變頻器的基本概念(Schneider Electric)

1、變變 頻頻 器器 的的 基基 本本 概概 念念胡 波139107825184008101315010-84346203SSD Marketing2n 各國使用的交流供電電源，無論是用于家庭還是用于工廠，其電壓和頻率均為400V/50Hz或200V/60Hz（50Hz），等等。n 把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。n 為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把電源的交流電變換為直流電（DC）。n 把直流電（DC）變換為交流電（AC）的裝置，其科學(xué)術(shù)語為“inverter”(逆變器)。由于變頻器設(shè)備中產(chǎn)生變化的電壓或頻率的主要裝置叫“inverter”，故

2、該產(chǎn)品本身就被命名為“inverter。n 用于電機(jī)控制的變頻器，既可以改變電壓，又可以改變頻率。SSD Marketing3n 變頻器：變頻變壓。主要作用o調(diào)速o節(jié)能o軟起動(dòng)n 軟啟動(dòng)器：僅改變電壓。主要作用o降低起動(dòng)電流o減緩機(jī)械沖擊o減少線路壓降SSD Marketing4n VVVF： Variable Voltage and Variable Frequency的縮寫。n Drive 通用n Frequency Converter 歐州常用n AC Drive 歐美常用n inverter 日本常用SSD Marketing5n 變流器 convertersn 整流 rectifyi

3、ng-rectificationn 整流器 rectifiern 逆變 inverting-inversionn 逆變器 inverter n 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng) torque pulsationn 脈寬調(diào)制 (PWM) pulse width modulation n 諧波 harmonicn 矢量控制 (VC) vector control n 直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC) direct torque control n 四象限運(yùn)行 Four quadrant operationn 再生(制動(dòng)) Regeneration n 直流制動(dòng) d.c brakingn 漏電流 leak current n 濾波器

4、 filtern 電抗器 reactor n 電位器 potentiometern 編碼器 encoder, PG (pulse generator)n 定子 stator n 轉(zhuǎn)子 rotor SSD Marketing6變頻器的結(jié)構(gòu)變頻器的結(jié)構(gòu)n 通常變頻器的結(jié)構(gòu)為交直交，也就是將單相或三相交流電壓整流成為直流電壓（ACDC)，然后再將直流“逆變”成為所需頻率的三相交流電壓（DCAC)。n 變頻器最主要的部分是逆變部分，而且有生產(chǎn)廠家單獨(dú)生產(chǎn)逆變部分，所以有時(shí)又將變頻器稱為逆變器。n 由于電機(jī)和變頻器原理的原因，在額定電壓以下，在改變輸出頻率的同時(shí)，也要改變輸出電壓的有效值，這種形式稱為可

5、變電壓，可變頻率，故又將變頻器稱為VVVF.SSD Marketing7變頻器的主回路變頻器的主回路n 進(jìn)線端子n EMC濾波器n 整流橋n 儲(chǔ)能電容n 預(yù)充電回路n 制動(dòng)晶體管n 制動(dòng)電阻及其保護(hù)n 逆變橋n 電流互感器n 出線端子SSD Marketing8變頻器的主回路變頻器的主回路 進(jìn)線進(jìn)線n 變頻器的進(jìn)線電源可以是三相380-500V，或三相200240V，也可以是單相200240V；也可以是690V。n 電源電壓在690V以下稱為低壓變頻器，1000V以上稱為中壓或高壓變頻器。n 進(jìn)線電源的相序不影響電機(jī)的轉(zhuǎn)向。SSD Marketing9變頻器的主回路變頻器的主回路 EMC濾波器

6、濾波器n 施耐德變頻器普遍標(biāo)配進(jìn)線EMC濾波器，用來抑制變頻器對周圍設(shè)備的射頻干擾。n 在變頻器通電時(shí)，EMC濾波器通過接地電容產(chǎn)生對地電流，尤其是上電瞬間會(huì)產(chǎn)生較大的漏電流。n 變頻器一般應(yīng)用于工業(yè)場合，用接地的方式進(jìn)行安全保護(hù)。n 應(yīng)用于民用配電場合時(shí)，有時(shí)無安全接地，而采用漏電開關(guān)(RCD)，有時(shí)會(huì)因此發(fā)生RCD誤脫扣，這是正常的。解決的辦法是將圖中的接地?cái)嚅_。SSD Marketing10變頻器的主回路變頻器的主回路 整流橋整流橋n 大多數(shù)變頻器采取三相全波整流，整流器件為功率二極管。n 三相全波整流獲得的直流輸出電壓為進(jìn)線電壓有效值的1.35倍，例如電網(wǎng)電壓為400V，則這時(shí)直流母線

