交直交變頻器詳細說明書

1、交直交變頻器一變頻器開發(fā)基礎(chǔ)三相交流異步電動機發(fā)明于 1881 年，一經(jīng)問世，便以起結(jié)構(gòu)簡單，堅固，價格低廉二迅速的在電力拖動領(lǐng)域成為拖動系統(tǒng)中驕子。但正式由于其結(jié)構(gòu)，在調(diào)速性能上使其失去歡顏。從異步電動機的轉(zhuǎn)速公式 n=60f/p(1-s),可知。除變頻f調(diào)速以外，異步電機調(diào)速基本途徑有：1 改變極對數(shù)p。2 改變轉(zhuǎn)差率s。顯然其調(diào)速缺點為調(diào)速范圍低，工作效率下降，負載能力不一致，消耗電能多，機械特性較軟，控制電路較復(fù)雜?？萍嫉倪M步，社會的發(fā)展，要求生產(chǎn)機械對電動機進行無級調(diào)速滿足工藝要求是多么的迫切。隨著 20 世紀 60 年代功率晶閘管 SCR ,70 年代功率晶體管 GTR ,可關(guān)斷晶

2、閘管 GTO ,80年代絕緣柵雙極晶體管IGBT的相繼開發(fā)，把變頻器由希望，推廣，發(fā)展到今天的普及階段。二變頻器基本結(jié)構(gòu)目前應(yīng)用的最廣泛的是交直交變頻器，其基本結(jié)構(gòu)如圖所示：其工作過程是先將三相或單相不可調(diào)工頻電源經(jīng)過整流橋整流成直流電，再經(jīng)過逆變橋把直流電逆變成頻率任意可調(diào)的交流電，以實現(xiàn)無級調(diào)速。逆變器的原理框圖三功率部分交直交變頻器的主電路如圖所示，變頻器調(diào)速過程中出現(xiàn)的許多現(xiàn)象都應(yīng)通過主電路來進行分析，因此，熟悉主電路的結(jié)構(gòu)，透徹了解各部分的原理，具有十分重要的意義。1 交-直變換電路圖 I(VD1-VD6)為交直變換全波整流電路，在中小容量變頻器中，整流器件采用不可控整流二極管或二極

3、管模塊。(2)圖中(CF1CF2)為濾波電容器，由于交流電被整流出的直流電中會有交流含量，為了獲取平穩(wěn)的直流電而設(shè)置濾波電容。(3)因為電解電容器的U1/LIT1/L2C/1*C/1-W1/L3V2/TIi/T：電容量有較大的離散性，故電容器組 CF1 和 CF2 的電容量常不能完全相等，這將導(dǎo)致各自壓降不相等。為了使其壓降相等，在 CF1CF2 旁各并聯(lián)一個阻值相等的均壓電阻 RC1 和RC2o(4)(RHHL)為電源指示電路，除此之外 HL 也具有提示保護的作用，當變頻器切斷電源后,交-直變換能耗電路直-交變換由于 CF 的容量較大，導(dǎo)致 CF 的電壓高，如不放完電，對人身安全會構(gòu)成威脅。

4、(5)(RLSL)為限流電路。當變頻器剛接入電源的瞬間，將有一個很大的沖擊電流經(jīng)整流橋到濾波電容，使整流橋可能因此受到損壞，限流電阻 RL 就是為了削弱該沖擊電流而串聯(lián)在整流橋和濾波電容之間。限流電阻常接在電路中會影響到直流電壓 U,也增大了電路的損耗，所以當 U 增大到一定程度時，令短路開關(guān) SL 接通切除 RL。2 能耗電路(RBVB)為能耗電路。電動機的降速和停機通過逐漸減少頻率來實現(xiàn)，但由于機械慣性的原因，導(dǎo)致電機處于再生制動狀態(tài)，它將引起直流 U 升高，過高的直流電壓將使變頻器件受到損害，因此當直流電壓超過一定值時，就要求提供一條放電回路將再生的電能消耗掉，所以制動單元中 VBRB

