变频器培训.ppt

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1、变频器培训变频器培训北京北科麦思科自动化工程技术有限公司系统工程部电气传动组 赵鹏 讲座的主要内容三相异步电动机的结构及原理变频器的原理安川YASKAWA变频器介绍三相异步电动机外观三相异步电动机结构1.机座2.定子铁芯3.定子绕组4.转子铁芯5.转子绕组下图所示为鼠笼型电动机转子三相异步电动机旋转原理三相异步电动机要旋转起来的先决条件是具有一个旋转磁场，三相异步电动机的定子绕组就是用来产生旋转磁场的.工频电源相与相之间的电压在相位上是相差120度，三相异步电动机定子中的三个绕组在空间方位上也互差120度，这样，当在定子绕组中通入三相电源时，定子绕组就会产生一个旋转磁场.其产生的过程如图所示。

2、旋转磁场的转速为：n n0 0=60f/p=60f/pf:电源频率p:磁场的磁极对数n0:旋转磁场每分钟转数为何叫异步电动机定子绕组产生旋转磁场后，转子导条（鼠笼条）将切割旋转磁场的磁力线而产生感应电流，转子导条中的电流又与旋转磁场相互作用产生电磁力，电磁力产生的电磁转矩驱动转子沿旋转磁场方向以n1的转速旋转起来。电动机的实际转速n1低于旋转磁场的转速n。因为假设n=n1，则转子导条与旋转磁场就没有相对运动，就不会切割磁力线，也就不会产生电磁转矩，所以转子的转速n1必然小于n。为此我们称三相电动机为异步电动机。如何改变电机旋转方向电机定子旋转磁场方向与定子绕组电流的相序有关相序A、B、C顺时针

3、排列，磁场顺时针方向旋转，若把三根电源线中的任意两根对调，则磁场必然逆时针方向旋转利用这一特性很方便地改变三相电动机的旋转方向需要说明的几个公式同步转速:n n0 0=60f/p=60f/p转差率:s=(ns=(n0 0-n)/n-n)/n0 0异步电动机的转速:n=60f(1-s)/pn=60f(1-s)/p异步电动机的机械特性变频器的基本构成主回路：整流器（整流模块）、滤波器（滤波 电容）、逆变器控制回路：单片机、驱动电路、光电隔离电路变频器内部电路的基本功能整流电路：三相全波整流，对工频的外部电源进行整流，并给逆变电路和控制电路提供所需直流电源。变频器内部电路的基本功能直流中间电路：对整

4、流电路的输出进行平滑，以保证逆变电路和控制电源能够得到质量较高的直流电源。变频器内部电路的基本功能逆变电路：在控制电路的控制下将平滑电路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源。变频器内部电路的基本功能控制电路：主要包括主控制电路、信号检测电路、门级驱动电路、外部接口电路及保护电路，是变频器的核心。作用是将检测电路得到的各种信号送至运算电路，使运算电路能够根据要求为变频器主电路提供们寄驱动信号，并对变频器和电机提供必要的保护。变频器的分类按主电路工作方式分：电压型；电流型按变频器调压方法分：PAM（脉冲振幅调制）；PWM（脉冲宽度调制）按照工作原理分：V/F控制；SF转差频率控制；V

5、C矢量控制V/F控制原理V/F是在改变频率的同时控制变频器的输出电压，是电动机的磁通保持一定。在电机进行调速时，应保持电机每极磁通量m不变。如果磁通太弱没有充分利用电机的铁心，过分增大磁通会使铁心饱和，过大的励磁电流使绕组过热损坏电机。V/F=CV/F=C1 1 mSPWM原理SPWM正弦脉宽调制，其波形是与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形，等效的原则是每一个区间的面积相等。电压型变频器主电路基本结构应用变频器的好处对已有的恒速电机可进行调速能够对电机进行软启动，软停止可以频繁的启动停止电机主回路无接触器也可以进行正反转可以电气制动一台变频器可以对多台电机进行速度控制日益得到认可的变

