变频器的应用-基础篇.ppt

1、变频器的应用 【基础篇】,整流部分,变频器是什么？,变频器是： 将商用交流电源通过整流回路变换成直流， 将变换后的直流经过逆变回路变换成电压、频率可调节的交流电， 利用交流三相异步电动机的转速与频率成正比的特点，通过改变电源的频率和幅度以达到改变 电机转速的目的。, 变频器的基本构成,商用电源,逆变部分,平 波 电 容,整流,逆变,直流电压,电源电压,输出电压, 变频器的电压波形变化,输出电压的平均值 是正弦波,马达,正弦波（脉宽调制）控制方式,马达,电 源,驱动回路保护回路,控制回路,防冲击回路,（逆变回路）,DC/DC电源变换回路,变频器基本构成图,MDB（整流回路）,MDB（整流回路）,

2、平波电容,制动回路,变频器是什么？,操作面板,变频器是什么？,变频器的控制对象三相异步电动机,【三相异步电动机】,三相异步电动机主要由定子、转子、转轴组成，当在定子绕组上加上三相交流电压时，将会产生一个旋转磁场，该旋转磁场的速度由加在定子绕组上的三相交流电压的频率所决定。位于该磁场中的转子绕组，将切割旋转磁场的磁力线，根据电磁感应原理，在转子绕组中将产生感应电动势和感应电流，感应电流与旋转磁场的磁通互相作用而产生电磁力，即转矩。转子及转轴将沿着与旋转磁场相同的方向旋转。任意改变三相定子绕组的两个电压相位，即可使磁场旋转的方向发生改变，电动机的转向也将随之变化，即可逆控制。 旋转磁场的转速称为同

3、步转速，同步转速是根据电动机的极数和电源频率来决定的。由于需要有转矩输出，电动机的实际转速总是落后于同步转速，它们之间的差值称为转差率。,变频器的动作原理,可变速运转的原理,0,速度 N,转矩 T,额定转矩,启动转矩,同步转速 0（s=0）,实际转速,（s=1）,最大转矩,动作领域,电动机区 （正力矩）,发电机区 （负力矩）,异步电动机的速度转矩特性,1,【 例 ： 、 】, 同步转速 0,0,（）,（r/min）, 转差率的速度,（）,（r/min）,转差,：马达的转速（r/min） ：频率（Hz） ：马达的极数（P） ：马达的转差率,变频器的用途“节约能源”,为什么使用变频器会节省能源？,

4、风机、泵等需要控制流量（风量）的场合，采用变频器控 制或挡板控制，其消耗的电力和流量（风量）的关系如右 图。 流量（风量）小的场合，变频器的节电的效果特别明显。,变频器和挡板控制节能效果实例,例：事物所中央空调系统的运行流量：小时、 ：小时。合計小时年、马达：台,采用挡板控制的场合所需的电力,（15kW91%2000小时）（15kW76%2000小时） 50,100kWh,風量,風量,使用变频器来控制马达转速时，所消耗的电力,（15kW61%2000小时）（15kW22%2000小时） 24,900kWh,風量,風量,一年间所节省的能源,50,100kWh24,900kWh25,200kWh/

5、年,使用时需要特别注意的问题,使用之前应认真阅读产品的使用手册，正确使用变频器。 使用错误会导致变频器无法运行或降低使用寿命，最严重时可导致变频器被损坏。,变频器的选型要点,变频器的安装方法,变频器的运行方式,变频器的保护机能,故障事例,“错误的使用方法” 是导致故障的重要原因,变频器的选型要点, 电源（电源等级选择）,相数 ： 单相三相 电压 ： 频率 ： 电源容量 ： 应在变频器额定电源容量以上,注意,电源电压的容许波动范围为、。 过高电压的输入会导致变频器损坏。, 型,损坏！,电 源,断路器 （MCCB）,变频器,带缺相保护 的热继电器,马达,功率改善 扼流圈,上限値（230V AC10

