改变电机转速,实现生产线的自动化和高效化。
过程控制
02
变频器能够精确控制工业生产过程中的各种参数,如流量、压
直接转矩控制
通过控制电机的磁通和转矩来直接控制电机的输 出转矩和速度,具有快速响应和良好的动态性能。
调速性能指标
调速范围
变频器能够调节的电机转速范围,通常 以最高转速与最低转速的比值来表示。
动态响应时间
从设定值变化到实际输出值所需的时 间,要求快速响应以减小对机械系统
的冲击。
调速精度
调速过程中实际转速与设定转速的偏 差,一般要求精度在±5%以内。
其他领域
楼宇自动化
变频器在楼宇自动化领域中用于控制 空调系统、电梯和照明等设备的运行 ,提高楼宇的能源效率和舒适度。
医疗器械
变频器在医疗器械中用于控制设备的 运行速度和精度,如呼吸机、输液泵 等,保障患者的安全和治疗质量。
05 变频器的选型与使用注意 事项
选型原则
根据电机功率选择合适的变频器
在选择变频器时,应确保其能够满足电机的功率需求,同时 留有一定的余量。
保护电路
在变频器出现异常时,及时切断主电 路和控制电路的电源,保护变频器和 电机不受损坏。
保护电路
过流保护
检测主电路的电流,当电流超过设定值时, 保护电路动作,切断电源。
欠压保护
检测直流母线的电压,当电压低于设定值时, 保护电路动作,切断电源。
过压保护
低压变频器的工作原理
低压变频器的工作原理低压变频器是一种用于调节电动机转速的装置,它通过改变电源频率来控制电动机的转速,从而实现对设备的精准控制。
在工业生产中,低压变频器被广泛应用于风机、泵、压缩机等设备,以提高生产效率、节约能源和减少设备损耗。
那么,低压变频器是如何实现这一功能的呢?接下来,我们将从工作原理的角度来详细解析。
首先,低压变频器的核心部件是整流器和逆变器。
整流器将交流电源转换为直流电压,然后逆变器将直流电压再次转换为可变的交流电源。
这样就实现了对电源频率和电压的控制,从而实现对电动机转速的调节。
其次,低压变频器的工作原理基于调制技术。
调制技术是通过改变电源频率和电压的波形来控制电动机的转速。
低压变频器中常用的调制技术包括PWM调制(脉宽调制)和SVPWM调制(空间矢量脉宽调制)。
这些调制技术可以精确地控制电源波形的变化,从而实现对电动机的精准控制。
此外,低压变频器还采用了闭环控制系统。
闭环控制系统通过传感器实时监测电动机的转速、电流、温度等参数,然后将这些参数反馈给控制器,控制器根据反馈信号调整电源频率和电压,从而实现对电动机的闭环控制。
闭环控制系统可以实时调整电动机的工作状态,提高系统的稳定性和响应速度。
最后,低压变频器的工作原理还涉及到电动机的特性。
电动机的特性包括转矩-转速特性、电流-转速特性等。
低压变频器需要根据电动机的特性来调节电源频率和电压,从而实现对电动机的精准控制。
在实际应用中,低压变频器需要根据不同的负载特性和工况要求来调整参数,以实现最佳的控制效果。
综上所述,低压变频器通过整流器和逆变器实现对电源频率和电压的控制,采用调制技术实现对电动机的精准控制,采用闭环控制系统实现对电动机的实时调节,同时根据电动机的特性来调整参数,从而实现对电动机转速的精准控制。
这些工作原理的相互作用,共同实现了低压变频器对电动机的精准控制,为工业生产提供了可靠的动力支持。
变频器基础知识
变频器基础知识变频器是一种用于改变交流电频率的电子设备,也被称为变频调速器或电机调速器。
其主要作用是将来自电源的交流电转换为所需的频率和电压以驱动电机运行。
变频器在工业生产和日常生活中起着重要作用,本文将介绍变频器的基础知识。
一、变频器的工作原理变频器通过将交流电转换为直流电,再将直流电转换为所需的频率和电压信号来控制电机运行。
其基本构成由整流器、滤波器、逆变器和控制电路组成。
首先,交流电通过整流器将交流电转换为直流电。
然后通过滤波器去除电流中的谐波和干扰,使电流更加稳定。
接下来,逆变器将直流电转换为所需的交流电频率和电压信号。
最后,控制电路根据设定的参数来调整逆变器的输出信号,以实现电机的精确控制。
二、变频器的优势和应用领域1. 节能降耗:变频器可以根据实际负载条件智能调整电机的转速和运行状态,实现节能降耗的效果。
通过减少机械设备的启停次数和降低设备的运行速度,可以降低电机的能耗,并减少电机的磨损和故障率,延长设备的使用寿命。
2. 调速控制:变频器具有精确的调速控制能力,可以根据实际需要灵活地调整电机的转速和运行方式。
无论是低速运行、中速运行还是高速运行,变频器都可以满足不同的工业生产和设备驱动需求。
3. 软启动和平稳运行:变频器具有软启动功能,可以使电机在启动过程中渐进加速,避免了电机启动时的冲击和压力。
此外,变频器可以实现电机的平稳运行,减小了机械设备的振动和噪音。
4. 提高生产效率:变频器可以根据工艺要求和实际需要调整电机的转速,从而实现生产过程的精确控制。
例如,在纺织、化工、食品等行业,通过合理地调整电机的转速和材料的输送速度,可以提高生产效率并减少产品质量缺陷。
变频器广泛应用于各个领域,如冶金、化工、食品、建筑、纺织、电力等。
无论是驱动机械设备,还是控制生产过程,都可以借助变频器来实现需要的电机调速和精确控制。
三、变频器的选型和安装注意事项1. 负载特性:在选择变频器时,需要考虑电机的负载特性和工作环境。
低压变频器基础知识
一、变频技术的发展电力电子器件是变频器发展的基础,计算机技术和自动控制理论是变频器发展的支柱。
电力电子器件由最初的半控器件SCR,发展为全控器件GTO晶闸管、GTR、MOSFET、IGBT,到今年研制出的IPM,单个器件的电压值和电流值的定额越来越大,工作速度越来越高,驱动功率和管耗越来越小。
变频技术的核心控制由单片机完成,这些新技术和自动控制理论使变频器的容量越来越大,功能越来越强。
市场需求也是变频器发展的动力,来自国家节能中心的数据:在全国总的电能消耗中:各种电机的耗电量占:50%!其中风机泵的耗电量:50%!即:全国的发电量中1/4被风机、泵消耗了!最新数据:各种风机、泵耗电量占全国发电量的1/3!据测算我国潜在变频器市场是巨大的。
变频器技术的发展趋势是:智能化,专门化,一体化,环保低噪变频技术已被公认为最理想,最有发展前途的调速方式之一,它主要应用在节能,自动化系统及提高工艺水平和产品质量等方面。
二、变频调速的实现及分类1.交-交调速50Hz+--+50Hz ZU交-交调速只有一个变换环节,将恒压恒频的交流电源转换成变压变频的电源,因此又称为直接变频器,它主要应用于大功率的三相异步电动机和同步电机的低速变频调速优点:原理简单,方便缺点:①结构庞大,笨重;②谐波成分大;③频率最高不会大于30Hz因而其应用范围受到限制2. 交-直-交调速整流中间逆变UVWRST交-直-交调速主要由三部分组成:整流电路,中间电路,和逆变电路优点:①调速范围广;②具有良好的动静态特性用可控硅实现VV,用IGBT逆变来实现VF我公司使用的是交-直-交变频调速,整流部分采用二极管进行整流,逆变部分采用功率器件IGBT 来实现。