6、频器日益得到认可的变频器 结合用途的变频器特性结合用途的变频器特性High Grade【恒力矩特性恒力矩特性】【递递减力矩特性减力矩特性】速度速度速度速度 速度速度速度速度 风风风风机水机水机水机水泵泵泵泵等等等等输输输输送送送送带带带带，搬运，搬运，搬运，搬运车车车车等等等等负载负载负载负载力矩与速度按比例力矩与速度按比例力矩与速度按比例力矩与速度按比例变变变变化化化化（不要不要不要不要过负载过负载过负载过负载能力能力能力能力）变频变频变频变频器参数器参数器参数器参数 失速防止失速防止失速防止失速防止电电电电平平平平 载载载载波波波波频频频频率率率率最高最高最高最高输输输输出出出出频频频频率

7、率率率 过负载过负载过负载过负载能力能力能力能力 递递递递减力矩减力矩减力矩减力矩 恒力矩特性恒力矩特性恒力矩特性恒力矩特性 分分分分钟钟钟钟 分分分分钟钟钟钟高高高高载载载载波波波波（）（）C6-01=C6-01=C6-01=C6-01=1 1 1 1 C6-01=C6-01=C6-01=C6-01=0 0 0 0 低低低低载载载载波波波波 （）（）（）（）（有低有低有低有低载载载载波低噪音控制波低噪音控制波低噪音控制波低噪音控制）力力矩矩力力矩矩与速度无关，与速度无关，与速度无关，与速度无关，负载负载负载负载力矩恒定力矩恒定力矩恒定力矩恒定（要（要（要（要过负载过负载过负载过负载能力）能力

8、）能力）能力）变变频频器器特特性性负载负载负载负载特性特性特性特性High Grade得到公得到公认认的无的无PGPG矢量控制矢量控制在所有的机械在所有的机械在所有的机械在所有的机械设备设备设备设备上都可以达到上都可以达到上都可以达到上都可以达到150%/0.5HZ150%/0.5HZ150%/0.5HZ150%/0.5HZ的高力矩的高力矩的高力矩的高力矩驱动驱动驱动驱动特性。特性。特性。特性。00.51.531000.51.5310运行运行频频率率(Hz)(Hz)250250200200 1501501001005050力力矩矩()(旋旋旋旋转转转转型自学型自学型自学型自学习时习时习时习时)

9、即使无即使无即使无即使无也可以从也可以从也可以从也可以从的低速开始的低速开始的低速开始的低速开始高力矩运行高力矩运行高力矩运行高力矩运行High Grade三种控制方式可三种控制方式可选择选择 =无无无无的的的的/控制控制控制控制带带带带的的的的/控制控制控制控制 =无无无无矢量控制矢量控制矢量控制矢量控制 =根据使用场合选择根据使用场合选择High Grade任何任何电电机都可以达到最佳运行状机都可以达到最佳运行状态态即使停止型自学习也是高精度的即使停止型自学习也是高精度的即使停止型自学习也是高精度的即使停止型自学习也是高精度的旋旋旋旋转转转转型自学型自学型自学型自学习习习习IM自学习完了后

10、自学习完了后自学习完了后自学习完了后连接电机和机械负载连接电机和机械负载连接电机和机械负载连接电机和机械负载只只只只测测测测量量量量线间电线间电线间电线间电阻的停止自学阻的停止自学阻的停止自学阻的停止自学习习习习IM停止型自学停止型自学停止型自学停止型自学习习习习IM机械负载与电机一体化，机械负载与电机一体化，机械负载与电机一体化，机械负载与电机一体化，接好电缆后实施自学接好电缆后实施自学接好电缆后实施自学接好电缆后实施自学习习习习改善自学改善自学改善自学改善自学习时习时习时习时的控制的控制的控制的控制误误误误差差差差电电电电机机机机电缆电缆电缆电缆很很很很长长长长/长长长长度改度改度改度改变

11、变变变了了了了电电电电机与机与机与机与变频变频变频变频器的容量不一致器的容量不一致器的容量不一致器的容量不一致F7F7F7F7F7F7新功能新功能 新功能新功能 High Grade制制动动功能丰富功能丰富.以下的全机种内装制以下的全机种内装制以下的全机种内装制以下的全机种内装制动动动动晶体管晶体管晶体管晶体管IMIM电电机机接线用断路器MCMC三相电源制制动电动电阻器阻器只要外接制只要外接制只要外接制只要外接制动电动电动电动电阻器就可以阻器就可以阻器就可以阻器就可以得到很得到很得到很得到很强强强强的制的制的制的制动动动动力力力力脉冲脉冲监视监视输输出出High Grade脉冲指令脉冲指令输输