7、電壓為540V左右。但隨著負(fù)載的波動(dòng)，直流母線電壓也會(huì)波動(dòng)。n 單整流橋獲得的電壓波形每個(gè)周波有六個(gè)波頭，稱為六波頭整流或六脈沖整流，這時(shí)的進(jìn)線電流存在6m+1/6m-1次諧波，如5，7，11，13，。SSD Marketing11變頻器的主回路變頻器的主回路 12脈沖整流脈沖整流n 為了抑制電流諧波，可以采用兩套整流橋，分別連接到一個(gè)三繞組變壓器的輸出的兩個(gè)繞組，該變壓器的兩個(gè)繞組的輸出電壓有效值相等，相位互差30度。n 兩套整流橋串聯(lián)，電壓相加。n 這時(shí)的電壓波形每個(gè)周期有12個(gè)波頭，電流的諧波含量不包含5次，7次，17次，19次。n 變頻器和配電回路的成本大大增加，用于大功率應(yīng)用和特殊場

8、合。SSD Marketing12變頻器的主回路變頻器的主回路 預(yù)充電電阻和預(yù)充電接觸器預(yù)充電電阻和預(yù)充電接觸器n 上電瞬間，整流橋輸出端將產(chǎn)生峰值1.414U的電壓，對儲(chǔ)能電容快速充電。n 為了保護(hù)儲(chǔ)能電容，需要在直流母線中串聯(lián)一個(gè)電阻。在變頻器上電時(shí)，整流橋通過該電阻向整流橋充電，充電結(jié)束后（如直流母線電壓上升到額定電壓的70%）以上后，需要用接觸器將該電阻旁路掉。在整個(gè)運(yùn)行過程中，該電阻不起作用。n 該電阻稱為預(yù)充電電阻，該接觸器稱為預(yù)充電接觸器或預(yù)充電繼電器。n 如果電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定導(dǎo)致瞬間大幅度跌落，會(huì)引起預(yù)充電回路頻繁動(dòng)作，導(dǎo)致其損壞。SSD Marketing13變頻器的主回路變頻

9、器的主回路 半可控整流橋半可控整流橋n 將上述整流橋中的三個(gè)橋臂改成可控硅，如晶閘管或IGBT，則整流橋的輸出電壓就是可調(diào)的。n 在變頻器上電期間，控制晶閘管的導(dǎo)通角，半可控整流橋的輸出電壓逐漸升高，最后達(dá)到全波整流獲得的峰值,這樣一來在中就不需要預(yù)充電電阻和預(yù)充電接觸器.SSD Marketing14變頻器的主回路變頻器的主回路 全控整流橋全控整流橋n 如果上述整流橋的6個(gè)橋臂都是可控硅, 加上控制回路, 甚至可以做成可以四象限運(yùn)行,既可以從電網(wǎng)吸收能量供給負(fù)載,也可以將負(fù)載制動(dòng)的能量反饋回電網(wǎng),實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng).當(dāng)然這樣變頻器的成本會(huì)大大升高,所以這種方式僅僅適用于大功率傳動(dòng).n 實(shí)現(xiàn)能量再生

10、制動(dòng)的另一種方法是將一個(gè)系統(tǒng)中的所有變頻器的直流母線并聯(lián), 或者采用統(tǒng)一的整流電源和統(tǒng)一的能量再生制動(dòng)單元,稱為網(wǎng)絡(luò)制動(dòng)單元.SSD Marketing15變頻器的主回路變頻器的主回路 儲(chǔ)能電容儲(chǔ)能電容n 變頻器運(yùn)行過程中需要相對穩(wěn)定的直流母線電壓，用儲(chǔ)能電容保證。n 該電容的形式為電解電容，對于中大功率變頻器，需要將多個(gè)電容并聯(lián)。n 當(dāng)變頻器處于過載的過程中，瞬間會(huì)把直流母線電壓拉低；處于發(fā)電（制動(dòng)）過程中，瞬間會(huì)升高直流母線電壓，若太高變頻器則停止輸出。n 有些應(yīng)用中，為了提高變頻器的動(dòng)態(tài)能力，或者在斷電瞬間保持變頻器斜坡停車，需要外加蓄電池或電容，需要考慮回路其它部件的承受能力。SSD

