变频器的工作原理和选型(培训课件)

变频器的工作原理和选型技术支持：张永胜目录变频器工作原理1变频器的选型2施耐德变频器选型案例3ABB变频器选型案例4变频器工作原理一、变频器概念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。简单说变频器是电源转换装置。

二、变频器的组成单元变频器主要由整流、滤波、逆变、制动单元、驱动单元、检测单元和微处理单元等组成。三、变频器电源转换部分（主电路）1、整流2、滤波

经过整流器整流后输出的电压是脉动的，有杂波，滤波是为了消除杂波。3、逆变由六个全控功率开关器件和六个与他们反并联的反向二级管组成，通过六个全控功率开关器件反复交替的通断，实现三相的逆变。六个反向二极管则为处于发电状态的电动机回馈电能提供了通路。四、变频器控制电路

控制电路是给异步电动机供电(电压、频率可调)的主电路提供控制信号的回路，通过控制变频器的半导体器件，进行变频器与周边电路的数据交换，并收集和处理故障信息，还要执行对变频器和电动机的保护功能。它有频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”，将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”，以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。五、变频器电源置换变频器的选型变频器选择主要应该从变频器的容量，防护等级，用途，负载类型等方面综合考虑。一、变频器的容量容量的选择应符合“变频器容量不小于负载容量”的原则。通常变频器的容量用所适用的电动机功率（kW）、输出容量（kVA）、额定输出电流（A）表示。其中最重要的是额定电流，它是指变频器连续运行时输出的最大交流电流的有效值。所以电动机额定电流一般用来衡量变频器的容量。1.1、按电动机额定电流选择

式中，ICN是变频器额定电流；IM是电动机额定电流；K1是电流裕量系数，根据应用情况，一般可取为1.05～1.15。对于K1，一般情况可取小值，在电动机持续负载率超过80%时则应该取大值，因为多数变频器的额定电流都是以持续负载率不超过80%来确定的。

另外，起动停止频繁的时候也应该考虑取大值，这是因为起动过程以及有制动电路的停止过程电流会短时超过额定电流，频繁起动停止则相当于增加了负载率。

1.2、按电动机实际运行电流选择

这个方式特别适用于技术改造工程，其计算公式为：式中，K2是裕量系数，考虑到测量误差，K2可取1.1～1.2，在频繁起动停止时应该取大值；Id是电动机实测运行电流，指的是稳态运行电流，不包括起动、停止和负载突变时的动态电流，实测时应该针对不同工况作多次测量，取其中最大值。按照上式计算后，实际选择时恒转矩负载的变频器标称功率不应小于电动机额定功率的80%，二次方转矩负载的变频器标称功率不应小于电动机额定功率的65%，如果应用时对起动时间有要求，则通常不应该降低变频器功率

特殊情况下变频器容量选择过高的环境温度过高的海拔过高的开关频率过长的电机线轻载和重载二、变频器的防护等级对于施耐德变频器来说，如果没有特殊要求，一般都选标准防护等级IP20。ABB变频器防护等级一般为内置，在一些特殊应用中也可以选择。防护等级说明IP为防护等级的字母标识IP后第一个数字表示接触保护和外来物保护等级IP后面第二个数字表示防水保护等级三、变频器的用途施耐德常用变频器应用范围ATV71应用范围（0.35至500kw）高性能应用（恒转矩）物料搬运起重木材加工机械加工机械

纺织机械包装ATV61的应用(0.75至630kw)风机：带有强制功能的安全性（故障禁止，选择行进方向和参考速度）多泵：通过使用可编程多泵卡，Altivar61可在管理多个泵时具有灵活性、用户友好性和适应性。泵类：对于装置欠载保护、过载保护和流体缺失检测保护所需的必要功能ATV312应用范围(0.18至15kw)ATV312变频器的各种功能适用于许多常规应用中，包括：物料处理（小型输送机、起重机等）包装机器（小型制袋机、贴标机等）通用机器（机床、纺织机械等）泵、压缩机、风机ATV12应用范围(0.18至4kw)包装机械印刷机械小型物料搬运设备纺织机械医疗和健康领域小型风机、泵类应用其它（搅拌机、洗衣机等）ATV21应用范围(0.75至75kw)此系列专用于建筑物暖通空调应用；可变转矩泵和风机应用所必需的所有功能：PI调节器，预置PI；自动重起动，可在运行时恢复；频率跳跃；皮带破裂检测；过载检测与欠载检测。ABB常用变频器的应用领域ACS800应用领域：ABB工业传动专为工业应用而设计，特别适合于工业过程控制领域，例如纸浆与造纸，金属，采矿，水泥，电力，化工，石油与天然气等。ABB工业传动不仅可以作为完整的交流传动，也可以作为模块单元，从而满足用户、OEM和系统集成的需求。功率范围1.1至2200KW。ACS510应用领域：ABB传动应用于工业领域，ACS510特别适合风机水泵传动，典型的应用包括恒压供水，冷却风机，地铁和隧道通风机等等。功率范围1.1至160KW。ACS310应用领域:ABB标准传动家庭延伸出一种专门为泵、风机等可变力矩的应用而设计的传动。这个特殊设计包括一套有利于风机和泵应用的功能。功率范围0.37至22KW。ACS550应用领域：ABB标准传动ACS550可以应用于大量行业中，其中典型的应用包括泵类，风机和恒转矩的使用，传送带水处理、锅炉风机、空压机、输送带、纺织等领域等。ACH550在HVAC中的应用ABB标准传动ACH550在HVAC工业中的应用，对我们交流变频器的发展起到了关键性作用。该传动的设计、编程着眼于HVAC的各类应用，其中包括供应和回流风机、冷却塔风机、增压泵和冷凝器等。产品主要应用。功率范围0.75至355KWACS350应用领域：ABB通用机械传动专为满足广泛的机械应用需求而设计。对于食品饮料、物料输送、纺织、印刷、橡胶与塑料以及木工机械行业应用来说，该传动为理想选择。功率范围0.37至7.5KW四、变频器负载类型

恒转矩负载：恒转矩负载（传送带、搅拌、挤出机），转矩不变，电流也不变，故容量选择时不能降档选型。对于这类恒转矩负载在选择变频器时可以选择通用型，如ATV71、ACS550恒功率负载：恒功率负载（车床切削、造纸、卷绕、轧机），功率不以转速变化而变化，故容量选择时不能降档选型。这类负载通常对动态性能要求较高，应该采用矢量控制变频器。平方转矩负载：二次方负载（风机、水泵），转速下降时电流随之减小，可以以实际电流为依据适当降档选型，但要注意一点限制启动电流，若为U/F控制，启动电压不要设的太高，加速斜坡也要平缓一些。变频器型号选择时可以选择专用变频器，如ATV61、ACS510、ACS800施耐德变频器选型案例例1:用变频器控制炼钢厂风机电动机名牌数据：额定电压380V额定电流441A额定功率250KW变频器的选型:ATV61容量选择：I=KId=1.05*441=463A

施耐德易选通选型ABB变频器选型案例例2、用变频器控制恒压供水系统中的水泵电动机名牌数据：额定电压380V