下面简单谈一下IGBTIGBT全名绝缘栅极晶体管,它具有MOS和BJT双重功效。
从输入上看,IGBT具有MOSFET的输入特性:输入阻抗高,属电压控制元件,因而驱动简单。
从输出侧看,它具有BJT的输出特性:饱和压降低,耐压有1200V,1700V,3300V级,电流可达几百安,上千安,开关频率十几K,这些技术指标均可满足我公司变频器的要求。
变频器基础知识大全
变频器基础知识大全1、什么是变频器?变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置.2、PWM和PAM的不同点是什么?PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写,按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度,以调节输出量和波形的一种调值方式.PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅度调制) 缩写,是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度,以调节输出量值和波形的一种调制方式.3、电压型与电流型有什么不同?变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波石电感.4、为什么变频器的电压与电流成比例的改变?异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的,在额定频率下,如果电压一定而只降低频率,那么磁通就过大,磁回路饱和,严重时将烧毁电机.因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制变频器输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生.这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器.5、电动机使用工频电源驱动时,电压下降则电流增加;对于变频器驱动,如果频率下降时电压也下降,那么电流是否增加?频率下降(低速)时如果输出相同的功率则电流增加但在转矩一定的条件下电流几乎不变.6、采用变频器运转时,电机的起动电流、起动转矩怎样?采用变频器运转,随着电机的加速相应提高频率和电压,起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同,为125%~200%).用工频电源直接起动时,起动电流为6~7倍,因此,将产生机械电气上的冲击.采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长).起动电流为额定电流的1.2~1.5倍,起动转矩为70%~120%额定转矩;对于带有转矩自动增强功能的变频器,起动转矩为100%以上,可以带全负载起动.7、V/f模式是什么意思?频率下降时电压V也成比例下降,这个问题已在回答4说明.V与f 的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的,通常在控制器的存储装置(ROM)中存有几种特性,可以用开关或标度盘进行选择8、按比例地改V和f时,电机的转矩如何变化?频率下降时完全成比例地降低电压,那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变,将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向.因此,在低频时给定V/f要使输出电压提高一些以便获得一定地起动转矩这种补偿称增强起动.可以采用各种方法实现有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法9、在说明书上写着变速范围60~6Hz,即10:1,那么在6Hz以下就没有输出功率吗?在6Hz以下仍可输出功率,但根据电机温升和起动转矩的大小等条件,最低使用频率取6Hz左右,此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题.变频器实际输出频率(起动频率)根据机种为0.5~3Hz.10、对于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩一定,是否可以?通常情况下时不可以的.在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)电压不变,大体为恒功率特性,在高速下要求相同转矩时,必须注意电机与变频器容量的选择.11、所谓开环是什么意思?给所使用的电机装置设速度检出器(PG),将实际转速反馈给控制装置进行控制的,称为“闭环”,不用PG运转的就叫作“开环”.通用变频器多为开环方式,也有的机种利用选件可进行PG反馈.12、实际转速对于给定速度有偏差时如何办?开环时,变频器即使输出给定频率,电机在带负载运行时,电机的转速在额定转差率的范围内(1%~5%)变动.对于要求调速精度比较高,即使负载变动也要求在近于给定速度下运转的场合,可采用具有PG反馈功能的变频器(选用件).13、如果用带有PG的电机,进行反馈后速度精度能提高吗?具有PG反馈功能的变频器,精度有提高.但速度精度的植取决于PG 本身的精度和变频器输出频率的分辨率.14、失速防止功能是什么意思?如果给定的加速时间过短,变频器的输出频率变化远远超过转速(电角频率)的变化,变频器将因流过过电流而跳闸,运转停止,这就叫作失速.为了防止失速使电机继续运转,就要检出电流的大小进行频率控制.当加速电流过大时适当放慢加速速率.减速时也是如此.两者结合起来就是失速功能.15、有加速时间与减速时间可以分别给定的机种,和加减速时间共同给定的机种,这有什么意义?加减速可以分别给定的机种,对于短时间加速、缓慢减速场合,或者对于小型机床需要严格给定生产节拍时间的场合是适宜的,但对于风机传动等场合,加减速时间都较长,加速时间和减速时间可以共同给定.16、什么是再生制动?电动机在运转中如果降低指令频率,则电动机变为异步发电机状态运行,作为制动器而工作,这就叫作再生(电气)制动.17、是否能得到更大的制动力?从电机再生出来的能量贮积在变频器的滤波电容器中,由于电容器的容量和耐压的关系,通用变频器的再生制动力约为额定转矩的10%~20%.