11、Marketing16直流電抗器直流電抗器n 直流電抗器是串聯(lián)在直流中間回路的一個(gè)或兩個(gè)扼流圈, 因其通過的電流為直流電流, 故亦成為直流扼流圈.n 直流電抗器的作用是抑制變頻器的進(jìn)線電流諧波,從而減少對電網(wǎng)的污染.n 通常采用適當(dāng)大小的直流電抗器,即可使變頻器的諧波污染減少到符合標(biāo)準(zhǔn),這是一種低成本的方案.n 如果要將諧波抑制到更低,需要大配合無源濾波器.n 直流電抗器對進(jìn)線浪涌電壓沒有抑制作用.SSD Marketing17交流電抗器交流電抗器n 交流電抗器安裝在變頻器的進(jìn)線側(cè), 也稱為進(jìn)線電抗器.n 交流電抗器與直流電抗器作用大致相同,但交流電抗器對進(jìn)線浪涌電壓有抑制作用.n 在對電流諧

12、波產(chǎn)生相同的抑制作用時(shí),交流電抗器產(chǎn)生的線路壓降比直流電抗器略大,從而會(huì)產(chǎn)生略大的輸出轉(zhuǎn)矩?fù)p失.n 在下列情況下推薦使用交流電抗器:o多臺(tái)變頻器并聯(lián)使用o線路電源有來自其他負(fù)荷的明顯擾動(dòng)o變頻器由阻抗非常低的線路供電SSD Marketing18制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻n 制動(dòng)單元是一個(gè)或一組晶體管,與制動(dòng)電阻串聯(lián)之后,接在直流母線上.n 當(dāng)直流母線電壓超過某規(guī)定電壓時(shí),制動(dòng)晶體管導(dǎo)通,直流母線電容和電機(jī)向制動(dòng)電阻釋放能量.使直流母線電壓降低,降低到另一規(guī)定電壓后,制動(dòng)晶體管截止.所以制動(dòng)電阻的作用是能耗制動(dòng).n 圖中Tfr為制動(dòng)晶體管,PA-PB連接制動(dòng)電阻,PA-PB之間的二極

13、管為保護(hù)用續(xù)流二極管.n 當(dāng)變頻器驅(qū)動(dòng)負(fù)載需要克服慣性快速減速或停車時(shí),或位能性負(fù)載持續(xù)下降時(shí),需要進(jìn)行能耗制動(dòng).SSD Marketing19變頻器的主回路變頻器的主回路 逆變橋逆變橋n 逆變橋是變頻器的核心部分,其作用是將直流電壓通過6個(gè)橋臂可控硅的反復(fù)輪流通斷形成所需要的幅值和頻率變化的三相交流輸出電壓.n 逆變橋的橋臂的可控硅的類型主要是IGBT絕緣珊雙極型晶體管.n 通過逆變橋,直流電壓被斬波成為高頻率的脈沖電壓,由于它是由逆變管反復(fù)開關(guān)形成,所以其頻率稱為開關(guān)頻率.SSD Marketing20負(fù)載分類負(fù)載分類n 變頻器的正確選擇對于控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行是非常關(guān)鍵的n 選擇變頻器時(shí)必

14、須要充分了解變頻器所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載特性n 人們在實(shí)踐中常將生產(chǎn)機(jī)械分為三種類型: o恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載o恒功率負(fù)載o風(fēng)機(jī)、水泵負(fù)載。SSD Marketing21n 負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速無關(guān)，任何轉(zhuǎn)速下總保持恒定或基本恒定n 例如：傳送帶、攪拌機(jī)、擠壓機(jī)等摩擦類負(fù)載；n 例如：吊車、提升機(jī)等位能負(fù)載。n 變頻器拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載時(shí)，低速下的轉(zhuǎn)矩要足夠大，并且要有足夠的過載能力。n 如果需要在低速下穩(wěn)速運(yùn)行，應(yīng)該考慮標(biāo)準(zhǔn)異步電動(dòng)機(jī)的散熱能力，避免電動(dòng)機(jī)的溫升過高。n 對長期需要在低速下滿負(fù)荷運(yùn)行的情況，需要安裝獨(dú)立強(qiáng)冷風(fēng)扇對電機(jī)進(jìn)行冷卻。n 對未能性應(yīng)用應(yīng)配置制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻，以及設(shè)置安全制動(dòng)邏輯。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載