6、%）2,高電圧！,電源電圧波形,上限値（）,选择与供电电源和电动机的额定电压两者相匹配的电压等级。,变频器的选型要点,故 障,电源投入时异常的电压波形会导致变频器内部的浪涌吸收元件（ZNR）损坏！,浪涌吸收元件动作电压 （型以上）,電源,整流部,商用電源,浪涌吸收器（）,【标准冲击电压波形】,【损坏原因】 浪涌吸收元件是抑制雷击浪涌电压的部品。 高电压的电源异常会导致浪涌吸收元件损坏。,变频器,变频器的选型要点, 马达（额定电压、容量的选择）,种类 ： 三相异步电动机 电压 ： 容量 ： 、 额定电流 ： 、 ,根据变频器的电压选定,不要用变频器驱动除三相异步电动机以外的任何负载。 单相马达不

7、能使用。 使用特殊马达时，应注意。,注意,要点,变频器容量的选择,所选的变频器容量应大于等于电动机容量。 （变频器容量马达容量） 所选的变频器额定输出电流应满足电动机的额定电流。 （变频器额定输出电流马达额定电流）,电 源,断路器 （MCCB）,变频器,带缺相保护 的热继电器,马达,功率改善 扼流圈,根据变频器的容量选定,问题 1,使用一台变频器控制多台马达时，变频器的容量应如何选择？,选型要点 变频器的额定输出电流 马达额定电流的总和 （12n）,注）为了保护马达，请在各个马达前安装热继电器,问题2,用1台变频器切替使用2台以上马达时的注意事项是什么？,注意事項 应在变频器和马达停止的状态下

8、，进行 马达切替。 请不要在变频器运行中进行电磁接触器的 ON/OFF操作。 注意：变频器运行中接通马达，会产生马达额定电流 的68倍的电流。,如一定要在变频器运行中进行切换，应充分考 虑由此产生的冲击电流对变频器和马达的影响， 选择容量更大的变频器和马达。,注意,问题3,用小容量的变频器拖动轻负载的大容量电动机可以吗？, 不可以。 因为不同容量的电动机的电感量不同，容量 大的电机波动电流大，易造成过流跳闸, 轻负载运行,变频器 ,变频器 , 轻负载运行,变频器的选型要点, 变频器的安装环境,周围温度 ： 湿度 ： 以下 保护结构 ： ,注意,周围温度、湿度以下，并且无特殊气体的室内安装。 （

9、-型是） 不要安装在易燃易爆或震动较大的场合。 风雨水滴、金属等异物掉入会导致变频器的损坏。,请安装在控制箱或机器内，并注意散热。,IP20,保护结构 的名称,人体及固体异物对应的保护程度,变频器的寿命受环境温度的影响很大。,电 源,断路器 （MCCB）,变频器,带缺相保护 的热继电器,马达,功率改善 扼流圈,水的侵入对应的保护程度,IP20,封闭型,能防止手指或长度不超过80mm的类似物体触及或接近壳内带电或 转动部件。能防止直径大于12mm的固体异物进入壳内。 对水的侵入无特别防护。,变频器的选型要点, 变频器外围设备的选择,断路器 ：在选择断路器时，其动作特性应符合变频器电流特性匹配的需

10、要， 避免因变频器接入电源时产生的浪涌而误动作，应使用产品说明 书上所推荐的断路器等级。,热继电器 ： 变频器内置的热敏元件是作为过负载保护之用的。 对于缺相保护，请使用带缺相保护的热敏继电器。,电磁接触器 ：一般使用时不需要电磁接触器。如果安装了电磁接器，不要 用它控制变频器的启动或停止。,输入滤波器： 对外围设备造成电气干扰时使用。,功率改善扼流圈 ： 需改善功率因素时予以连接。对抑制高次谐波有一定的 效果。,注意,电源侧频繁的进行ONOFF操作会导致变频器发生故障。 在变频器运行时负载侧进行ONOFF操作，会产生很大的冲击电流，导致变频器 异常跳闸。甚至损坏变频器。 马达的启动和停止应使