如采用选用件制动单元,可以达到50%~100%.18、请说明变频器的保护功能?保护功能可分为以下两类:(1) 检知异常状态后自动地进行修正动作,如过电流失速防止,再生过电压失速防止.(2) 检知异常后封锁电力半导体器件PWM控制信号,使电机自动停车.如过电流切断、再生过电压切断、半导体冷却风扇过热和瞬时停电保护等.19、为什么用离合器连续负载时,变频器的保护功能就动作?用离合器连接负载时,在连接的瞬间,电机从空载状态向转差率大的区域急剧变化,流过的大电流导致变频器过电流跳闸,不能运转.20、在同一工厂内大型电机一起动,运转中变频器就停止,这是为什么?电机起动时将流过和容量相对应的起动电流,电机定子侧的变压器产生电压降,电机容量大时此压降影响也大,连接在同一变压器上的变频器将做出欠压或瞬停的判断,因而有时保护功能(IPE)动作,造成停止运转.21、什么是变频分辨率?有什么意义?对于数字控制的变频器,即使频率指令为模拟信号,输出频率也是有级给定.这个级差的最小单位就称为变频分辨率.变频分辨率通常取值为0.015~0.5Hz.例如,分辨率为0.5Hz,那么23Hz的上面可变为23.5、24.0 Hz,因此电机的动作也是有级的跟随.这样对于像连续卷取控制的用途就造成问题.在这种情况下,如果分辨率为0.015Hz左右,对于4级电机1个级差为1r/min 以下,也可充分适应.另外,有的机种给定分辨率与输出分辨率不相同.22、装设变频器时安装方向是否有限制.变频器内部和背面的结构考虑了冷却效果的,上下的关系对通风也是重要的,因此,对于单元型在盘内、挂在墙上的都取纵向位,尽可能垂直安装.23、不采用软起动,将电机直接投入到某固定频率的变频器时是否可以?在很低的频率下是可以的,但如果给定频率高则同工频电源直接起动的条件相近.将流过大的起动电流(6~7倍额定电流),由于变频器切断过电流,电机不能起动.24、电机超过60Hz运转时应注意什么问题?超过60Hz运转时应注意以下事项(1)机械和装置在该速下运转要充分可能(机械强度、噪声、振动等).(2) 电机进入恒功率输出范围,其输出转矩要能够维持工作(风机、泵等轴输出功率于速度的立方成比例增加,所以转速少许升高时也要注意).(3) 产生轴承的寿命问题,要充分加以考虑.(4) 对于中容量以上的电机特别是2极电机,在60Hz以上运转时要与厂家仔细商讨.25、变频器可以传动齿轮电机吗?根据减速机的结构和润滑方式不同,需要注意若干问题.在齿轮的结构上通常可考虑70~80Hz为最大极限,采用油润滑时,在低速下连续运转关系到齿轮的损坏等.26、变频器能用来驱动单相电机吗?可以使用单相电源吗?机基本上不能用.对于调速器开关起动式的单相电机,在工作点以下的调速范围时将烧毁辅助绕组;对于电容起动或电容运转方式的,将诱发电容器爆炸.变频器的电源通常为3相,但对于小容量的,也有用单相电源运转的机种.27、变频器本身消耗的功率有多少?它与变频器的机种、运行状态、使用频率等有关,但要回答很困难.不过在60Hz以下的变频器效率大约为94%~96%,据此可推算损耗,但内藏再生制动式(FR-K)变频器,如果把制动时的损耗也考虑进去,功率消耗将变大,对于操作盘设计等必须注意.28、为什么不能在6~60Hz全区域连续运转使用?一般电机利用装在轴上的外扇或转子端环上的叶片进行冷却,若速度降低则冷却效果下降,因而不能承受与高速运转相同的发热,必须降低在低速下的负载转矩,或采用容量大的变频器与电机组合,或采用专用电机.29、使用带制动器的电机时应注意什么?制动器励磁回路电源应取自变频器的输入侧.如果变频器正在输出功率时制动器动作,将造成过电流切断.所以要在变频器停止输出后再使制动器动作.30、想用变频器传动带有改善功率因数用电容器的电机,电机却不动,清说明原因变频器的电流流入改善功率因数用的电容器,由于其充电电流造成变频器过电流(OCT)所以不能起动,作为对策,请将电容器拆除后运转,甚至改善功率因数,在变频器的输入侧接入AC电抗器是有效的.31、变频器的寿命有多久?变频器虽为静止装置,但也有像滤波电容器、冷却风扇那样的消耗器件,如果对它们进行定期的维护,可望有10年以上的寿命.32、变频器内藏有冷却风扇,风的方向如何?风扇若是坏了会怎样?对于小容量也有无冷却风扇的机种.有风扇的机种,风的方向是从下向上,所以装设变频器的地方,上、下部不要放置妨碍吸、排气的机械器材.还有,变频器上方不要放置怕热的零件等.风扇发生故障时,由电扇停止检测或冷却风扇上的过热检测进行保护33、滤波电容器为消耗品,那么怎样判断它的寿命?作为滤波电容器使用的电容器,其静电容量随着时间的推移而缓缓减少,定期地测量静电容量,以达到产品额定容量的85%时为基准来判断寿命.34、装设变频器时安装方向是否有限制.应基本收藏在盘内,问题是采用全封闭结构的盘外形尺寸大,占用空间大,成本比较高.其措施有:(1)盘的设计要针对实际装置所需要的散热;(2)利用铝散热片、翼片冷却剂等增加冷却面积;(3) 采用热导管.此外,已开发出变频器背面可以外露的型式.35、想提高原有输送带的速度,以80Hz运转,变频器的容量该怎样选择?设基准速度为50Hz50Hz以上为恒功率输出特性.像输送带这样的恒转矩特性负载增速时,容量需要增大为80/50≈1.6倍.电机容量也像变频器一样增大.变频器工作原理变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的.1. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变?*1: r/min电机旋转速度单位:每分钟旋转次数,也可表示为rpm.例如:2极电机50Hz 3000 [r/min]4极电机50Hz 1500 [r/min]结论:电机的旋转速度同频率成比例本文中所指的电机为感应式交流电机,在工业中所使用的大部分电机均为此类型电机.感应式交流电机(以后简称为电机)的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率.由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的.由于该极数值不是一个连续的数值(为2的倍数,例如极数为2,4,6),所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度.另外,频率能够在电机的外面调节后再供给电机,这样电机的旋转速度就可以被自由的控制.因此,以控制频率为目的的变频器,是做为电机调速设备的优选设备.n = 60f/pn: 同步速度f: 电源频率p: 电机极对数结论:改变频率和电压是最优的电机控制方法如果仅改变频率而不改变电压,频率降低时会使电机出于过电压(过励磁),导致电机可能被烧坏.