变频器基础知识培训.ppt

1、变频器基础知识,一.异步电动机工作原理 二.变频器的构成及工作原理 三.整机型号的认识 四.变频器的应用范围,异步电动机的工作原理,变频器实际所带的负载就是异步电动机，所以对异步电 机要有一个初步的了解。,电机模型图,异步电动机的工作原理,当给定子绕组加三相交流电时该电压将产生一个旋转 的磁场。因为三相电压每一相电压 滞后120而这个磁场 速度由定子上电压和频率所决定。位于该磁场的转子绕组将 切割磁力线，并在转子绕组产生感应电势和感应电流，该电 流又受到旋转磁场的作用产生电磁力就是转矩。,电动机的主要参数有：电流、转速、转矩；电压、功率。 电动机的转速方程是：N = 60 * f * (1-s

2、) / p N：电动机的转速；f：定子电源频率； P：极对数；S：转差率； 电动机的调速方案： 1、改变电源频率f；通过变频器实现。 2、改变极对数p；变极电动机。 3、改变转差率s；转子绕线电动机。,变频器工作原理及构成,基本概念 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 率及电压的电能控制装置。 基本特性 变频器是将固定频率、电压的电源，变成频率、电压可变的电 源变换装置。 电动机调速时，如果仅改变频率而不改变电压，电动机的磁通将 饱和，导致电动机电流增大，电动机发热严重，甚至烧毁。 变频器驱动电动机时，电压、频率要同时有规律的变化。 变频器是电力电子技术，计算机技术、控

3、制技术高速发展的结果。,变频器工作原理及构成,计算机技术：专用电动机控制芯片；DSP，单片机等； 控制技术：矢量控制、参数自适应、PWM技术、无传感器速度辨识等； 电力电子器件：晶闸管、功率场效应管（MOSFET）、IGBT、IPM、PIM等。 IGBT：绝缘栅双极晶体管；大功率变频器使用； IPM；智能功率模块；中等功率变频器使用； PIM：功率集成模块；小功率变频器使用；,变频器工作原理及构成,变频器的构成,主回路构成 电源输入整流桥缓冲电阻滤波电容逆变桥电源输出。 制动单元。 图见下页,变频器工作原理及构成,变频器工作原理及构成,主回路工作原理: 交直部分 1.整流电路 整流电路由VD1

4、VD6组成三相不可控整流桥，它是将电源的三相交流全波整流成直流。整流电路因变频器输出功率的大小不同而异，小功率的输出电源多用单项220V，整流电路为单项全波整流电路。功率较大的一般用三相380V电源，整流电路为三相桥式全波整流电路。 设电源的线电压为UL。三相全波整流后平均直流电压UD的大小是：UD=1.35UL，我国三相电源为380V故全波整流后的平均电压为513V。 2.滤波电容器CF 整流电路输出的整流电压是脉动的直流电压，必须加以滤波。滤波电容CF的作用是：除了滤除整流后的电压纹波外，还在整流电路与逆变器之间起去藕作用，以消除互相干扰，这就给作为感性负载的电动机提供了必要的无功功率。因

5、而，中间直流电路电容器的电容量比较大，起到储能作用，所以中间直流电路的电容又称储能电容。,变频器工作原理及构成,主回路工作原理: 3.限流电阻RL与开关SL 由于储能电容较大，加之在接入电源时电容两端的电压为零，故当 变频器刚合上电源的瞬间，滤波电容器CF的充电电流是很大的 过大的冲击电流将可能使三相整流桥的二极管损坏。 为了保护整流桥，在变频器刚接通电源后的一段时间里，电路内串 入限流电阻，其作用是将电容器CF的充电电流限制到允许的范围 内。开关SL的功能是：当CF充电到一定程度，令SL接通，将RL短 路掉。 在有些变频器里，SL用晶闸管代替，如图中虚线所示。,变频器工作原理及构成,4.电源

6、指示HL HL除了表示电源是否接通以外，还有一个十分重要的功能，即在变频 器切断电源后，显示滤波电容CF上的电荷是否已经释放完毕。 直交部分(下页),变频器工作原理及构成,直交部分 逆变器是将直流电变换成交流电的装置。图上中的直流电是50Hz的交流电经过二极管桥式整流后，变换成电压为Ud的直流电源，属于电压型。在由四个IGBT开关管组成的电路中，以V1与V4为一组，V2与V3为另一组，使之交替通、断，便能在负载上形成交流电 。,变频器工作原理及构成,控制回路部分 键盘板控制板接口板驱动板电源板 控制电路：根据用户指令、检测信号，向逆变桥发出控制 脉冲，控制变频器的输出。同时检测外部接口信号，变

7、频 器内部工作状态等，以及进行各种故障保护。 各机型的PCB区分: 每种机型所用的PCB主要为：主控板、电源板、键盘板、接口板，扩 展卡等 一.电源板 1.电源板的区分主要根据机型系列和功率的大小,如:CHF,CHE,CHV系列,变频器工作原理及构成,变频器工作原理及构成,同功率段所用的板子为同一块PCB，具体为多大功率，生产部在焊接时都会贴上标识注明功率的大小。 其中系列及机型所对应的电源板PCB型号见下表：,变频器工作原理及构成,二.主控板 主控板从硬件来看基本一致,只是其中几个元器件不同，考虑到我们产 品功率太多，所以主控板在生产时未作标识，只是使用的才更改其中几个 元器件与所生产机型机

8、相匹配。 主控板参数如下： ZS5：R18，R20由原来的改为105电阻，要剪断J3线，CN5插座焊 上，R49为30K。 G9：R18，R20不变，CN5不焊，45KW，包括45KW R49为 30K，55KW包括55KW以上R49为51K。 P9：R18，R20不变，CN5不焊，45KW，45KW包括45KW R49为 75K，55KW包括55KW以上R49为100K。 GS、GL同G9 T2的主控板上都有标识不需改动,变频器工作原理及构成,变频器工作原理及构成,CHV100的主控板主要分为15KW和以上两种主控板,一种带本机显示另一种不带. CHV110所有主控板都一样. CHE100

9、0.4-07为一种控制板,1.5-2.2为一种控制板,4-15为一种,18以上(含) 为一种控制板 CHF100 0.7-2.2为一种控制板,4-15为一种,18以上(含) 为一种控制板 主控制板及PCB型号对应如下:,变频器工作原理及构成,三.金属部件 各功率机器与所使用机箱对照表,变频器工作原理及构成,变频器工作原理及构成,铭牌数据（V/F） CHV CHE CHF 以型号INVT-G9-5R5T4为例,整机型号的认识,整机型号的认识,CHV高效能矢量 包括110系列,整机型号的认识,经济型知矢量：,整机型号的认识,高效能V/F,变频器基本应用,变频器是一种广泛应用于各行各业的电力电子设备，它通过控制电机的旋转速度来满足各行业的需求，因此它的英文缩写为 MDI：MOTOR DRIVE INVERTER 工业：钢铁、汽车、造纸、纺织、石油化工、水泥、 航空航天、 军事装备、机械工业等 民用：空调、供暖、电梯、供水、电厂等。,变频器基本应用,基本节电原理: 以风机为例 风机泵类负荷属于变负载负荷，其转数、功率、频率、压力存在如下关系 Q 风量n 风量与转速的一次方成正比 功率Pn3 轴功率与转