11、用变频器的运行信号来进行。,不要用电源侧或负载侧接装的电磁接触器控制变频器的启动、停止。,电 源,断路器 （MCCB）,变频器,带缺相保护 的热继电器,马达,功率改善 扼流圈,变频器的选型要点,故 障,变频器,运行中,電磁接触器 （或断路器）,产生的冲击电流是马达额定电流的6倍以上,如果输出侧安装了电磁接触器（或断路器），在变频器运行中进行ONOFF操作， 会产生很大的冲击电流，导致变频器损坏。 马达的启动和停止应使用变频器的运行信号来进行,不可！,变频器的安装方法, 安全注意事项 为防止受伤、事故，请务必遵守以下事项。 使用前请仔细阅读“产品介绍”、“使用手册”，以便正确使用。 确认在开始使

12、用之前，您对此装置及其安全信息和所有注意事项都已知晓。,【 注意】,严禁在通电的情况下，触摸变频器的内部和接线端子。,接线、维护检查时，在输入电源（关）后，过 5分钟以上再进行。 运行中散热器、制动电阻会产生高温请不要触摸。以避 免烫伤。 输出端子（）请不要连接交流电源。以避免 受伤火灾及机器的损坏。,施工前请再一次确认产品使用说明书上有关“安全注意”方面的事项。,！,危 険,变频器的安装方法, 安装时的注意点,容许的周围温度 ： ,变频器的寿命受环境温度的影响很大 。 不要在通风散热不良的环境中安装变频器。 。 应在容许温度范围内使用 ！,请不要在密 封狭小的空 间中安装！,周围的空间,请垂

13、直安装变频器,垂直安装,水平安装,横向安装,垂直以外的安装会降低变频器的 散热效果，产生问题、故障。,请避开下列场所,日光直射场所。 有风雨、水滴、油滴的场所。 木材等可燃性材质上安装及靠近可燃物。 漂浮油污、粉尘、棉尘的场所 发生可燃性气体、腐蚀性气体等的场所。 振动大的场所 湿度大，有水汽的场所。 湿度在以下！,变频器的安装方法, 接线时的注意点,主回路端子接线,输入端子（， ，）接電源、 输出端子（，）接马达。 主电路接线完毕，一定要确认连接是否牢固。 请务必接上地线，以避免发生触电及火灾。,请确认商品的额定电压与交流电源的电压一致。 以避免受伤火灾。 不要在输出端子上连接交流电源。以避

14、免发生故障。,注意,电 源 侧,马 达 侧,注意,在变频器的电线间请勿进行绝缘电阻测试。 请勿对控制电路进行兆欧表的测量。,变频器,注意,在变频器的电线间请勿进行绝缘电阻测试。,马达,兆欧表测试 （ ）,电线尺寸：2 紧固力矩： （详细内容请参照说明书）,電源,变频器的安装方法,接线时的注意点,注意,变频器的输出端请勿安装进相电容器或浪涌制动器。 这会导致变频器发生故障或使电容器等受损，如果 已经接上了，请拆除。,注意,进相电容,输出电压波形,電流,【理由】 变频器的输出电压波形是高电压脉冲波形， 所以在进相电容器冲/放电中会产生过电流！,变频器,马达,变频器的安装方法,接线时的注意点,控制端

15、子接线, 控制信号线请使用屏蔽线，并与动力线或强电电路分离布线。（20 cm以上） 防止电气干扰造成误动作。 控制信号线的接线长度应在30 m以下。 防止电气干扰造成误动作。 控制端子请连接无电压接点信号或开路集电极信号。 如果对这些端子施加电压会损坏内部电路，导致故障。 用开路集电极输出驱动感性负载时，请一定要连接续流二极管。,变频器的运行方式, 马达的转矩特性,采用变频器驱动通用异步电动机的时候，由于输出含有高频波成分，电机的温升要有些增大，特别是低速时，电机的冷却效果变差，故不可长时间低速运行。 通用异步电动机在低速运行时，输出力矩变低，需降低负载使用。,容许连续运行的转矩,在变频器的额定过负荷电流（150% 1分钟）范围内，能输出的最大力矩值。 选择V/F控制的时候，根据力矩提升的设定，力矩特性不同。,短时间最大转矩,与使用商用电源直接驱动通用电机的始动力矩不同。 用变频器驱动的时候，请把电机的始动电流、加速时的电流控制在变频器的过负荷额定电流以下。 （推荐：额定电流1.3