因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压.输出频率在额定频率以上时,电压却不可以继续增加,最高只能是等于电机的额定电压.例如:为了使电机的旋转速度减半,把变频器的输出频率从50Hz改变到25Hz,这时变频器的输出电压就需要从400V改变到约200V2. 当电机的旋转速度(频率)改变时,其输出转矩会怎样?*1: 工频电源由电网提供的动力电源(商用电源)*2: 起动电流当电机开始运转时,变频器的输出电流变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动电机在工频电源供电时起动和加速冲击很大,而当使用变频器供电时,这些冲击就要弱一些.工频直接起动会产生一个大的起动起动电流.而当使用变频器时,变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的,所以电机起动电流和冲击要小些.通常,电机产生的转矩要随频率的减小(速度降低)而减小.减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明.通过使用磁通矢量控制的变频器,将改善电机低速时转矩的不足,甚至在低速区电机也可输出足够的转矩.3. 当变频器调速到大于50Hz频率时,电机的输出转矩将降低通常的电机是按50Hz电压设计制造的,其额定转矩也是在这个电压范围内给出的.因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速. (T=T e P=Pe)变频器输出频率大于50Hz频率时,电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降.当电机以大于50Hz频率速度运行时,电机负载的大小必须要给予考虑,以防止电机输出转矩的不足.举例,电机在100Hz时产生的转矩大约要降低到50Hz时产生转矩的1/2.因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速. (P=Ue*Ie)4. 变频器50Hz以上的应用情况大家知道对一个特定的电机来说其额定电压和额定电流是不变的.如变频器和电机额定值都是: 15kW/380V/30A 电机可以工作在50Hz以上.当转速为50Hz时变频器的输出电压为380V 电流为30A. 这时如果增大输出频率到60Hz 变频器的最大输出电压电流还只能为380V/30A. 很显然输出功率不变. 所以我们称之为恒功率调速.这时的转矩情况怎样呢?因为P=wT (w:角速度T:转矩). 因为P不变w增加了所以转矩会相应减小.我们还可以再换一个角度来看:电机的定子电压U = E + I*R (I为电流R为电子电阻E为感应电势)可以看出UI不变时E也不变.而E = k*f*X (k:常数f: 频率X:磁通) 所以当f由50--60Hz时X会相应减小对于电机来说T=K*I*X (K:常数I:电流X:磁通) 因此转矩T会跟着磁通X减小而减小.同时小于50Hz时由于I*R很小所以U/f=E/f不变时磁通(X)为常数. 转矩T和电流成正比. 这也就是为什么通常用变频器的过流能力来描述其过载(转矩)能力. 并称为恒转矩调速(额定电流不变--最大转矩不变)结论: 当变频器输出频率从50Hz以上增加时电机的输出转矩会减小.5. 其他和输出转矩有关的因素发热和散热能力决定变频器的输出电流能力,从而影响变频器的输出转矩能力.载波频率: 一般变频器所标的额定电流都是以最高载波频率最高环境温度下能保证持续输出的数值. 降低载波频率电机的电流不会受到影响.但元器件的发热会减小.环境温度:就象不会因为检测到周围温度比较低时就增大变频器保护电流值.海拔高度: 海拔高度增加对散热和绝缘性能都有影响.一般1000m 以下可以不考虑. 以上每1000米降容5%就可以了.。
变频器基础知识培训
通过模拟直流电机的控制方式 ,实现电机的转矩和速度的精 确控制。
直接转矩控制
直接对电机的转矩进行控制, 具有快速响应和良好的动态性 能。
智能控制
结合现代控制理论和方法,实 现更为复杂的电机控制需求。
03
变频器的应用领域与优势
变频器在工业自动化领域的应用
01
02
03
电机控制
变频器用于控制电机的启 动、停止、速度和方向, 实现精确的位置控制和自 动化流程。
05
变频器的常见故障与排除方法
变频器常见故障的诊断与分析
电源故障
电源电压过低或过高,导致变频器无法正常 工作。
参数设置错误
变频器参数设置不正确,导致变频器无法正 常工作。
电机故障
电机绕组短路或断路,导致电机无法正常运 转。
传感器故障
传感器损坏或连接不良,导致变频器无法正 常工作。
变频器常见故障的排除方法与技巧
加重要的作用。
新能源领域
变频器在风力发电、太阳能逆变等领域有 广泛应用,未来随着新能源产业的发展, 变频器的需求将进一步增长。
节能减排
变频器具有显著的节能效果,未来在节能 减排、绿色制造等领域的应用将更加广泛
。
交通领域
变频器在轨道交通、电梯、电动汽车驱动 等领域有广泛应用,未来随着交通领域的 不断发展,变频器的需求将持续增长。
变频器的维护与保养
维护保养内容
1
2
检查变频器的外观是否完好,无严重磨损或变形 。
3
检查变频器内部元件是否正常,无严重老化或损 坏现象。
变频器的维护与保养
检查电机和连接线路是否正常 ,无松动或接触不良现象。
对变频器进行除尘清洁,保持 其内部和外部的清洁度。
低压变频器知识讲座
16.03 PASS CODE 输入开锁密码( 参见参数 16.02)。 16.04 FAULT RESET SEL 选择故障复位信号的信号源。传 动单元故障跳闸,待故障排除后,该信号使传动单元复位。 NOT SEL 只能从控制盘的键盘上按RESET 键才可以使故障 复位。 一般选择只能从控制盘的键盘上按RESET 键才可以使故障 复位。因为变频器出现故障时,在故障未查明时,是不允 许将变频器启动的。
24
11.03 EXT1/EXT2 SELECT 定义EXT1 有效还是EXT2 有效的控 制口,通过控制口的信号可以在EXT1 或EXT2 中作出选择。 AI1 模拟输入 AI1。 AI2 模拟输入 AI2 。 AI3 模拟输入 AI3。 AI1+AI3 模拟输入 AI1 和AI3 之和。 AI2+AI3 模拟输入 AI2 和AI3 之和。 AI1-AI3 模拟输入信号 AI1 减去模拟信号输入 AI3。 AI2-AI3 模拟输入信号 AI2 减去模拟信号输入 AI3。
27
14 RELAY OUTPUTS
继电器输出的状态信号,和继电器运行延时时间
