变频器培训篇.ppt
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1、卢先胜 盛拓科技卢先胜 盛拓科技 主讲主讲:卢先胜卢先胜变变 频频 器器 知知 识识 培培 训训卢先胜 盛拓科技变频器的应用变频器的应用 【基础篇】 卢先胜 盛拓科技整流部分整流部分变频器是:变频器是: 将商用交流电源通过整流回路变换成直流,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,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。电机转速的目的。
2、变频器的基本构成变频器的基本构成商用电源商用电源逆变部分逆变部分平平波波电电容容整流整流逆变逆变直流电压直流电压电源电压电源电压输出电压输出电压 变频器的电压波形变化变频器的电压波形变化输出电压的平均值是正弦波马达马达正弦波(正弦波(脉宽调制脉宽调制) )控制控制方式方式卢先胜 盛拓科技 马达电源驱动回路保护回路控制回路防冲击防冲击回路回路(逆变回路)(逆变回路)DC/DCDC/DC电电源源变换变换回路回路u 变频器基本构成图变频器基本构成图MDBMDB(整流回路)整流回路)MDBMDB(整流回路)整流回路)平波电容平波电容制动回路制动回路操作面板卢先胜 盛拓科技变频器的控制对象变频器的控制对
3、象三相异步电动机三相异步电动机【 【三相异步电动机三相异步电动机】 】 三相异步电动机主要由三相异步电动机主要由定子、转子、转轴定子、转子、转轴组成,当组成,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将产生感
4、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。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步转速,同步转速是根据电动旋转磁场的转速称为同步转速,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,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
5、际转速总是落后于同步转速,它们之间的差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。值称为转差率。卢先胜 盛拓科技可变速运转的原理可变速运转的原理0速度速度 N转矩转矩 T额定转矩额定转矩启动转矩启动转矩同同步转速步转速 0( (s=0) )实际转速实际转速 ( (s=1) )最大转矩最大转矩动作领域动作领域电动机区电动机区(正(正力矩力矩) )发电机区发电机区( (负力矩负力矩) )异步电动机的速度异步电动机的速度转矩特性转矩特性 1转差率转差率 0 0 0 : : 同步转速同步转速 : :实际转速实际转速【 【 例例 : : 、 】 】 同步转速 0 0()(r/min)
6、转差率的速度()(r/min)转差转差 ( ) / min :马达的转速马达的转速(r/min) ) :频率频率(Hz) ):马达的极数马达的极数(P) ) :马达的转差率马达的转差率卢先胜 盛拓科技为什么使用变频器会节省能源为什么使用变频器会节省能源?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。50%100%50%100%80%10%00节能效果节能效果61917622变频器控制变频器控制挡板控制挡板控制所需电力()风量流量()变频器和挡板控制节能效果实例变频器和挡板控制节能效果
7、实例例:宾馆等场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节省的能源50,100kWh24,900kWh25,200kWh/年年卢先胜 盛拓科技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。使用错误使用错误会导致变频器会导致变频器无法运行无法运行
8、或或降低使用寿命降低使用寿命,最严重时可导,最严重时可导致致变频器被损坏变频器被损坏。 变频器的选型要点变频器的选型要点 变频器的安装方法变频器的安装方法 变频器的运行方式变频器的运行方式 变频器的保护机能变频器的保护机能 故障事例故障事例“错误的使用方法错误的使用方法”是导致故障的重要原因是导致故障的重要原因卢先胜 盛拓科技变频器的选型要点变频器的选型要点 电源电源(电源等级选择电源等级选择) ) 相数相数 : : 三相三相 电压电压 : : 频率频率 : : 电源电源容量容量 : : 应在变频器额定电源容量以上应在变频器额定电源容量以上注意注意 电源电压的容许波动范围为电源电压的容许波动范
9、围为、。、。 过高电压的输入会导致变频器损坏过高电压的输入会导致变频器损坏。 。损坏损坏!上限値(上限値(230V AC10%) )2高電圧!高電圧!電源電圧波形電源電圧波形上限値()选择与供电电源和电动机选择与供电电源和电动机的额定电压两者相匹配的的额定电压两者相匹配的电压等级。电压等级。 电电 源源断路器断路器( (MCCB) )变频器变频器马达马达功率改善功率改善扼流圈扼流圈卢先胜 盛拓科技变频器的选型要点变频器的选型要点故故 障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(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!损坏!浪涌吸收元件动作电压浪涌吸
