变频器基础知识培训资料

1、 变频器基础知识介绍(jisho) 变频器事业部共二十四页 电气传动控制系统(kn zh x tn)主要内容变频器主要(zhyo)特点电气参数的定义变频器组成和分类培训目录共二十四页 电气传动基础知识-系统(xtng)框图 以交流（直流）电动机为动力(dngl)拖动各种生产机械的系统我们称之为交流(直流)电气传动系统，也称交流（直流）电气拖动系统共二十四页 电气传动基础知识-发展趋势直流调速系统的特点：电机模型简单，对控制系统要求较低，直流电机成本低，但维护费用高，停机时间长且占地面积大。交流调速系统的特点：电机模型复杂，实现较困难，但交流电机，尤其异步电机维护成本低，使用方便，已经(y ji

2、ng)逐步取代直流电机。直流电机交流(jioli)电机共二十四页 电气传动基础知识变频调速目的(md)和意义目的(md)通过改变电动机频率和电压改变电机的速度和输出转矩，从而达到生产工艺的要求意义序号意义典型应用1节能风机、水泵、注塑机、搅拌机和挤压机2提高产品质量冶金、造纸和包装3提高舒适性电梯、空调4提高生产效率搬运机械和纤维机械共二十四页 变频器基础知识-定义(dngy)和分类按变换环节分:(1)交-交变频器把频率固定的交流电源直接(zhji)变换成频率可调的交流电，又称直接(zhji)式变频器。交交变频没有直流环节，变频效率高，主回路简单，不含直流电路及滤波部分，与电源之间无功功率处理

3、以及有功功率回馈容易。虽然大功率交交变频器得到了普遍的应用，但因其功率因数低，谐波含量丰富，调速范围窄，使用元件数量多等缺点，使之逐渐被中压交直交传动系统所取代。(2)交-直-交变频器 先把频率固定的交流电整流成直流电，再把直流电逆变成频率连续可调的交流电，又称间接式变频器。交直交变频器比较常见，由整流器、滤波环节和逆变器三部分组成。由于其功率因数高，谐波含量低，调速范围宽，控制性能优越，使之应用越来越广泛，具有庞大的市场。共二十四页 变频器基础知识-定义(dngy)和分类按直流环节的储能方式分（交直交）:(1)电流(dinli)型直流环节的储能元件是电感线圈LF,如图所示。(2)电压型直流环

4、节的储能元件是电容器CF,如图所示。共二十四页8 变频器基础知识-系统(xtng)拓扑结构共二十四页 变频器基础知识-主回路拓扑(tu p)结构共二十四页 变频器的基本参数-输入(shr)参数输入(shr)电压：即工频电网电压，根据世界各国电网电压标准的不同，低压变频器的输入电压大致划分为110V220V、380V480V和660V690V三个电压等级，中压变频器则有3.3kV、6kV电压等级，高压变频器有10kV甚至更高电压等级。输入频率：即工频电网频率，一般为50Hz或者60Hz，我国为50Hz。输入电流：即变频器交流输入侧电流的大小，该电流与变频器的功率因数有着较大的关系，如果变频器内置

5、交流电抗器或者直流电抗器时，该输入电流可以相应减小。共二十四页 变频器的基本参数-输出(shch)参数输出电压：一般从0变频器输入电压，在满输出时需要考虑过调制。输出电流：由变频器所带电机的电流所决定(judng)，一般变频器输出电流要高于被驱动电机的电流，从而保证变频器能够长期稳定的运行。输出频率：通常情况下，输出频率为050Hz，需要弱磁时，可以输出更高的频率，最高输出频率受载波比限制。共二十四页 变频器的基本参数-电气(dinq)参数调速范围：通常指能保证额定运行状态下允许的最大频率范围。通常电机运行速度总有一个上限，所以此定义更多的是要强调变频器的低频(dpn)特性。比如一台电机额定频

6、率为50Hz，如果变频器能保证电机在低频(dpn)0.05Hz都有满转矩，那么可以说调速范围是1：1000。启动转矩：当给处于停止状态下的电动机加上电压时的瞬间，电动机产生的转矩称为起动转矩。它表征了电动机的启动能力，在辊道输送和起重升降等场合有一定的要求。共二十四页 变频器的基本参数-电气(dinq)参数过载能力：指变频器在超过自身额定输出电流时的工作能力，输出电流的能力主要取决于电容器的大小和逆变功率元件如IGBT的容量以及变频器散热的效果，评价标准有过载倍数(bish)、过载时间和过载周期。共二十四页 变频器的控制(kngzh)方式-V/f控制V/f恒定控制是在改变电动机电源频率的同时(