14.01 RELAY RO1 OUTPUT 选择继电器输出RO1 显示的传动状态,
继电器在状态满足设定条件时处于通电状态。 NOT USED 不使用。 READY 运行准备好:允许运行信号ON,无故障。 RUNNING 运行:起动信号ON,Run Enable 信号ON,无故障发生。 FAULT 故障 FAULT(-1) 故障取反。在故障跳闸时继电器失电。 FAULT(RST) 产生故障后,经过自动复位延时,故障自动复位。 STALL WARN 堵转保护功能发出警告。 STALL FLT 由堵转保护功能发出的故障跳闸信号。 DC OVERVOLT 中间回路直流电压超过了过电压极限值。 DC UNDERVOLT 中间回路直流电压低于欠电压极限值。
低压变频器基本原理介绍
低压变频器基本原理介绍:变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式(Variable Voltage Variable Frequency 即VVVF),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、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。
其基本结构见下图,主电路原理图三相工频交流电经过VD1~VD6 整流后,正极送入到缓冲电阻RL中,RL的作用是防止电流忽然变大。
经过一段时间电流趋于稳定后,晶闸管或继电器的触点会导通短路掉缓冲电阻RL,这时的直流电压加在了滤波电容CF1、CF2 上,这两个电容可以把脉动的直流电波形变得平滑一些。
由于一个电容的耐压有限,所以把两个电容串起来用。
电容的耐压就提高了一倍。
CF1、CF2两个电容的容量是一样的,虽然标称的容量相同,但是在实际上两个电容的容量不可能一致,造成分压不均。
所以给两个电容分别并联了一个均压电阻R1、R2 ,这样,CF1 和CF2 上的电压就一样了。
HL 是主电路的电源指示灯,串联了一个限流电阻接在了正负电压之间,这样三相电源一加进来,HL就会发光,指示直流电源送入。
直流电压加在了大功率晶体管VB的集电极与发射极之间,VB的导通由控制电路控制,VB上还串联了变频器的制动电阻RB,组成了变频器制动回路。
我们知道,由于电动机的绕组是感性负载,在启动和停止的瞬间都会产生一个较大的反向电动势,这个反向电压的能量会通过续流二极管VD7~VD12使直流母线上的电压升高,这个电压高到一定程度会击穿逆变管V1~V6 和整流管VD1~VD6。
当有反向电压产生时,控制回路控制VB导通,电压就会通过VB在电阻RB释放掉。
当电机较大时,还可并联外接电阻RB。
一般情况下“+”端和P1端是由一个短路片短接上的,如果断开,这里可以接外加的直流电抗器,直流电抗器的作用是改善电路的功率因数。
变频器基础知识
变频器基础知识变频器基础知识一、变频器的定义通常所说的变频器,是指将频率固定的电源(如50Hz三相交流电)变成频率可变的电源(如在0~50Hz之间随意变换)的转换设备。
如果原有电源的频率为0(即为直流电源供电),则变频器可以省去直流变换环节,退化成单一的逆变器(DC→AC)。
二、变频器的分类从不同的角度,可以对变频器进行不同的分类。
1、按电压等级不同,变频器可分为:高压变频器、中压变频器、低压变频器按照国际惯例,电压≥10kV时称高压,1-10kV为中压,小于1kV 时称低压,与其电压范围相对应的变频器分别称为高压变频器、中压变频器、低压变频器。
在我国,习惯上把10KV、6kV或3kV的电机称为高压电机,相应的电压为10KV、6kV或3kV的变频器均称高压变频器。
平常所说的“高-高”、“高-低-高”、“高-低”只是变频器的不同应用形式。
2、按主回路结构不同,变频器可分为:交-直-交变频器,交-交变频器。
交-直-交变频器1)交-直-交变频器先将电网交流电用整流电路整成直流电,再用逆变电路将直流电转换为频率可变的交流电。
整流电路、直流回路、逆变电路是交-直-交变频器的三个基本组成部分。
整流电路可以是不控的(二极管全波整流)、也可以是可控的,如果是可控整流,则它也能工作在逆变状态,将直流回路的能量逆变回电网。
逆变电路肯定是可控的,主要功能是将直流回路电能变成交流电输出给电机。
如果电机工作在发电工况时(比如制动场合),逆变电路工作在整流状态,将电机的能量送到直流回路。
交-交变频器2)交-交变频器没有直流回路,每相都由两个相互反并联的整流电路组成,正桥提供正向相电流,反桥提供负向相电流。
3、按储能方式不同,变频器可分为:电流源型、电压源型。
电流源型变频器1)电流源型:电流源变频器输入采用可控整流,控制电流的大小。
中间采用大电感,对电流进行平滑。
逆变桥将直流电流转换为频率可变的交流电流,供给交流电机。
在电流源变频器中,直接受控量是电流。
低压变频器的工作原理及应用
低压变频器的工作原理及应用(一)交流异步电动机变频调速原理:变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。
现在使用的变频器主要采用交—直—交方式(VVVF变频或矢量控制变频),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。
变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。
交-直部分整流电路:由VD1-VD6六个整流二极管组成不可控全波整流桥。
对于380V的额定电源,一般二极管反向耐压值应选1200V,二极管的正向电流为电机额定电流的1.414-2倍。
(二)变频器元件作用电容C1:是吸收电容,整流电路输出是脉动的直流电压,必须加以滤波,变压器是一种常见的电气设备,可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压,也可以改变交流电的数值及变换阻抗或改变相位。
压敏电阻:有三个作用,一过电压保护,二耐雷击要求,三安规测试需要.热敏电阻:过热保护霍尔:安装在UVW的其中二相,用于检测输出电流值。
选用时额定电流约为电机额定电流的2倍左右。
充电电阻:作用是防止开机上电瞬间电容对地短路,烧坏储能电容开机前电容二端的电压为0V;所以在上电(开机)的瞬间电容对地为短路状态。
如果不加充电电阻在整流桥与电解电容之间,则相当于380V电源直接对地短路,瞬间整流桥通过无穷大的电流导致整流桥炸掉。
一般而言变频器的功率越大,充电电阻越小。
充电电阻的选择围一般为:10-300Ω。
储能电容:又叫电解电容,在充电电路中主要作用为储能和滤波。
PN端的电压电压工作围一般在 430VDC~700VDC 之间,而一般的高压电容都在 400VDC左右,为了满足耐压需要就必须是二个400VDC的电容串起来作800VDC。