10、收元件动作电压(型型以上)以上)電源電源整流部整流部商用電源商用電源 浪涌吸收器浪涌吸收器()()【 【标准冲击电压波形标准冲击电压波形】 】1.250时间()0浪涌电压()10090500【 【损坏原因损坏原因】 】浪涌吸收元件是浪涌吸收元件是抑制抑制雷击浪涌电压的雷击浪涌电压的部品。部品。高电压的电源异常会导致浪涌吸收元件损坏。高电压的电源异常会导致浪涌吸收元件损坏。变频器变频器卢先胜 盛拓科技变频器的选型要点变频器的选型要点 马达马达(额定电压、容量的选择额定电压、容量的选择) ) 种类种类 : : 三相三相异步电动机异步电动机 电压电压 : : 容量容量 : : 、 额定电流额定电流
11、: : 、 根据变频器的电压选定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。不要用变频器驱动除三相异步电动机以外的任何负载。 单相马达不能使用单相马达不能使用。 。 使用特殊马达时,应注意使用特殊马达时,应注意。 。注意注意要点要点变频器容量的选择变频器容量的选择 所选的变频器容量应大于等于电动机容量。所选的变频器容量应大于等于电动机容量。 ( (变频器容量变频器容量马达容量马达容量) ) 所选的变频器额定输出电流应满足电动机的额定电流。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变频器额定输出电流马达额定电流马达额定电流) )OK变频器
12、变频器 马达马达 变频器变频器 马达马达 根据变频器的容量选定根据变频器的容量选定电电 源源断路器断路器( (MCCB) )变频器变频器马达马达功率改善功率改善扼流圈扼流圈卢先胜 盛拓科技问题问题 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?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?MCCB热继电器Th-1马达额定电流变频器Th-2nTh-n 电源选型要点选型要点变频器的额定输出电流变频器的额定输出电流 马达额定电流的总和马达额定电流的总和 (12n) )注)注)为了保护马达,请在各个马达前安装热继电器为了保护马达,请在各个马达前安装热继电器问题问题2用用1台变频器切替
13、使用台变频器切替使用2台以上马达时的注意事项是什么?台以上马达时的注意事项是什么?MCCB热敏继电器Th-1马达变频器Th-2电源MC1MC2电磁接触器注意事項注意事項 应在变频器和马达停止的状态下,进行应在变频器和马达停止的状态下,进行 马达切替。马达切替。 请不要在变频器运行中进行电磁接触器的请不要在变频器运行中进行电磁接触器的 ON/OFF操作。操作。 注意:变频器运行中接通马达,会产生马达额定电流注意:变频器运行中接通马达,会产生马达额定电流 的的68倍的电流。倍的电流。 如一定要在变频器运行中进行切换,应充分考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
14、达的影响,虑由此产生的冲击电流对变频器和马达的影响, 选择选择容量更大的变频器和马达。容量更大的变频器和马达。注意注意卢先胜 盛拓科技问题问题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? 不可以不可以。 。 因为不同容量的电动机的电感量不同,容量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,易造成过流跳闸大的电机波动电流大,易造成过流跳闸轻负载运行轻负载运行变频器变频器变频器变频器轻负载运行轻负载运行卢先胜 盛拓科技变频器的选型要点变频器的选型要点 变频器的安装环境变频器的安装环境 周围温度周围温度 : : 湿度湿度 : : 以
15、下以下 保护结构保护结构 : : 注意注意 周围温度周围温度、湿度以下、湿度以下,并且无特殊气体的室内安装,并且无特殊气体的室内安装。 。(-型型是是) ) 不要安装在易燃易爆或震动较大的场合。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。请安装在控制箱或机器内,并注意散热。IP20保护结构保护结构的名称的名称人体及人体及固体固体异物对应的异物对应的保护程度保护程度变频器的寿命受环境温度的影响很大。变频器的寿命受环境温度的影响很大。 水的侵入对水的侵入对应的保护程应的保护程度度
16、IP20封闭型封闭型能防止手指或长度不超过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。能防止直径大于转动部件。能防止直径大于12mm的固体异物进入壳内。的固体异物进入壳内。对水的侵入无特别防护。对水的侵入无特别防护。带缺相保护带缺相保护的热继电器的热继电器电电 源源断路器断路器( (MCCB) )变频器变频器马达马达功率改善功率改善扼流圈扼流圈卢先胜 盛拓科技问题问题 4阿列尼斯(阿列尼斯(Arrhenius)特性特性 加倍定律是什么加倍定律是什么 ?电容器在变频器的内部主要是作为平滑过滤器使用电容器在变频器的内部主要是作为平滑过滤器使
17、用。 。电容器因其内部进行化学反应,寿命随环境温度影响较大。电容器因其内部进行化学反应,寿命随环境温度影响较大。一般的铝电解电容都具有一般的铝电解电容都具有阿列尼斯特性阿列尼斯特性,即温度每提高,即温度每提高10 ,其寿命降低,其寿命降低50%。因此变频器的寿命取决于使用。因此变频器的寿命取决于使用温度。温度。一般正常使用的情况下平滑电容的一般正常使用的情况下平滑电容的 周围温度年平均周围温度年平均 负载率负载率以下以下 劳动率劳动率 每天每天小时小时以下以下标准更换年数标准更换年数 年年 (在调查的基础上决定是否更换)(在调查的基础上决定是否更换)卢先胜 盛拓科技变频器的选型要点变频器的选型