15、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載SSD Marketing22n 有些應(yīng)用在高速下要求的轉(zhuǎn)矩，大體與轉(zhuǎn)速成反比，就是所謂的恒功率負(fù)載。n 機(jī)床主軸和軋機(jī)、造紙機(jī)、塑料薄膜生產(chǎn)線中的卷取機(jī)、開卷等n 負(fù)載的恒功率性質(zhì)應(yīng)該是就一定的速度變化范圍而言的。o當(dāng)速度很低時(shí)，受機(jī)械強(qiáng)度的限制，不可能無限增大，在低速下轉(zhuǎn)變?yōu)楹戕D(zhuǎn)矩性質(zhì)。n 負(fù)載的恒功率區(qū)和恒轉(zhuǎn)矩區(qū)對傳動(dòng)方案的選擇有很大的影響。n 電動(dòng)機(jī)在恒磁通調(diào)速時(shí)，最大允許輸出轉(zhuǎn)矩不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；n 而在弱磁調(diào)速時(shí)，最大允許輸出轉(zhuǎn)矩與速度成反比，屬于恒功率調(diào)速。恒功率負(fù)載恒功率負(fù)載SSD Marketing23n 在各種風(fēng)機(jī)、水泵、油泵中，隨葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，空氣或液體在一定

16、的速度范圍內(nèi)所產(chǎn)生的阻力大致與速度n的2次方成正比。n 隨著轉(zhuǎn)速的減小，轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速的2 次方減小。這種負(fù)載所需的功率與速度的3 次方成正比。n 當(dāng)所需風(fēng)量、流量減小時(shí)，利用變頻器通過調(diào)速的方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量、流量，可以大幅度地節(jié)約電能。n 由于高速時(shí)所需功率隨轉(zhuǎn)速增長過快，與速度的三次方成正比，所以通常不應(yīng)使風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載超工頻運(yùn)行。n 一般的風(fēng)機(jī)泵類專用和聲稱為HVAC專用型變頻器的低速性能都很差，所以不適于恒轉(zhuǎn)矩應(yīng)用，即使功率放大也不夠用。風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載泵類負(fù)載SSD Marketing24n 變頻器所拖動(dòng)的電機(jī)為感應(yīng)式交流電動(dòng)機(jī)，也稱交流異步電動(dòng)機(jī)。n 在工業(yè)中所使用的大部分電機(jī)為交流異

17、步電動(dòng)機(jī)。n 異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度取決于其定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，即同步轉(zhuǎn)速。n 所謂異步，是指其其實(shí)際轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速總是比較接近，但總有一定差別。其差別稱為轉(zhuǎn)差。o電動(dòng)機(jī)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，實(shí)際轉(zhuǎn)速略低于同步轉(zhuǎn)速。o發(fā)電機(jī)或制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，實(shí)際轉(zhuǎn)速略高于同步轉(zhuǎn)速。n 同步轉(zhuǎn)速n1 = 60f/p，實(shí)際轉(zhuǎn)速n=(1-s)n1 =(1-s) 60f/pon: 同步速度of: 電源頻率o p: 電機(jī)極對數(shù)o s: 轉(zhuǎn)差率，接近于零SSD Marketing25變頻調(diào)速變頻調(diào)速n 最好的方法就是變頻調(diào)速，也就是改變電源頻率，使得同步速成比例變化，負(fù)載轉(zhuǎn)速就可以與電源頻率成正比地變化。這種裝置稱為變頻器n 變頻調(diào)速的

18、優(yōu)點(diǎn)：o效率高，功率因數(shù)高。o數(shù)字只能化，易于控制和調(diào)節(jié)。o固態(tài)硬件，可靠性高。o可用于快速頻繁起停，正反轉(zhuǎn)等。o動(dòng)態(tài)和靜態(tài)精度高。o容易集成到系統(tǒng)中。o起動(dòng)和運(yùn)行電流小。o適用于廉價(jià)可靠的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。n 變頻調(diào)速目前已經(jīng)成為異步電機(jī)調(diào)速的主流，而且逐漸可以控制同步電機(jī)等的調(diào)速。1120fnpSSD Marketing26n 如果僅改變頻率而不改變電壓，頻率降低時(shí)會(huì)使電機(jī)出于過電壓（過勵(lì)磁），導(dǎo)致電機(jī)可能被燒壞。因此變頻器在改變頻率的同時(shí)必須要同時(shí)改變電壓。n 輸出頻率在額定頻率以上時(shí)，電壓卻不可以繼續(xù)增加，最高只能是等于電機(jī)的額定電壓。n 例如：為了使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度減半，把變頻器的輸出