容量选择≥60uf/A均压电阻:防止由于储能电容电压的不均烧坏储能电容;因为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,承受电压高的发热严重(电容里面有等效串联电阻)或超过耐压值而损坏。
低压变频器知识
变频器知识1、变频器定义:是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变为另一频率的电能控制装置。
功用是将频率固定不变(通常为工频50HZ)的交流电(三相的或单相的)变换为频率连续可调(多数为0~400HZ)的三相交流电源。
交流电机变频调速已成为当代电动机调速的潮流,它以体积小、重量轻、转矩大、精度高、功能强、可靠性高、操作简便、便于通信等功能优于以5F80的任何调速方式,因而在钢铁、有色、石油、石化、化纤、纺织、机械、电力、电子、建材、煤炭、医药、造纸、注塑、卷烟、吊车、城市供水、中央空调及污水处理等行业得到普遍应用。
变频器产生的最初用途是速度控制,但目前在国内应用较多的是节能。
3、变频器一般分类(1)按变换的环节分①交-交变频器将频率固定的交流电源直接变换成频率连续可调的交流电源,又称直接式变频器。
它主要应用于大功率的三相异步电动机和同步电机的低速变频调速。
优点:没有中间环节,故变换效率高缺点:①结构庞大,笨重;②谐波成分大;③连续可调的频率范围窄,最高不会大于30Hz。
因而其应用范围受到限制。
图1②交-直-交变频器将频率固定的交流电源通过整流器变换成直流电,再把直流电变换成频率连续可调的三相交流电,又称间接式变频器。
交-直-交变频器是目前广泛应用的通用型变频器。
优点:①调速范围广;②低频性能好;③具有良好的动静态特性图2我们的变频器主回路采用的是交-直-交结构,整流部分采用二极管进行整流,逆变部分采用功率器件IGBT来实现。
(2)按直流环节的储能方式分①电流型变频器特点是中间直流环节采用大电感作为储能环节来缓冲无功功率,即扼制电流的变化,使电压波形接近正弦波。
由于该直流环节内阻较大,故称其为电流型变频器。
常应用于负载电流变化较大的场合。
图3②电压型变频器特点是中间直流环节采用大电容作为储能环节来缓冲无功功率,直流环节电压比较平稳,内阻较小,相当于电压源,故称其为电压型变频器。
常应用于负载电压变化较大的场合。
低压变频器的工作原理及应用
低压变频器的工作原理及应用低压变频器(Low-voltage Variable Frequency Drive,LV VFD)是一种用于调节电动机转速的装置,通过改变电动机的供电频率和电压,以实现电动机的转速控制。
低压变频器的工作原理是将交流电源经过整流电路转换为直流电源,再通过逆变电路将电流转换为可调频率的交流电源,最后供给电动机,从而改变电动机的转速。
1.整流电路:将输入的交流电源转换成直流电源,常见的整流电路有单相整流和三相整流。
2.中间电路:将直流电源充电至一定的电压水平,并通过电容器存储能量,维持系统的稳定运行。
3.逆变电路:将中间电路的直流电压转换为可调频率的交流电源,通过逆变器将直流电压转换为可调整频率的交流电压,并通过PWM技术实现精确控制。
4.控制模块:包括信号处理、逻辑控制和接口电路等,负责接收用户的指令以及监测和保护电动机和变频器的运行状态。
1.工业自动化:低压变频器可以用于控制各种类型的电动机,如泵、风机、压缩机、输送带等,可以实现电机的速度控制和节能运行。
2.风电和太阳能发电:低压变频器可以调整风电和太阳能发电装置的输出电压和频率,以实现电网的连接和优化电能的利用。
3.交通运输:低压变频器可以用于电动汽车、电动船舶等交通工具的电动机控制,实现能量的高效转换和减少二氧化碳排放。
4.建筑设备:低压变频器可以用于调节建筑设备中的电动机的转速,如空调、电梯、水泵等,实现能耗的优化和舒适度的提升。
5.医疗设备:低压变频器可以应用于医疗领域的电动机控制,如手术台、呼吸机等,实现精密控制和实时监测。
总之,低压变频器作为一种能够实现电动机转速控制的装置,具有广泛的应用领域。
它不仅可以提高设备的精度和可靠性,还可以实现能耗的节约和环境保护。
随着工业自动化的发展和节能减排的要求,低压变频器的应用前景非常广阔。
变频器基础知识培训ppt课件完整版
目录 CONTENT
• 变频器概述 • 变频器工作原理与结构 • 变频器参数设置与调试方法 • 变频器选型与应用案例分析 • 变频器维护保养与故障排除技巧 • 总结回顾与展望未来发展趋势
01
变频器概述
定义与发展历程
定义
变频器是一种电力电子设备,通过改 变电源频率来控制交流电动机的速度 和转矩。
直流中间电路的滤波是电感,直流中间电路 输出电流是脉动的直流电流,直流环节等效 于恒流源。
交-交变频器
交-直-交变频器
直接将固定频率的交流电变换成频率、电压 均可调的交流电。
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。
03
变频器参数设置与调试 方法
和离网控制。
智能家居
如空调、冰箱、洗衣机 等家用电器的节能和智
能控制。
变频器市场现状及前景
市场现状
目前,全球变频器市场规模不断扩大,市场竞争日益激烈。同时,随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展, 变频器产品的种类和功能也越来越丰富。
市场前景
未来,随着工业4.0、智能制造等概念的深入推广,以及新能源、智能家居等领域的快速发展,变频器市场将迎 来更加广阔的发展空间。同时,随着人工智能、大数据等技术的融合应用,变频器产品的智能化和网络化水平也 将不断提升。
过压故障
输入电压过高或减速时间过短引 起,应调整输入电压或延长减速 时间。
欠压故障
输入电压过低或缺相导致,应检 查输入电源及缺相保护。
过热故障
散热系统不良或环境温度过高造 成,应检查散热系统并改善环境
温度。
排除方法和预防措施分享
变频器基础知识
变频器基础知识一、什么是变频器变频器,也称为交流调速器,是一种用于控制交流电动机转速的装置。
它通过改变电源电压的频率和大小,来控制电机的转速和运行状态。
变频器广泛应用于工业生产中的风机、水泵、压缩机等设备中。
二、变频器的工作原理1. 变频器的输入端接收三相交流电源,并将其转换成直流电源;2. 变频器内部的逆变器将直流电源转换成高频交流电源;3. 高频交流电源经过控制模块进行调整,输出给驱动模块;4. 驱动模块根据控制信号来控制输出功率,从而实现对电机转速的控制。