12、入入MAX32kHzMAX32kHzMPMPACACRPRPACAC外部外部频频率指令率指令丰富的丰富的输输入入输输出接口出接口新增了脉冲序列指令输入，脉冲序列监视输出新增了脉冲序列指令输入，脉冲序列监视输出例：例：例：例：编码编码编码编码器器器器输输输输出可以直接接入出可以直接接入出可以直接接入出可以直接接入 不需要不需要不需要不需要/,/变换变换变换变换器器器器High Grade可以切可以切换输换输入端子的方式入端子的方式可以切换共发射极，共集电极输入端子的方式可以切换共发射极，共集电极输入端子的方式可以切换共发射极，共集电极输入端子的方式可以切换共发射极，共集电极输入端子的方式共共共共

13、共共发发发发发发射极（共集射极（共集射极（共集射极（共集射极（共集射极（共集电电电电电电极）极）极）极）极）极）【外部外部外部外部外部外部+242424242424电电电电电电源源源源源源】EXTEXTEXTEXTEXTEXT設定設定設定設定設定設定外部外部+24V+24VS SS SS SSCSC共共共共共共发发发发发发射极射极射极射极射极射极【0 0 0 00 0公共点公共点公共点公共点公共点公共点】NPNNPNNPNNPNNPNNPN設定設定設定設定設定設定分路器分路器S SS SS SSCSC共集共集共集共集共集共集电电电电电电极极极极极极 【242424242424公共点公共点公共点

14、公共点公共点公共点】S SS SS SSCSCPNPPNPPNPPNPPNPPNP設定設定設定設定設定設定可以与多种可以与多种可以与多种可以与多种OLCOLC输出模块相连接输出模块相连接输出模块相连接输出模块相连接用用用用QUICKQUICKQUICKQUICK程序模式功能参数程序模式功能参数程序模式功能参数程序模式功能参数设设设设置置置置简单简单简单简单快捷。快捷。快捷。快捷。User Friendly 操作简单操作简单E1-06E1-06 基本基本频率率E1-09E1-09 最低最低输出出 频率率E1-13E1-13 基本基本电压E2-01E2-01 马达达额定定电流流E2-02E2-02

15、 马达极数达极数F1-01F1-01 PGPG脉冲数脉冲数H4-02H4-02 多功能模多功能模拟量量输出出1 1端子端子H4-05H4-05 多功能模多功能模拟量量输出出2 2端子端子L1-01L1-01 马达保达保护功能功能选择L3-04L3-04减速中失速防止减速中失速防止功能功能选择A1-02A1-02 控制方式控制方式选择b1-01b1-01 频率指令率指令选择b1-02b1-02 运运转指令指令选择b1-03b1-03 停止指令停止指令选择c1-01c1-01 加速加速时间1 1c1-02c1-02 减速减速时间1 1c6-01c6-01 CT/VTCT/VT选择d1-01d1-0

16、1 频率指令率指令 d1-02d1-02 频率指令率指令 d1-03d1-03 频率指令率指令 d1-04d1-04 频率指令率指令 d1-17d1-17 点点动频率指令率指令E1-01E1-01 输入入电压设定定E1-03E1-03 V/V/曲曲线选择E1-04E1-04 最高最高输出出频率率E1-05E1-05 最大最大电压只要只要只要只要选择选择选择选择必要必要必要必要的最低限度参的最低限度参的最低限度参的最低限度参数数数数User Friendly操作操作简单简单用个人用个人用个人用个人电脑电脑电脑电脑管理管理管理管理变频变频变频变频器参数器参数器参数器参数准准准准备备备备了支持工具了

17、支持工具了支持工具了支持工具软软软软件（开件（开件（开件（开发发发发中）中）中）中）校校校校验验验验用个人用个人用个人用个人电脑统电脑统电脑统电脑统一管理每台一管理每台一管理每台一管理每台变频变频变频变频器的参数，器的参数，器的参数，器的参数，减减减减轻轻轻轻了保养作了保养作了保养作了保养作业业业业的工作量。的工作量。的工作量。的工作量。采用脱卸式控制回路端子，在接采用脱卸式控制回路端子，在接线线状状态态就可以交就可以交换变频换变频器器单单元了元了保养保养检检修修简单简单冷却冷却冷却冷却风风风风扇的支架采用扇的支架采用扇的支架采用扇的支架采用弹弹弹弹性卡扣脱卸性卡扣脱卸性卡扣脱卸性卡扣脱卸方式