18、要点 变频器外围设备的选择变频器外围设备的选择断路器断路器 : :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要,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。的断路器等级。 热继电器热继电器 : : 变频器内置的热敏元件是作为过负载保护之用的。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。对于缺相保护,请使用带缺相保护的热敏继电器。电磁接触器电磁接触器 : :一般使用时不需要电磁接触器
19、。如果安装了电磁接器,不要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。用它控制变频器的启动或停止。输入滤波器输入滤波器: : 对外围设备造成电气干扰时使用对外围设备造成电气干扰时使用。 。功率改善扼流圈功率改善扼流圈 : : 需改善功率因素时予以连接需改善功率因素时予以连接。 。对抑制高次谐波有一定的对抑制高次谐波有一定的 效果效果。 。注意注意 电源侧频繁的进行电源侧频繁的进行ONOFF操作会导致变频器发生故障。操作会导致变频器发生故障。 在变频器在变频器运行时负载侧进行运行时负载侧进行ONOFF操作,会产生很大的冲击电流,导致变频器操作,会产生很大的冲
20、击电流,导致变频器 异常跳闸。甚至损坏变频器。异常跳闸。甚至损坏变频器。 马达的启动和停止应使用变频器的运行信号来进行马达的启动和停止应使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。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。带缺相保护带缺相保护的热继电器的热继电器电电 源源断路器断路器( (MCCB) )变频器变频器马达马达功率改善功率改善扼流圈扼流圈卢先胜 盛拓科技变频器的选型要点变频器的选型要点故故 障障变频器运行中运行中電磁接触器(或断路器)产生的冲击电流是马达额定电流的产生的冲击电流是马达额定电流的6倍以上倍以上如果输出侧
21、安装了电磁接触器(或断路器),如果输出侧安装了电磁接触器(或断路器),在变频器在变频器运行中进行运行中进行ONOFF操作,操作,会产生很大的冲击电流,导致变频器损坏。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马达的启动和停止应使用变频器的运行信号来进行不可!不可!卢先胜 盛拓科技问题问题 5在同一个电源系统中连接有进相电容的场合,或在同一个电源系统中连接有进相电容的场合,或与大容量的电源变压器(与大容量的电源变压器(500 500 kVAkVA以上)连接的以上)连接的场合,场合,应注意些什么?应注意些什么?注意事项注意事项在同一个电源系统中连接有进相电
22、容时,在同一个电源系统中连接有进相电容时,或者在大容量的电源变压器(或者在大容量的电源变压器(500 500 kVAkVA以上)下连接时,以上)下连接时,会造成电源失真,变频器的电源输入回路有大电流流过,会导致变频器(整流部分)损坏。会造成电源失真,变频器的电源输入回路有大电流流过,会导致变频器(整流部分)损坏。对策对策 在在变频器的输入端设置改善功率因素的扼流圈。变频器的输入端设置改善功率因素的扼流圈。卢先胜 盛拓科技变频器的安装方法变频器的安装方法 为防止受伤、事故,请务必遵守以下事项。为防止受伤、事故,请务必遵守以下事项。 使用前请仔细阅读使用前请仔细阅读“产品介绍产品介绍”、“使用手册
23、使用手册”,以便正确使用。,以便正确使用。 确认在开始使用之前,您对此装置及其安全信息和所有注意事项都已知晓。确认在开始使用之前,您对此装置及其安全信息和所有注意事项都已知晓。【 【 注意注意】 】严禁在通电的情况下,触摸变频器的内部和接线端子严禁在通电的情况下,触摸变频器的内部和接线端子。 。 接线、维护接线、维护 检查时,在输入电源(关)后,过检查时,在输入电源(关)后,过 5 5分钟以上再进行。分钟以上再进行。 运行中运行中散热器、制动电阻会产生高温请不要触摸。散热器、制动电阻会产生高温请不要触摸。以避以避 免烫伤。免烫伤。 输出端子(输出端子( )请不要连接交流电源。以避免)请不要连接
24、交流电源。以避免 受伤受伤火灾及机器的损坏。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施工前请再一次确认产品使用说明书上有关有关“安全注意安全注意”方面的事项。方面的事项。!危危 険険卢先胜 盛拓科技变频器的安装方法变频器的安装方法10cm以上10cm以上5cm以上5cm以上变频器容许的周围温度容许的周围温度 : : 变频器的寿命受环境温度的影响很大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。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应在容许温度范围内使用 !请不要在密请不要在密封狭小的空封狭小的空间中安装!间中安装!周
25、围的空间请垂直安装变频器请垂直安装变频器垂直安装垂直安装水平水平安装安装横横向安装向安装垂直以外的安装会降低变频器的垂直以外的安装会降低变频器的散热效果,产生问题、故障。散热效果,产生问题、故障。请避开下列场所请避开下列场所日光直射场所。日光直射场所。 有有风雨、水滴、油滴的场所。风雨、水滴、油滴的场所。 木材等木材等可燃性材质可燃性材质上安装及靠近上安装及靠近可燃物可燃物。 漂浮漂浮油污、粉尘、棉尘油污、粉尘、棉尘的场所的场所发生发生可燃性气体、腐蚀性气体可燃性气体、腐蚀性气体等的场所。等的场所。 振动大的振动大的场所场所湿度大,有水汽湿度大,有水汽的场所。的场所。 湿度湿度在在以下!以下!
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