19、頻率從50Hz改變到25Hz，這時(shí)變頻器的輸出電壓就需要從400V改變到約200VSSD Marketing27n 轉(zhuǎn)矩提升功能是提高變頻器的輸出電壓。然而即使提高很多輸出電壓，電機(jī)轉(zhuǎn)矩并不能和其電流相對應(yīng)的提高。 因?yàn)殡姍C(jī)電流包含電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩分量和其它分量（如勵(lì)磁分量）。n 矢量控制把電機(jī)的電流值進(jìn)行分配，從而確定產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電機(jī)電流分量和其它電流分量（如勵(lì)磁分量）的數(shù)值。n 矢量控制可以通過對電機(jī)端的電壓降的響應(yīng)，進(jìn)行優(yōu)化補(bǔ)償，在不增加電流的情況下，允許電機(jī)產(chǎn)出大的轉(zhuǎn)矩。此功能對改善電機(jī)低速時(shí)溫升也有效。n 使用矢量控制，可以使電機(jī)在低速,如(無速度傳感器時(shí))1Hz（對4極電機(jī)，其轉(zhuǎn)速大約

20、為30r/min）時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩可以達(dá)到電機(jī)在50Hz供電輸出的轉(zhuǎn)矩（最大約為額定轉(zhuǎn)矩的150）。 變變 頻頻 器器 功功 能能 綜綜 述述SSD Marketing29n 通用型變頻器可以適用于絕大多數(shù)應(yīng)用n 這些應(yīng)用可以被分為若干類別，每個(gè)類別分別有共同的應(yīng)用特點(diǎn)和要求，對變頻器的設(shè)定和配置比較類似n 常用的如恒轉(zhuǎn)矩、變轉(zhuǎn)矩、恒功率、V/F控制等n 為簡化菜單設(shè)置和接線，將上述分類稱為應(yīng)用宏，變頻器設(shè)置中稱為短菜單n ATV58:物料輸送宏/可變力矩宏/一般應(yīng)用宏/客戶自定義宏n ATV28:n(恒轉(zhuǎn)矩）/p(變轉(zhuǎn)矩）/L（特殊應(yīng)用V/F)/nrd（恒轉(zhuǎn)矩節(jié)能）n ATV68:輸送帶/柱塞泵

21、/離心泵/繞線機(jī)/試驗(yàn)臺(tái)/泵+PID/排風(fēng)扇/風(fēng)機(jī)/分離機(jī)n ME/UE:開環(huán)V/F/開環(huán)磁通矢量控制/閉環(huán)矢量速度控制/閉環(huán)矢量轉(zhuǎn)矩控制SSD Marketing30n 功能o通過自保持觸點(diǎn)控制運(yùn)行方向o一個(gè)或兩個(gè)邏輯輸入口決定相相或正反向運(yùn)轉(zhuǎn)n 三種可能的運(yùn)行模式o檢測邏輯輸入的狀態(tài)o檢測邏輯輸入狀態(tài)的改變o加減速信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)時(shí)正轉(zhuǎn)優(yōu)先或同時(shí)無效n 反轉(zhuǎn)可禁止SSD Marketing31n 通過脈沖觸點(diǎn)或非自保持型按鈕操作控制運(yùn)行方向及停車位置n 兩個(gè)或三個(gè)邏輯輸入口，決定單向或正反向運(yùn)轉(zhuǎn)n 不能實(shí)現(xiàn)恢復(fù)供電再起動(dòng)或故障復(fù)位自動(dòng)重起動(dòng)SSD Marketing32n 功能與實(shí)現(xiàn)o脈沖操作

22、o加減速斜坡較陡o需要設(shè)定點(diǎn)動(dòng)端子o需要配合方向信號(hào)n 應(yīng)用o需要插入手動(dòng)作業(yè)的機(jī)械或生產(chǎn)線o維修作業(yè)需要點(diǎn)動(dòng)的機(jī)械SSD Marketing33n 功能：切換預(yù)設(shè)定速度給定n 應(yīng)用：要求多段預(yù)置速工作的機(jī)械，如機(jī)床，噴泉控制，電梯門機(jī)控制n 賦值o可預(yù)置2，4，或8段速o2段速由1個(gè)邏輯端子切換o4段速由2個(gè)邏輯端子切換o8段速由3個(gè)邏輯端子切換SSD Marketing34n 通過邏輯命令切換兩個(gè)模擬給定值n 避免弱信號(hào)切換n 兩個(gè)模擬輸入給定彼此獨(dú)立n 0-10V電壓信號(hào)（電位器）作為手動(dòng)給定，0/4-20mA（來自系統(tǒng)或反饋）作為自動(dòng)給定SSD Marketing35n 高速限制工廠設(shè)