18、，因此方式，因此方式，因此方式，因此风风风风扇更新扇更新扇更新扇更新简单简单简单简单容易。容易。容易。容易。User Friendly 用用用用ON/OFFON/OFFON/OFFON/OFF控制，延控制，延控制，延控制，延长风长风长风长风扇使用寿命提扇使用寿命提扇使用寿命提扇使用寿命提高了可靠性高了可靠性高了可靠性高了可靠性可以可以可以可以记录记录记录记录，监视监视监视监视，累，累，累，累计计计计运行运行运行运行时间时间时间时间和冷却和冷却和冷却和冷却风风风风扇累扇累扇累扇累计计计计运行运行运行运行时间时间时间时间，也可以作也可以作也可以作也可以作为为为为保养的基准。保养的基准。保养的基准。

19、保养的基准。交交交交换变频换变频换变频换变频器器器器单单单单元元元元简单简单简单简单了！了！了！了！延延延延长长长长了了了了风风风风扇寿命扇寿命扇寿命扇寿命弹弹弹弹性卡扣方性卡扣方性卡扣方性卡扣方式交式交式交式交换简单换简单换简单换简单容易容易容易容易节节节节能效果能效果能效果能效果Energy-saving矢量控制，矢量控制，矢量控制，矢量控制，V/FV/F控制都可以实现节能高效率运行控制都可以实现节能高效率运行控制都可以实现节能高效率运行控制都可以实现节能高效率运行丰富的丰富的节节能控制能控制负载负载负载负载率率率率 （）（）（）（）电电电电机机机机效效效效率率率率（）节节节节能控制能控制

20、能控制能控制通常运行通常运行通常运行通常运行Energy-saving在当前高载波在当前高载波在当前高载波在当前高载波PWMPWM控制上追加了抑制噪声的独特的低载波控制上追加了抑制噪声的独特的低载波控制上追加了抑制噪声的独特的低载波控制上追加了抑制噪声的独特的低载波PWMPWM控控控控制装备。制装备。制装备。制装备。低噪声运行低噪声运行低噪声运行低噪声运行全机种全机种全机种全机种（22222222W W W W以上）以上）以上）以上）内装直流内装直流内装直流内装直流电电电电抗器，也抗器，也抗器，也抗器，也对应对应对应对应12121212相整流。相整流。相整流。相整流。传统传统传统传统型型型型：

21、6 6 6 6相整流相整流相整流相整流无无无无电电电电抗器抗器抗器抗器完善的完善的完善的完善的电电电电源高次源高次源高次源高次谐谐谐谐波波波波对对对对策策策策12121212相整流相整流相整流相整流3 3 3 3卷卷卷卷线变压线变压线变压线变压器器器器输输输输入入入入传统传统传统传统型型型型：6 6 6 6相整流相整流相整流相整流 有直流有直流有直流有直流电电电电抗器抗器抗器抗器電源電流波形例電源電流波形例电电电电流畸流畸流畸流畸变变变变率率率率电电电电流畸流畸流畸流畸变变变变率率率率请请事先准事先准备备3 3卷卷线变压线变压器器电电电电流畸流畸流畸流畸变变变变率率率率Worldwide标准装

22、备标准装备标准装备标准装备通信功能，当通信功能，当通信功能，当通信功能，当然配上选择通信卡可以对应世界各地的通信。然配上选择通信卡可以对应世界各地的通信。然配上选择通信卡可以对应世界各地的通信。然配上选择通信卡可以对应世界各地的通信。对应对应世界各地的世界各地的现场现场网网络络现场总线OBUSOBUS（标准装备标准装备）DeviceNetDeviceNetProfibusProfibus-DP-DPInterBusInterBus-S-S*CC-LinkCC-LinkCANopenCANopen*ControlNetControlNet*LONworksLONworks*：开开发发中中通信通信

