51变频器简介

1變頻器簡介1.電動機調速技術的變遷2.通用變頻器電路形式及工作原理3.變頻器異常診斷與處理、保養與檢修4.變頻調速技術國內外發展現狀和展望5.電解電容器在變頻器電路中的作用、安裝形式及變頻器對電解電容器的要求6.變頻器市場的現狀及發展前景2一.電動機調速技術的變遷•十九世紀後半期發明電動機以來,已經歷了一個多世紀。•電力拖動滲透二十世紀人類活動的每一個領域。•電力拖動是能源消耗的大戶，在中國占全部用電量的60%以上。•過度的電力消耗使得石化燃料枯竭,CO2和NOX的排放污染大氣,影響人類生存環境。•分散型新能源——太陽能發電、風力發電等發展。•信息技術發展。•上述這些因素對電動機調速技術及電機系統節能技術提出了一些新的要求。3電力拖動調速技術的變遷4二.通用變頻器電路形及工作原理交流非同步電動機調速系統分類與簡介异步电动机调速高效型低效型定子控制转子控制定子控制转子控制变频变压调速变极调速串极调速双馈调速内馈调速调压调速串电阻调速滑差离合器调速液力耦合器调速5非同步電動機變頻調速運行原理非同步電動機轉速關係式1.非同步電動機轉速關係式n=n0(1-s)60fn0=-----p式中：n：非同步電動機輸出軸轉速n0：旋轉磁場轉速（同步轉速）f：供電電源頻率P：電動機極對數S:轉差率2.非同步電動機每相電動勢關係式:E=4.44fkEΦm式中:E:氣隙磁通在定子每相中感應電動勢的有效值f:定子頻率kE:係數Φm:每相氣隙磁通量U=IRS+E式中:U:相電壓I:相電流RS:定子電阻恒壓頻比控制時變頻調速的機械特性基頻以上變頻調速的機械特性6通用交流變頻調速器變頻器主回路7開關電源8變頻器控制電路9變頻器工作原理•驅動信號波形123456U相電壓V相電壓W相電壓V-W線電壓W-U線電壓U-V線電壓交流輸出波形(負載為電阻性、星形接法）10雙極性調製方法•驅動信號波形123456•交流輸出波形11三.變頻器異常診斷與處理、保養與檢修異常及對策故障代碼故障內容可能的原因對策OC加速中過電流加速時間太短調整加速度時間負載慣量過大減小負載慣量減速中過電流減速時間太短高速減速度時間負載慣量過大減小負載慣量運行中過電流負載變化急劇檢測並減小其變化率驅動電路異常請委託經銷商檢查起動中過電流負載所需起動力矩過大調速轉矩提升曲線及加/減速模式起動頻率過高調整偏置頻率干擾過電流接地不良接觸不良1.檢查接地線是否接觸良好2.檢查遮罩線是否正確接地3.檢查接外掛程式是否插好12故障代碼故障內容可能的原因對策OU過電壓電源電壓過高檢查電源電壓是否過高負載慣量過大1.減小負載慣量或增大變頻器容量2.加裝制動單元（或制動電阻）3.調整過電壓保護、停車、回路過電壓處理方式等功能的參數減速過快調整減速度時間LU欠電壓電源電壓過低檢查電源電壓是否過低電源暫態停電檢查轉速追蹤功能的設定參數電源故障檢查電網容量是否不足，電源電壓波形是否良好，有否較大的衝擊電流或缺相、短路直流回路接觸不良檢查主回路充電繼電器接觸不良檢查充電繼電器13故障代碼故障內容可能的原因對策OL超載負載太重減輕負載電流互感器故障檢查電流互感器參數設定不當調整偏置頻率，頻率設定信號增益，轉矩提升，電子熱超載繼電器等功能的參數OH過熱環境溫度過高改善環境變頻器周圍空間過小冷卻風扇不運轉檢查風扇的電源和風扇本身FB熔斷器熔斷過電流查明熔斷原因後更換其他故障：E2PROM（鍵盤），CPU等故障。查明原因後更換或修正，一般委託經銷商檢查更換。14常見異常現象及對策異常現象可能的原因和對策電機不轉鍵盤無顯示檢查是否停電,輸入電源是否缺相,輸入電源線是否接錯鍵盤無顯示,但機內充電指示燈亮檢查與鍵盤相關的接線、插座等是否存在問題測量機內各控制電源電壓，以此確認開關電源是否正常工作如果開關電源工作不正常，可檢查開關電源進線（P、N）插座是否接好，起振電阻是否損壞或穩壓管是否正常PN端子無電壓或電壓偏低檢查充電回路電機有嗡嗡聲電機負載太重，設法降低未發現異常確認是否處於跳閘狀態或跳閘後沒有復位，是否處於掉電再起動狀態，鍵盤是否重新設定過，是否進入程式運行狀態，多段速度運行狀態，特定的運行狀態或非運行狀態。