23、定為基本頻率bFr=50/60Hz，調(diào)整范圍至1.2bFrn 高速限制的調(diào)整受到電機(jī)和負(fù)載機(jī)械特性的限制，請注意電機(jī)和負(fù)載的銘牌標(biāo)注n 低速限制的調(diào)整受到電機(jī)和負(fù)載特性的限制，如軸承的潤滑不允許太低的轉(zhuǎn)速，風(fēng)機(jī)/泵在低速段無法建立有效的風(fēng)壓/水壓，在多風(fēng)機(jī)泵管網(wǎng)系統(tǒng)形成倒流，因此應(yīng)設(shè)定到規(guī)定限制SSD Marketing36線性：適用于大多數(shù)負(fù)載S形：起動(dòng)高慣性負(fù)載時(shí)，可消除振動(dòng)，速度跟蹤平穩(wěn)，增強(qiáng)舒適度，適用于物料輸送，包裝，電梯等U形：適用于離心泵無逆止閥系統(tǒng)，能夠改善控制閥的操作特性SSD Marketing37n 應(yīng)用o物料輸送，要求平滑起動(dòng)，精確停車o快速穩(wěn)定，速度校正的機(jī)械o高速車

24、床在高于某些速度時(shí)，加減速限幅n 實(shí)現(xiàn)方法o定義一個(gè)頻率門限值o分配一個(gè)邏輯輸入口o兩段加減速斜坡可分別調(diào)整SSD Marketing38n 功能o相對于負(fù)載慣性來說，若減速時(shí)間設(shè)定過短，可防止減速過猛造成的變頻器封鎖。n 應(yīng)用o無精確快速停車要求o無制動(dòng)電阻n 設(shè)定o工廠設(shè)定有效o若要求按照減速斜坡精確停車，并安裝制動(dòng)電阻，應(yīng)取消此功能SSD Marketing39n 應(yīng)用o經(jīng)常出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)的機(jī)械設(shè)備，如運(yùn)輸機(jī)、切碎機(jī)、擠壓機(jī)o剪板機(jī)、刨刀、進(jìn)給機(jī)構(gòu)o繞線機(jī)、造紙機(jī)、印刷機(jī)、染布機(jī)等o電機(jī)的額定功率小于變頻器的額定功率n 功能o降低電機(jī)的最大輸出力矩o不同于力矩給定o不必要閉環(huán)控制o最大等于變頻

25、器過載能力n 實(shí)現(xiàn)o操作終端給定和模擬給定o邏輯端子切換SSD Marketing40n 通過兩個(gè)邏輯輸入分別增加或減少速度給定，以改變運(yùn)行的速度n 最大速度由模擬輸入決定n 當(dāng)前速度可讀取，可選擇被被存儲(chǔ)或不儲(chǔ)存。n 若儲(chǔ)存，在運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)取消或主電源丟失時(shí)保持，存儲(chǔ)的給定值作為下一次運(yùn)行的初始給定n 此功能與三線控制、多段速及給定手動(dòng)/自動(dòng)切換等功能SSD Marketing41n 為了避免負(fù)載振動(dòng)和跳動(dòng)，在與電機(jī)同步起動(dòng)停止的基礎(chǔ)上控制安全制動(dòng)n 由變頻器控制制動(dòng)順序n 通過頻率門限制和延時(shí)來控制可調(diào)抱閘n 通過設(shè)置相應(yīng)的繼電器輸出n 應(yīng)用o帶安全制動(dòng)閘的物料輸送o需要停車制動(dòng)的機(jī)械n 需要

26、調(diào)整下列參數(shù)o制動(dòng)釋放頻率o制動(dòng)釋放電流o制動(dòng)釋放延時(shí)o制動(dòng)開始頻率o制動(dòng)開始延時(shí)SSD Marketing42n 下位接觸器即接在變頻器與電機(jī)之間的接觸器n 由邏輯輸出或繼電器輸出控制o當(dāng)出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，下位接觸器接通o當(dāng)無運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)且無電機(jī)電流時(shí)打開接觸器 自由停車 變頻器封鎖 制動(dòng)終了n 應(yīng)用o在電機(jī)與電源之間提供可靠隔離o可避免變頻器進(jìn)線電源頻繁切換o當(dāng)停車時(shí)，防止電機(jī)因意外自啟動(dòng)現(xiàn)象n 下位接觸器還可作為被用工頻起動(dòng)用，與主電源相連SSD Marketing43n 通過傳感器的反饋信號(hào)對過程量送給變頻器n 主要應(yīng)用于水泵、風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等n 反饋信號(hào)接到模擬輸入n 給定信號(hào)可以由模擬輸入