三、变频器的优点1. 节能:通过调整负载要求来降低负载功率,从而达到节能效果;2. 增加设备寿命:通过减少启停次数和降低设备运行温度来延长设备寿命;3. 提高生产效率:可以根据需要随时调整设备运行状态,提高生产效率;4. 降低噪音:通过减少启停次数和降低设备运行温度来降低噪音。
四、变频器的分类1. 按控制方式分:开环控制和闭环控制;2. 按输出电压分:低压变频器和中高压变频器;3. 按功率分:小功率变频器和大功率变频器。
五、变频器的选型在选型时需要考虑以下因素:1. 电机类型和额定功率;2. 工作环境温度和湿度;3. 控制方式和要求;4. 负载特性和要求。
六、常见问题及解决方法1. 变频器故障:可以通过检查电源线路、信号线路、驱动模块等进行排查;2. 变频器过热:可以通过增加散热设备、降低负载要求等进行解决;3. 变频器电容老化:可以定期检查并更换电容来解决。
七、注意事项1. 在使用前需要对设备进行检查,确保各部件正常运行;2. 在使用过程中需要注意安全,避免触电等危险情况发生;3. 在停机前需要将负载逐渐降低,避免突然停机对设备造成损害。
八、总结变频器作为一种重要的控制装置,在工业生产中发挥着重要的作用。
通过了解其基础知识、工作原理、优点、分类、选型等方面的内容,可以更好地应用和维护变频器设备,提高生产效率和设备寿命。
同时需要注意安全和维护,确保设备正常运行。
低压变频器的工作原理
低压变频器的工作原理
低压变频器是一种用于调节交流电动机速度和扭矩的装置,其工作原理基于电力电子技术和控制系统。
以下是低压变频器的工作原理:
1. 输入电源:低压变频器通常使用三相交流电源作为输入电源。
这些电源被送入整流器电路中。
2. 整流器电路:整流器电路将输入的三相交流电源转换为直流电源。
整流器电路通常使用整流桥等元件来实现。
3. 滤波电路:直流电源通过滤波电路进行滤波,去除直流电源中的脉动和杂波。
4. 逆变器电路:滤波后的直流电源通过逆变器电路转换为交流电源。
逆变器电路通常使用可控硅等器件来实现。
5. 控制系统:控制系统是低压变频器的核心部分。
它通过监测电动机的状态和用户的要求,计算出适当的频率和电压输出,并将信号传递给逆变器电路以控制电动机的工作。
6. 电动机驱动:经过控制系统计算后的频率和电压信号被传递给逆变器电路,由其输出给电动机。
逆变器电路通过调节输出频率和电压来调节电动机的转速和扭矩。
7. 反馈信号:电动机的转速和电流等参数通过反馈装置测量并送回控制系统。
控制系统根据这些反馈信号对电动机的工作状
态进行实时调整,以实现所需的性能。
通过以上步骤,低压变频器可以实现对电动机的精确控制,提供符合需求的转速和扭矩输出,以适应不同工况和应用需求。
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一、变频技术的发展电力电子器件是变频器发展的基础,计算机技术和自动控制理论是变频器发展的支柱。
电力电子器件由最初的半控器件SCR,发展为全控器件GTO晶闸管、GTR、MOSFET、IGBT,到今年研制出的IPM,单个器件的电压值和电流值的定额越来越大,工作速度越来越高,驱动功率和管耗越来越小。
变频技术的核心控制由单片机完成,这些新技术和自动控制理论使变频器的容量越来越大,功能越来越强。
市场需求也是变频器发展的动力,来自国家节能中心的数据:在全国总的电能消耗中:各种电机的耗电量占:50%!其中风机泵的耗电量:50%!即:全国的发电量中1/4被风机、泵消耗了!最新数据:各种风机、泵耗电量占全国发电量的1/3!据测算我国潜在变频器市场是巨大的。
变频器技术的发展趋势是:智能化,专门化,一体化,环保低噪变频技术已被公认为最理想,最有发展前途的调速方式之一,它主要应用在节能,自动化系统及提高工艺水平和产品质量等方面。
二、变频调速的实现及分类1.交-交调速交-交调速只有一个变换环节,将恒压恒频的交流电源转换成变压变频的电源,因此又称为直接变频器,它主要应用于大功率的三相异步电动机和同步电机的低速变频调速优点:原理简单,方便缺点:①结构庞大,笨重;②谐波成分大;③频率最高不会大于30Hz因而其应用围受到限制2. 交-直-交调速交-直-交调速主要由三部分组成:整流电路,中间电路,和逆变电路优点:①调速围广;②具有良好的动静态特性用可控硅实现VV,用IGBT逆变来实现VF我公司使用的是交-直-交变频调速,整流部分采用二极管进行整流,逆变部分采用功率器件IGBT 来实现。
下面简单谈一下IGBTIGBT 全名绝缘栅极晶体管,它具有MOS 和BJT 双重功效。
从输入上看,IGBT 具有MOSFET 的输入特性:输入阻抗高,属电压控制元件,因而驱动简单。
从输出侧看,它具有BJT 的输出特性:饱和压降低,耐压有1200V,1700V,3300V 级,电流可达几百安,上千安,开关频率十几K,这些技术指标均可满足我公司变频器的要求。
三、变频调速的原理变频器是将固定频率的交流电变换为频率连续可调的交流电的装置。
我公司选用的是VVVF(Variable Voltage Variable Frequency )调速 异步电动机的转速)1(60s pfn -=00n n n s -= P:电动机极对数 n 0:同步转速调节n ,由三种方法:1. 变p,只可跳变,不能连续调速,有局限性2. 变s,调速围越宽,系统效率越低 1,2均为改造电机。
3. 变f,可连续大围调速,转差率小,效率高n 与f 成正比,通过改变f 即可改变电动机的转速,当f 在0-50hz 围变化时,电动机转速调节围非常宽。
变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。
但仅改变频率,电机将被烧坏,尤其当频率降低时,问题更突出。
三相异步电动机每相绕组的反电动势公式:FVf u f E c f k K N f E m mm m =∝⋅=⇒⋅⋅=⋅⋅=φφφ44.4其中: E :为每相定子绕组的反电动势N :为每相定子绕组的匝数 K :为系数 为了保持磁通m φ不变,故必须保持V/F 恒比。
如果磁通太弱就等于没有充分利用电动机的铁心,是一种浪费;如果过分增大磁通,又会使铁心饱和,过大的励磁电流会使绕组过热而损坏电动机。
为了防止电机烧毁事故的发生,变频器在改变f 的同时,也改变U. 故为VVVF由式m m K N f E φ⋅⋅=44.4可分成两种情况分析:(1) 在频率低于供电的额定电源频率时属于恒转矩调速。
变频器设计时为维持电机输出转矩不变,必须维持每极气隙磁通Фm 不变,从公式可知,也就是要使E1/f1=常数。
这是在忽略定子漏阻抗压降的前提下,可以认为供给电机的电压U1与频率f1按相同比例变化,即U1/f1=常数。
但是在频率较低时,定子漏阻抗压降已不能忽略,从而导致主磁通Фm 和输出转矩下降,因此要人为地提高定子电压U ,以作漏抗压降的补偿,维持E1/f1≈常数,保证主磁通Фm 基本不变。