可試用恢復出廠值的辦法確認運行指令是否給出檢查運轉頻率是否設定為015異常現象可能的原因和對策電機不能順利加減速加減速時間設定不合適電流限幅值設定太小減速時過電壓保護動作載波頻率設定不合適，負載過重或出現振盪電機雖能旋轉但不能調速頻率上下限設定不合適頻率設定偏低或頻率增益設定大小檢查使用的調速方式是否與設定的頻率給定相吻合檢查負載是否過重，是否處於失速狀態電機在運轉中轉速變動負載過重或過輕，儘量減小其變化變頻器與電機額定值嚴重不符頻率設定電位器接觸不良電機的旋轉方向相反調整輸出端子U、V、W的相序電機的轉速太高或過低V/F特性選擇不當V/F特性的基頻選擇錯誤，重新設定電機的額定電壓不標準或不規範電源電壓過低頻率設定信號增益設定錯誤輸出頻率設定錯誤16變頻器保養與檢修檢查時間檢查部位檢查項目檢查事項檢查方法檢查標準日常定期√顯示LED顯示器顯示是否有異常視覺按使用狀態確認√√冷卻系統風機有無異常聲音或振動視覺、聽覺無異常√本體周圍環境溫度、濕度、灰塵、有害氣體視覺、嗅覺、感覺√輸入端電壓輸入、輸出電壓是否異常測定RST及UVW端子按標準規範之規定√主回路全貌緊固件是否鬆動、是否有過熱痕跡、有否放電現象、灰塵是否太多、風道是否堵塞目視、緊固、擦拭無異常電解電容表面有無異常目視無異常導線導電排有否鬆動目視無異常端子螺栓或螺釘有否鬆動緊固無異常17必須定期更換的器件器件名稱標準更換年數冷卻風扇1-3年濾波電容4-5年印刷電路板5-8年儲存與保管變頻器購入後不立即使用,需暫時保管或長期儲存時,應做到下述各項:※應放於標準規範所規定溫度範圍內且無潮、無灰塵及無金屬粉塵且通風良好的場所。※如果超過一年仍未使用，則應進行充電試驗，以使機內主回路濾波電容器的特性得以恢復。充電時，可使用調壓器慢慢升高變頻器的輸入電壓，直至額定輸入電壓，通電時間要在1-2小時以上。上述試驗至少每年一次。※不可隨意實施耐壓試驗，它將導致變頻器壽命降低。對於絕緣試驗，可於使用前，用500伏兆歐表測量，其絕緣電阻不得小於4MΩ。18測量與判斷※使用一般勾表測量電流時，在輸入端的電流會有不平衡的現象，一般差異在50%以內屬於正常，若差異在70%時應通知原廠更換整流橋，或檢查輸入三相電壓是否偏差超過5V。※輸出三相電壓若採用一般三用表測量時，因載波頻率的干擾，所讀的資料均不準確，只能作參考。輸出的電壓不會高於輸入端電壓的有效值，若有超過表示電錶被干擾，而非輸出不正常。19四.變頻調速技術國內外現狀和展望變頻調速技術的現狀變頻調速技術發展動向1.高壓大功率的變頻調速器系統2.永磁同步電動機及其控制系統3.變頻調速系統中PWM技術的發展快速電流跟蹤PWM技術磁鏈跟蹤控制PWM技術直接轉矩的智慧控制PWM技術雙PWM控制技術4.向量控制技術和直接轉矩控制技術的發展向量變頻控制技術無速度感測器向量變換控制技術直接轉矩控制的低速控制技術第三屆電力電子論壇變頻器向量控制與直接轉矩控制技術研討會在清華大學召開通用變頻器向量控制與直接轉矩控制特性比較的試驗報告向量控制與直接轉矩控制的理論基礎與應用特點20各種電氣傳動方案的調速性能比較調速方案調速範圍調速精度低速特性回應速度直流電動機寬(1:5000)高好慢交流電動機VVVF窄(1:10)低差較慢向量控制較寬(1:20~200)較高較好(連續)較快直接轉矩控制較窄(1:15~100)較高較差(脈動)快交流伺服控制很寬(1:10000~100000)很高很好很快向量控制與直接轉矩控制的理論基礎和應用特色1.非同步電動機的向量控制系統和直接轉矩控制系統都是基於動態數學模型設計的，而且總體的控制結構也一致，因此，作為高性能的調速系統，在本質上是相同的，都能實現較高的靜、動態性能。2.由於具體控制方法上的差異，兩種方案各有特色，有不同的優缺點，除了普遍適用的高性能調速系統以外，又各有所側重的應用領域。3.隨著技術的發展，兩種方案的產品都在朝著克服缺點的方向前進，而科研方向應該是取長補短、走互相融合的道路。21五.電解電容器在變頻器電路中的作用、安裝形式及變頻器對電解電容器的技術要求電解電容器在變頻器電路中的主要作用1.主電路整流環節中的濾波作用2.主電路中吸收回饋電能作用3.控制電路中直流電源的濾波作用變頻器對電解電容器的技術要求1.選用高介電常數的介質材料，高耐壓強度的介質，使電解電容體積縮小2.選用低介質損耗材料或降低固有介質損耗3.等效串聯電阻E.S.R和等效串聯電感E.S.L小的產品4.減少寄生電感、介質洩露、增強散熱、降低溫升工作壽命長電解電容在變頻器電路中的安裝形式22結構圖23六.變頻器市場的現狀及發展前景愈來愈多的企業認識到使用變頻器的必要性變頻器在節能領域中的重要地位變頻器在中國有巨大的需求潛力全國潛在變頻器市場約1200~1800億元人民幣國內變頻器生產廠家愈來愈多1.通用變頻器生產廠家：艾默生、普傳（大連普傳）、安邦信、阿爾法、英威騰、正弦、爍普、日業、依托、康沃、星河、科姆尤、博群、西門康、榮奇、珊星、斑泰科、港藍等浙江省：海利、富淩、紫日、曉磊、樂邦、力普、鴻寶山東省：惠豐、風光、嘉信、賽普、吉納其他地區：森蘭、佳靈（成都）；格立特、神源、海光、山宇（上海）；時代、中河盛達、時運捷、騰龍（北京）；博斯特（東莞）；正陽（珠海）；三川（福建）；思達（河北；怡和（河南）；台安、東元（江蘇）2.高壓變頻器生產廠家：利德華福、會康、風光、凱奇、天寵、佳靈、先行、科達等3.國外變頻器在國內建立生產基地：富士、西門子、ABB、三懇、春日至少在10年以後，市場才飽和並逐漸成熟