27、、內(nèi)部給定或多段預(yù)置給定提供n 帶PI功能的“手動(dòng)-自動(dòng)”操作o由模擬給定速度信號(hào)或由PI調(diào)節(jié)給定速度信號(hào)SSD Marketing44n 功能：提高調(diào)速精度，與負(fù)載無關(guān)n 單向運(yùn)轉(zhuǎn)：采用感應(yīng)式、光電式傳感器，調(diào)節(jié)簡單，低速時(shí)精度低n 高精度調(diào)速采用增量編碼器適用于單向或正反向運(yùn)行n 增量型速度給定：將光電輸入口作為求和輸入，可控制多臺(tái)變頻器同步運(yùn)轉(zhuǎn)SSD Marketing45n 按減速斜坡制動(dòng)n 自由停車：變頻器鎖定脈沖，電機(jī)和負(fù)載自由滑行停車o可直接在菜單中設(shè)定o可設(shè)某邏輯輸入為使能端，即自由停車端，低電平封鎖輸出n 快速停車：按縮短了的減速斜坡停車o低電平有效，停車后變頻器封鎖，高電平

28、允許起動(dòng)o斜坡系數(shù)可調(diào)整n 直流注入（動(dòng)力制動(dòng)）o可在每次斜坡停車最后自動(dòng)直流注入o可設(shè)定某邏輯端子強(qiáng)迫直流注入，高電平直流注入，低電平允許起動(dòng)o直流注入的電流大小和時(shí)間可以調(diào)整o主要用于停車定位，或消除殘余轉(zhuǎn)速及電機(jī)可靠停車o電機(jī)停轉(zhuǎn)后不宜長時(shí)間注入大的直流電流，防止繞組散熱困難SSD Marketing46n 以下情況電機(jī)再起動(dòng)無速度沖擊o主電源斷電o故障復(fù)位或自動(dòng)重起動(dòng)o自由停車或通過邏輯口直流注入停車o變頻器出口斷開n 重新起動(dòng)時(shí)，變頻器按斜坡搜索達(dá)到原先的給定速度n 應(yīng)用于斷電時(shí)電機(jī)速度因慣性大而減速緩慢的應(yīng)用場合，如通風(fēng)機(jī)，水泵等SSD Marketing47n 變頻器故障消失，則

29、解除封鎖后即可自動(dòng)再起動(dòng)n 應(yīng)用于重新起動(dòng)對人員設(shè)備無危險(xiǎn)的場合，如風(fēng)機(jī)水泵等n 允許重新起動(dòng)的故障o制動(dòng)過猛o主電源過電壓o電機(jī)熱過載保護(hù)動(dòng)作o變頻器過熱保護(hù)動(dòng)作o4-20mA給定丟失o直流母線過電壓o外部故障o電機(jī)缺相o串行通訊口故障o主電源電壓太低SSD Marketing48 變頻器變頻器使用注意事項(xiàng)使用注意事項(xiàng)施耐德（蘇州）變頻器有限公司施耐德（蘇州）變頻器有限公司市場部市場部2006/03SSD Marketing49n 變頻器的故障率隨溫度升高而成指數(shù)的上升，使用壽命隨溫度升高而成指數(shù)的下降。環(huán)境溫度升高10度，變頻器平均使用壽命減半。n 在變頻器工作時(shí)，流過變頻器的電流是很大的

30、, 變頻器產(chǎn)生的熱量也是非常大的，不能忽視其發(fā)熱所產(chǎn)生的影響。n 通常，變頻器安裝在控制柜中。我們要了解一臺(tái)變頻器的發(fā)熱量大概是多少. 可以用以下公式估算: n 發(fā)熱量的近似值 變頻器容量（KW）55 W n 在這里, 如果變頻器容量是以恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載為準(zhǔn)的 (過流能力150% * 60s)n 如果變頻器帶有直流電抗器或交流電抗器, 并且也在柜子里面, 這時(shí)發(fā)熱量會(huì)更大一些。 電抗器安裝在變頻器側(cè)面或測上方比較好。n 這時(shí)可以用估算: 變頻器容量（KW）60 W n 如果有制動(dòng)電阻的話，因?yàn)橹苿?dòng)電阻的散熱量很大， 因此最好安裝位置最好和變頻器隔離開， 如裝在柜子上面或旁邊等。SSD Marketi

