变频器知识培训材料

1、真诚细全沟通服务创新v1.1变频器简介v1.1.1什么是变频器? 变频器至今没有确切的定义,但按其作用可以理解为改变电动机电源频率及电压值的自动化电气装置(或设备). 变频器由电力电子器件(如IGBT模块)、电子器件(集成电路、开关电路、电阻、电容) 、微处理器(CPU)等组成.一、变频器应用基本知识 变频器接在电源输入端(L1、L2 、L3)和电动机输入端(U 、V 、W)之间.v功率范围: 0.75500kW(指低压变频器).v频率范围: 0400Hz(指通用变频器) 0120Hz(指水泵、风机用的)v电压范围: 0380V(或440V 、660V,指低压变频器).真诚细全沟通服务创新图1

2、变频器在电路中的位置变频器R,S,TQKL1,L2,L33相AC380V频率设定MU,V,W0400Hz0380V电动机v1.1.2为什么要改变频率? 三相交流异步电动机是用来把交流电能转化为机械能的(电动机有笼型和绕线转子型).由于异步电动机具有很多优点(如结构简单、体积小、价格低廉、经久耐用、维修量小等),被大量地使用在交流传动上,其配上变频器,完全可替代其他调速装置(如直流调速、转差调速、滑差调速、串级调速等). 异步电机定子磁场的转速n0又称为同步转速,n0=60f/p,单位是r/min(f是频率,p是电动机磁极对数).真诚细全沟通服务创新 异步电机的实际转速n总是小于n0,转差: s

3、=(n0-n)/n 一般s在1%5%范围内,它决定于气隙大小、硅钢片质量、铜耗、铁耗、风阻、摩擦、电动机结构等因素. 整理后,异步电机转速: n=60f/p(1-s) 从上式可知,只要改变f 、s和p中的任意一项即可改变电动机转速. 其中改变p和s既复杂又不经济.故只有改变频率f.改变频率又称变频,而变频器就是起到这个作用的装置. 真诚细全沟通服务创新图2 真诚细全沟通服务创新T=CP=CPT恒转矩区恒功率区TP050100200300400f/Hz 从图2可知,f=050Hz是恒转矩区,既T=C,这时功率P呈线性上升.f=50400Hz是恒功率区,既P=C,这时转矩T呈非线性下降.在实际使用

4、变频器时,必须要注意的是负载的机械性要与变频器的工作特性很好的相互匹配,才能更好的发挥变频器的应有作用. 真诚细全沟通服务创新 变频器的应用范围很广,凡是使用三相交流异步电动机电气传动的地方都可以装置变频器,对设备来讲,使用变频器的目的无非有以下三个:1)对电动机实现节能.(使用频率范围:050Hz)2)对电动机实现调速.(使用频率范围:0400Hz)3)对电动机实现软起动、软制动.(频率的上升或下降,可人为设定时间)1.2使用变频器的目的及效果v2.1典型变频器的原理框图 尽管国内目前应用的变频器的品牌有100多种，外观不同，结构各异，但基本电路结构是相似的，主要有：1）主电路对低压变频器来

5、说，其主电路几乎均为电压型交-直-交电路。它由三相桥式整流器（即AC/DC模块）、滤波电路（电容器C）、制动电路（晶体管V及电阻R）、三相桥式逆变电路（IGBT模块）等组成。2）驱动板由IGBT的驱动电路、保护电路、开关电源等组成。3）主控板由CPU、故障信号检测、I/O光耦合电路、A/D和D/A转换、EPROM、16MHz晶振、通信电路等组成。4）操作盘及显示输入I/O操作信号，用LED（或LCD）来显示各种状态。5）电流传感器用以得到电流信号。二、变频器应用技术基础图3二极管AC/DC模块滤波电路制动电路IGBTDC/AC模块电流传感器MRSTUVW故障信号检测驱动、保护电路主控板操作盘显

6、示I/OLED主电路 真诚细全沟通服务创新v2.2.1IGBT模块简介 IGBT是先进的第三代功率模块，工作频率为120kHz，主要应用在变频器的主电路逆变器及一切逆变电路，即DC/AC变换中，如电动汽车、伺服控制器、UPS、开关电源、斩波电源、无轨电车等。 IGBT是电压型控制器件，具有输入阻抗高、驱动功率小、控制电路简单、开关损耗小、通断速度快、工作频率高、功率容量大等。2.2IGBT模块v2.2.2IGBT的负阻特性 IGBT模块的芯片最大额定结温是150，在任何工作条件下，都不允许超过，否则要发生热击穿而造成损坏，一般要留余地。所以变频器的IGBT模块，都在散热器表面装有温控开关，其控