7、tngsh)，改变电动机电源的电压，使电动机磁通保持恒定，在较宽的调速范围内，电动机的效率、功率因数不下降。由于是控制电压与频率的比值，因此称为V/f控制。V/f恒定控制变频器结构非常简单，但是这种变频器不能达到较高的控制性能，而且在低频时，必须进行转矩补偿，以改变低频转矩特性。共二十四页 变频器的控制(kngzh)方式-矢量控制矢量控制是一种高性能交流电动机控制方式，它基于交流电动机的动态数学模型，通过测量和控制交流电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对交流电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到(d do)控制交流电动机转速的目的。共二十四页 变频器的控制(kngzh)方式-转矩控

8、制与转速控制不同(b tn)，转矩控制主要控制电动机的输出转矩。由于转矩控制方式只能控制电流的大小，所以，在通常的转速控制系统中，转矩控制主要用于起动或停止的过渡过程中，过渡过程完成后也需转换成转速控制方式。例如牵引机车和电梯、张力控制。共二十四页 变频器的控制(kngzh)方式-直接转矩控制直接转矩控制是将转矩直接作为被控量的控制方法，其实质是用空间矢量的分析方法，直接在定子坐标系上计算与控制电动机的转矩，采用定子磁场定向方式，借助于离散的两点式调节(Band-Band)产生(chnshng)PWM信号，直接对变频器的开关状态进行最佳控制，以获得转矩的高动态性能，它省去了复杂的矢量变换与电动

9、机的数学模型简化处理，没有通常的PWM信号发生器。控制思路新颖，控制结构简单，控制手段直接，信号处理的物理概念明确。共二十四页 变频器研发的亮点(lin din)-卓越的性能指标控制性能：转速脉动、转速精度、转矩响应等，反映了软件控制水平电气性能：调速范围、启动转矩、过载能力等，反映了硬件(yn jin)输出能力闭环矢量转矩电流响应闭环矢量最大动态速变闭环矢量满载速度阶跃响应闭环矢量转矩脉动共二十四页 变频器研发的亮点(lin din)-灵活的软件架构开放灵活的软件架构 软件采用模块化设计，大量的算法和功能通过功能块实现，这些功能块可通过参数设置实现自由连接，通过参数互联，充分满足用户的各种各

10、样的应用需求方便快捷的宏操作 标准宏和自定义宏使用户提高了参数设置效率，大大减少了调试工作量，为用户节约了时间强大的自由编程功能 加、减、乘、除、与、或、非、定时器、计时器和RS触发器等常规自由功能块的出现，使得用户可以非常方便的实现基本逻辑运算，从而实现简单的PLC功能，减低了用户的系统成本PI参数离线和在线(zi xin)相结合的优化方式 通过离线粗调和在线细调相结合的方式，用户可以获取最佳的PI参数，从而达到最好的控制性能，从而大大提高现场调试效率，为用户节约时间共二十四页 变频器研发的亮点-强大(qingd)的调试助手DriveInspector序号功能1使用数据库保存参数和连接器信息

11、2支持多设备同时连接3参数搜索功能4参数比较功能5用户分组参数功能6参数上传下载7参数监测和故障报警8快读调试功能9界面语言动态切换10丰富的快捷键11自动重连功能共二十四页 变频器研发(yn f)的亮点-全面的保护序号故障序号故障1输出过流2直流母线过压3控制电源过压4直流母线欠压5输入缺相6输出缺相7功率模块过流8逆变模块过温9整流模块过温10变频器过载11电机过载12电机堵转13编码器反向14编码器断线15电机超速16参数设定故障17参数辨识故障18接触器异常故障19电流检测电路异常20模拟量输入断线故障21EEPROM故障22外部故障23变频器掉载24报闸不能正常工作故障25对地短路故

12、障26DP通讯故障27串行通讯故障28温度传感器断线故障29温度传感器短路故障30速度偏差过大故障共二十四页 变频器研发(yn f)的亮点-严谨的测试序号测试内容测试举例1电气性能测试硬件各个功能电路的测试2保护功能测试各种报警和故障的触发和恢复的测试3控制性能测试转速和转矩等各项等各项性能指标的测试4辅助电源测试电源系统的时序、故障保护、带载能力等测试5硬件白盒测试硬件电路元器件硬力测试6元器件降额测试按照业界降额规范进行所有元器件的硬力核查7热测试对变频器内部热点进行检测和控制，验证散热能力8非破坏性极限测试反复上下电、电压运行、键盘热拔插、频繁起停9破坏性极限测试风扇堵转、负载极限、振动、跌落10异常测试缓冲电阻开路或者短路上电11EMC测试Noise、EF、Surges、ESD、AC Source12安规测试接地连续性、耐压、漏电流13环境测试高低温运行、高低温存储、高低温循环等共二十四页 谢谢(xi xie)大家！共二十四页内容摘要。以交流（直流）电动机为动力拖动各种生产机械的系统(xtng)我们称之为交流(直流)电气传动系统(xtng)，也称交流（直流）电气拖动系统(xtng)。搬运机械和纤维机械。(1)交-交变