31、ng50n 當(dāng)變頻器安裝在控制機(jī)柜中時(shí)，要考慮變頻器發(fā)熱值的問題。n 根據(jù)機(jī)柜內(nèi)產(chǎn)生熱量值的增加，要適當(dāng)?shù)卦黾訖C(jī)柜的尺寸。因此，要使控制機(jī)柜的尺寸盡量減小，就必須要使機(jī)柜中產(chǎn)生的熱量值盡可能地減少。n 如果在變頻器安裝時(shí)，把變頻器的散熱器部分放到控制機(jī)柜的外面，將會(huì)使變頻器有70的發(fā)熱量釋放到控制機(jī)柜的外面。由于大容量變頻器有很大的發(fā)熱量，所以對大容量變頻器更加有效，如PDL和ATV71。n 還可以用隔離板把本體和散熱器隔開, 使散熱器的散熱不影響到變頻器本體。這樣效果也很好。SSD Marketing51n 一般功率稍微大一點(diǎn)的變頻器， 都帶有冷卻風(fēng)扇。n 建議在控制柜上出風(fēng)口安裝冷卻風(fēng)扇。

32、n 進(jìn)風(fēng)口要加濾網(wǎng)以防止灰塵進(jìn)入控制柜。n 注意控制柜和變頻器上的風(fēng)扇都是要的，不能誰替代誰。n 有些盤廠習(xí)慣了配電盤不用安裝冷卻風(fēng)扇，要更新觀念。SSD Marketing52n 在海拔高于1000m的地方，因?yàn)榭諝饷芏冉档?，因此?yīng)加大柜子的冷卻風(fēng)量以改善冷卻效果。n 理論上變頻器也應(yīng)考慮降容，每1000m降低5%。n 由于實(shí)際上因?yàn)樵O(shè)計(jì)上變頻器的負(fù)載能力和散熱能力一般比實(shí)際使用的要大， 所以也要看具體應(yīng)用。n 比方說在1500m的地方，但是周期性負(fù)載或短時(shí)運(yùn)行的負(fù)載，如電梯，就不必要降容。SSD Marketing53n 當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速高于同步速，這時(shí)電能從電機(jī)側(cè)流到變頻器側(cè)（或供電電源側(cè)）

33、,這時(shí)電機(jī)處于發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。 n 負(fù)載的能量分為動(dòng)能和勢能. 動(dòng)能(由速度和重量確定其大小)隨著物體的運(yùn)動(dòng)而累積。當(dāng)動(dòng)能減為零時(shí)，該事物就處在停止?fàn)顟B(tài)。n 機(jī)械抱閘裝置的方法是用制動(dòng)裝置把物體動(dòng)能轉(zhuǎn)換為摩擦和勢能消耗掉。SSD Marketing54n 制動(dòng)時(shí)，有一部分能量通過電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子以發(fā)熱的形式消耗掉。n 另一部分能量將返回到變頻器直流母線側(cè)，向電容充電，使直流側(cè)的電壓升高。這些能量可以通過變頻器本身的發(fā)熱消耗，如果不夠的化，還需要經(jīng)過制動(dòng)單元由制動(dòng)電阻放電發(fā)熱消耗。n 制動(dòng)單元的作用是用來控制制動(dòng)電阻的導(dǎo)通。制動(dòng)電阻并不是永遠(yuǎn)有效，只有當(dāng)直流母線電壓上升到某一定值，與其串聯(lián)的制動(dòng)

34、單元導(dǎo)通，電容才通過制動(dòng)電阻放電。n ATV71/61中小功率和ATV31的制動(dòng)單元內(nèi)置于變頻器內(nèi)；ATV71/61大功率P需要另外選購。SSD Marketing55n 制動(dòng)電阻的瞬時(shí)放電功率，即制動(dòng)功率=Vdc*2/Rb。制動(dòng)電阻的阻值越小，放電電流越大，瞬時(shí)制動(dòng)功率越大。該阻值不能小于規(guī)定值。n 制動(dòng)電阻的額定功率指其平均耐受功率，其瞬間功率要大于額定功率。n 嚴(yán)格意義上講，制動(dòng)電阻的阻值和額定功率，須通過計(jì)算獲得。n 實(shí)際上經(jīng)常通過估算得到。n 我們變頻器樣本上的制動(dòng)電阻通常功率很小，做一般輔助用。若用在起重場合需要重新計(jì)算。SSD Marketing56n 制動(dòng)產(chǎn)生的功率如果不通過熱消耗的方法消耗掉，而是把能量返回送到變頻器電源側(cè)的方法叫做“功率返回再生方法”，即回饋制動(dòng)。n 在實(shí)際中，這種應(yīng)用需要能量回饋單元選件。SSD Marketing57n 減速時(shí)，變頻器對電機(jī)定子注入直流電，通過電機(jī)的發(fā)熱來消耗能量， 改善制動(dòng)效果。n 直流制動(dòng)也可以用于使電機(jī)在零速時(shí)停的穩(wěn)一點(diǎn)，防止受外力作用而使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。n 直流制動(dòng)可通過頻率判斷自動(dòng)諸如或通過