7、制值在8085 之间，当达到此温度时，即因过热保护动作，从而自动停机，以确保IGBT的安全。也有用热敏电阻进行保护的。IGBT的负阻特性：温度T越高电阻R越小电流I越大 真诚细全沟通服务创新5V：提供给TTL、CMOS、CPU等集成模块的电源12V：提供给光电耦合器、A/D、D/A等的电源15V：提供给IGBT的G、E级等的电源24V：提供给继电器、风扇、LED、LCD等的电源作用：分压作用 稳压作用 抗干扰作用2.3变频器内的开关电源开关电源220v+-5v 12v 15v 24v2.4.1节能与调速 变频器在使用时有两个不同的出发点，即一是以调速为主选用变频器，二是以节能为主选用变频器。而

8、被选用的变频器也有两种，一般通用型的适用调速，节能型的适用节能。 对U/F控制的变频器，在f下调时，U也下降，其节能效果见下表：2.4变频器节能与控制方式变频器使用目的调速为主节能为主频率值下降时下降时节能功效有一定节能效果有显著节能效果 所以调速和节能不能绝对分家，有一定内在联系，总之一句话，是“调速运转也有节能，节能运转必须调速”的关系。2.4.2节能与控制方式变频器在实际使用中有两种控制方式：1）开环控制 适用在恒速、输出量不变条件下。开环控制电路简单，省费用。图4：变频器电动机负载AC380V人工设定频率 真诚细全沟通服务创新2）闭环控制适用在变速、输出量变动条件下。图5变频器电动机负

9、载频率自动调整AC380VPID调节器420mA或15V传感器 真诚细全沟通服务创新 此系统要增加传感器、PID调节器，虽安装费用高些，但对提高控制精度有利，控制精度0.1%，凡需要精确控制温度、压力、流量、速度、张力、位置、pH值等场合，一般都选用闭环控制实行定值控制。在相同工况条件下，闭环控制比开环控制能多节电5%10%. 真诚细全沟通服务创新v3.1故障诊断程序和方法诊断程序：不通电、通电、空载、轻载、满载诊断方法：看、听、嗅、摸、测、换v3.2故障现象与分析 变频器是由电力电子器件（IGBT）及集成电路CPU等器件组成的，凡是电子器件都有个致命的弱点，即怕超温，怕过电流，怕过电压，怕过

10、允许的di/dt，du/dt等，当使用不当、参数调试不当及外来干扰时，在静态（稳速工作时）或动态（起动或制动）工作过程中都有可能造成器件损坏，以致不能正常工作。三、故障诊断与维修 现在的变频器不但有各种保护电路，而且故障出现后有LED代码显示，或LCD中文提示。故障代码显示各公司产品不完全一致，但类同的、基本的保护功能是不能缺少的。 下面就部分故障代码进行简要分析：一、过流（OC） 过流是变频器报警最为频繁的现象。1.重新启动时，一升速就跳闸。这是过电流十分严重的现象。主要原因有：负载短路，机械部位有卡住，逆变模块损坏，电动机的转矩过小等。 真诚细全沟通服务创新2.上电就跳。这种现象一般不能复

11、位，主要原因有：模块坏，驱动电路坏，电流检测电路坏等。3.重新启动时并不立即跳闸，而是在加速时跳闸。主要原因有：加速时间设置太短，电流上限设置太小、转矩补偿（V/F）设定较高。二、过压（OU） 过电压报警一般出现在停机的时候，其主要原因是减速时间设置太短或制动电阻太小引起的。三、欠压（UU） 真诚细全沟通服务创新 欠压也是我们在使用中经常碰到的问题。主要是因为主回路电压太低（220V系列低于200V，380V系列低于400V），主要原因：整流桥某一路损坏或可控硅三路中有工作不正常的都有可能导致欠压故障的出现，其次主回路接触器损坏，导致直流母线电压损耗在充电电阻上面，有可能导致欠压，还有就是电压检测电路发生故障而出现欠压问题。4.过热（OH） 过热也是一种比较常见的故障。主要原因： 真诚细全沟通服务创新 周围温度过高，风机赌转，温度传感器性能不良，马达过热，变频器内通风散热不良等。5.过