23、选用卡用卡Worldwide标标标标准品符准品符准品符准品符合国合国合国合国际标际标际标际标准准准准（申（申（申（申请请请请中）中）中）中）欧洲安全欧洲安全欧洲安全欧洲安全规规规规格格格格LISTEDLISTEDUSUSC C 规规规规格格格格U U符合国符合国符合国符合国际标际标际标际标准准准准适用于世界各地的适用于世界各地的适用于世界各地的适用于世界各地的电电电电源源源源电压电压电压电压三相三相三相三相 系列系列系列系列（）三相三相三相三相 系列系列系列系列（）标标标标准品也可以与公用整流准品也可以与公用整流准品也可以与公用整流准品也可以与公用整流变换变换变换变换等直流等直流等直流等直流电

24、电电电源相源相源相源相连连连连接接接接 Specifications容量系列容量系列【级级】.（机种机种）【级级】.（机种机种）FWD:正转指令输入时点亮REV:反转指令输入时点亮SEQ:从控制回路端子输入的运行指令有效时点亮REF:从控制回路端子A1,A2输入的频率指令有效时点亮ALARM:发生故障，警告时点亮DRIVE:驱动模式时点亮QUICK:QUICK程序模式时点亮ADV:ADVANCED程序模式时点亮VERIFY:校验模式时点亮A.TUNE:自学习模式时点亮LOCAL/REMOTE:切换用数字操作器控制运行和控制回路端子控制运行MENU:菜单，表示各种方式ESC:退回，回到前一个状态

25、JOG:点动运行（LOCAL)FWD/REV:正转/反转(LOCAL)/RESET:参数的数值设定时的数位选择/故障发生时作为故障复位键DATE/ENTER:决定各方式功能参数设定值增加键减少键RUN:运行(LOCAL)STOP:停止(LOCAL负载类型机械负载与电机转矩特性有许多种类，常用有三种。1.恒转矩负载。如传送带，升降机等2.平方转矩负载。如风机 水泵类3.恒功率负载。如卷扬机，机床主轴。热轧辊道应用方案辊道是热轧带钢厂中数量最多、应用最广、占地最大、运送板坯和带钢不可少的辅助设备。辊道往往贯穿整个生产线，与生产工艺和生产率有直接的关系。辊道的作用、布置形式、结构和传动方式也是多种多

26、样。随其所在的主要设备的不同而有所差异。辊道的作用热轧带钢生产线上的辊道一般根据工作性质和所在位置的主要设备来分类，从板坯上料到带钢卷取通常分为：上料辊道、运输辊道、称重辊道、入炉辊道、出炉辊道、延伸辊道、工作辊道、中间辊道、输出辊道、机上辊道等。主要作用是运送轧件辅助主要设备工作，将轧件运入和运出主要设备调节轧件温度。热轧辊道传动方式可分为集体传动和单独传动集体传动是由1台电动机通过减速机和分配机构传动1组辊子，具有相对电机容量小，电控装置少，防止轧件打滑性能好等优点，但传动机构复杂、占地面积多、设备质量大。单独传动由1台电动机传动1根辊子，具有传动机构简单、设备质量轻、占地面积少、布置灵活

27、等优点，但相对电机容量大、电控装置多。辊道速度的确定和控制调速辊道的控制主要取决于生产工艺要求，比如加热炉称重辊道要求定位精度高，可逆式粗轧机前后工作辊道要求要求于轧制方向和速度一致，中间辊道要求有游动功能，输出辊道要求速度于精轧和卷取速度向相匹配。变频器的周边设备-空气开关空气开关装在主回路的最前面，用于分断此回路的电源。-进线电抗器进线电抗器根据变频器的手册，当变压器的容量大于变频器进线侧容量的10倍以上时，应增加进线电抗器保护变频器的整流部分，由于本工程变压器都较大，所以在所有的变频器前都加了进线电抗。-出线电抗器出线电抗器对于带多电机的变频器，为了平滑各电机电流分配不均匀造成的电流突变的现象，拖动6个以上电机的变频器都配备了出线电抗器。-制动单元和制动电阻制动单元和制动电阻根据变频器手册的要求选择合适的制动单元和制动电阻用于减速时电机的速度控制。典型线路图谢谢大家！