因此这种方法被称为电压补偿(转矩提升)。
此时变频器输出U1/f1关系如图1中的曲线2,而不再是曲线1。
多数变频器在频率低于电机额定频率时, 输出的电压U1和频率f1类似图1中曲线2, 并且随着设置不同, 可改变补偿曲线的形状,试用者要根据实际电机运行情况调整。
(2) 在频率高于定子供电的额定电源频率时属于恒功率调速。
此时变频器的输出频率f1提高,但变频器的电源电压由电网电压决定,不能继续提高。
根据公式(3),E1不能变,f1提高必然使Фm 下降,由于Фm 与电流或转矩成正比,因此也就使转矩下降,转矩虽然下降了,但因转速升高了,所以它们两的乘积并未变,转矩与转速的乘积表征着功率。
因此这时候电机处在恒功率输出的状态下运行。
由以上分析可知通用变频器对异步电机调速时,输出频率和电压是按一定规律改变的,在额定频率以下,变频器的输出电压随输出频率升高而升高,即所谓变压变频调速(VVVF)。
而在额定频率以上,电压并不变,只改变频率。
四、 变频器基础知识 概述交-直-交变频器的主回路先把工频交流电通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电转换成频率、电压均可控制的的交流电源,进而驱动电机。
变频器主电路一般由整流、中间直流环节,逆变几部分组成。
整流部分为三相桥式不可控整流电路,逆变部分为IGBT 三相逆变器,输出为PWM 波形,中间直流环节为滤波,直流储能和缓冲无功功率.交——直部分4.1若线电压为L U ,则三相全波整流后平均直流母线电压D U 的大小为: L D U U 35.1 4.2滤波电容C 的作用:1:滤平全波整流后的电压纹波 2:当负载变化时,使直流电压保持平稳因电解电容有较大的离散性,故两个电容的电容量不完全相同,这将使他们承受的电压不等,为使其相等,故在电容旁个并联一个阻值相等的均压电阻。
4.3 限流电阻和开关变频器刚盒上电源时,电容充电电流特别大,会损坏三相整流桥的二极管及电解电容,延时电阻R 的接入,是为了将电容器的充电电源限制在允许围。
开关SL 的作用:当C 充电到一定程度时,令SL 接通,将R 短路掉。
直——交部分 4.4续流二极管的作用(1)电动机的绕组是电感性的,其电流具有无功分量,续流二极管为无功电流返回直流电源时提供通道。
为电动机的无功分量提供通道(2)当频率下降(变频调速系统的降速是通过降低频率来实现的,在频率刚降低的瞬间,同步转速也同时下降,而拖动系统的转速则由于惯性尚未下降,于是出现了nnm的状态)电动机处于再生制动状态时,再生电流将通过续流二极管整流后返回给直流电路。
为再生发电提供通道,使电容充电。
(3)IGBT进行逆变的工作过程是:同一桥臂的两个逆变管处于不同的交替导通和截止状态。
在这交替导通和截止的换相过程中,也不时地需VD1-VD7提供通道。
为上、下IGBT交替导通提供通道4.5 制动电阻:当工作频率下降时,再生制动,拖动系统的动能要反馈到直流电路中,使U D上升,危险。
因此,须将再生到直流电路的能量消耗掉,使U D保持在允许围,R B是用来消耗这部分能量的。
4.6 制动单元V B由GTR或IGBT及其驱动电路构成,其功能是为放电电流I B流经R B提供通路。
主回路IBGT吸收电路IGBT的缓冲电路主要有如图3.17所示的三种电路形式,其中3.17A图是由一个低感电容组成,适用于小功率设计,用作对瞬变电压有效而低成本的控制。
随着功率级别的增大,这种缓冲电路可能会同母线寄生电感作减幅振荡,此时采用如图3.17B所示的电路结构,使用快恢复二极管箝住瞬变电压,从而抑制谐振的发生。
五、变频器的外围设备和选购件,这里介绍一下单台变频器构成的基本调速系统IGBT缓冲电路变频器构成的基本调速系统图中部件和功能如下:电源侧断路器或漏电保护式断路器:起电源开关作用。
电磁接触器:保护时断开,电网复电后防止自动再投入。
输入侧交流电抗器:抑制输入侧的谐波电流,改善功率因数。
直流电抗器:抑制谐波电流,改善输入侧功率因素。
输出侧交流电抗器:抑制输出侧的谐波电流,减少电机噪声。
制动单元:消耗再生能量。
传感器和反馈网络是构成闭环控制回路的组成部分。
六、低压变频器的整机原理框图七、 系统控制电路的组成微机板 工作原理1 主芯片概述单片机87C196和C51主要是给变频器提供工作中所需的各种控制信号,同时接受变频器的反馈信号,经处理后识别变频器的工作状态,从而实现对变频器的控制。
2 驱动信号R 8R 822驱动单元所需的6路输入信号是由87C196单片机的P6口(P6.0—P6.5)送出的,经三个74HC00逻辑处理后输出。
74HC00的接入,主要是对输出波形进行整形和增加87C196的带载能力,减少其功耗。
同时,对87C196和驱动单元之间起到隔离作用,减少驱动级对单片机的影响,保证了单片机的工作可靠性。
3 延时信号开机后经3S时间,87C196的28脚送出一控制信号,经74HC14输出至可控硅触发单元。
目的是为使变频器开机后,各控制单元进入稳定状态及整流滤波电容不产生充电电流突变,经一段时间的延时再加入主电源,保证变频器的开机安全。
4 过电压和欠电压保护工作原理低压小功率低压大功率过电压和欠电压保护是由运算放大器LM324构成的自激式函数发生器、电源整流滤波、电压比较器、光电转换器,斯密特触发器,射级跟随器组成。
采用了光电隔离的方法,增强了抗干扰性。
1234567891011121314510V17C5610u f/50vC53103JD14E5659107R871KR2315.1KR23210KR028C66334JR22910K121314R2271KR22810KR2306.8KC3210u f/50vC17103JR2266.8KR03R1.5+12V(e)+5VN3(2)D172D W23374HC14E6N3(3)N3(4)T~380V-12V( f )+12V(e)4113456X7L M324L M324L M32410K10KIN41485 短路保护电路原理短路保护是立即保护,要求的信号是瞬态值。
短路保护的取样信号来自正、负电源母线上的电流传感器,当变频器正、负母线上电流瞬间超过额定电流的180%时,这时,电流传感的输出电压值已达到74HC00的输入门电压,会立即翻转输出一脉冲信号至单片机87C196的中断脚84脚,经单片机对信号的处理、识别后,然后发出控制指令。
6 过热保护电路原理过热保护取样是采用热继电器完成的,在正常工作状态下,热继电器的触点是闭合的,当变频调速器的温度达到继电器的动作温度(77±2℃)时,继电器触点断开,单片机87C196的27脚的电位由高电平变为低电平,单片机拾取这一信号后进行处理、识别,然后发出停机指令信号。