5、起到和消耗電能的作用。3 直-交變換電路(1)三相逆變橋工作原理，以單相逆變?yōu)槔?，如圖：單相逆變原理圖a：前半周期，令 V1V4 導(dǎo)通，V2V3 截止，則負載 ZL 上所得電壓為 a-b+b:后半周期，令 V1V4 截止，V2V3 導(dǎo)通，則負載 ZL 上所得電壓為 a+b-上述兩種狀態(tài)不斷交替進行，則負載 ZL 上所得到的便是交流電壓了。這就是直流電變?yōu)榻涣麟姷哪孀冞^程，三相逆變橋的工作過程與單相逆變橋相同，只要注意三相之間互隔 T/3 就ImimL*U*ZL行了，如圖：三相逆變原理圖（2）續(xù)流電路（VD7-VD12）其作用為電動機繞阻的無功電流返回提供通路。當頻率下降時，為電動機的再生電能返

6、回直流電路提供通路。四變頻變壓調(diào)制辦法1、電動機的能量傳遞是靠磁通的，而當工頻運行時，磁通的實際變化是不大的，而當頻率下降時，會導(dǎo)致電機磁路飽和，這里就不將進行公式推到了。最終磁路飽和會導(dǎo)致勵磁電流的嚴重畸變，峰值也越大。所以，在進行變頻調(diào)速時有一個十分重要的要求，就是磁通。必須保持不變，而公式 E=4.44kfN 少可知，保持（j）=const,則需保持 E/f=const,但反電動勢 E 是繞組自身產(chǎn)生的，無法從外部控制，通常認為 E 大小與電源電壓是近似相等的，而可用 U/f=const 代替。2、變頻變壓（VVVF）脈寬調(diào)制。脈寬調(diào)制方法常有脈幅調(diào)制（PAM）,脈寬調(diào)制（PWM），正弦

7、脈寬調(diào)制（SPWM）。由于 SPWM 有顯著優(yōu)點，即通入電機電流十分逼近于正弦波，所以這里只對 SPWM 做以介紹。脈沖系列中各脈沖的上升與下降是由正弦波和三角波的交點來決定的，為便以說明，以單極性調(diào)制為例。如圖：A:正弦波的頻率隨給定頻率而變，三角波的頻率原則也跟著一起變化。B:正弦波的振幅比值 U/F 和給定頻率 F 同時變化，三角波振幅不變，所得到的脈寬調(diào)制波如上圖所示。只有在微機技術(shù)高度發(fā)達的條件下，才有可能在極短的時間內(nèi)實時地計算出正弦波與三角波的交點，單極性 SPWM并使逆變管按各交點所規(guī)定的時刻有序的導(dǎo)通截止。這里三角波決定了脈沖的頻率，稱為載波。正弦波決定了脈沖的占空比，稱為調(diào)

8、制波。五控制部分如果說功率部分為電機提供動力相當于人的力量，則控制部分相當于人的大腦，支配著力量。各廠家變頻器的控制部分設(shè)置大體相同，以西門子(SIEMENS)公司裝置為例，裝置在功能控制板上有下列控制部分端子。(1)用于 pc 或 op1 串型接口(RS485)。(2) 一個串型接口(用于網(wǎng)絡(luò)通信 USS 總線)。(3)用于一個電機溫度傳感器和連接一個 HTL 單極脈沖編碼器的控制端子排。(4)兩個具有開關(guān)量和模擬量輸入輸出的控制端子排，如圖：A:X101X102 為開關(guān)量和模擬量輸入輸出端子排，通過變頻器控制接線簡圖字設(shè)置成不同的功能，如速度給定，變頻器啟動條件，使能，斜波，變頻器運行，故

9、障和電調(diào)制誠裁波流電壓等故障顯示。B:X103 是為變頻器提供電機運行反饋信息端子排，其中包括轉(zhuǎn)速反饋部分和溫度反饋部分，轉(zhuǎn)速反饋目的是為變頻器閉環(huán)控制提供條件，以達到高精度轉(zhuǎn)速控制。溫度反饋目的是保護電機。C:PMU 控制板，變頻器的所有功能都將通過 PMU 板進行設(shè)置，其功能主要包括變頻器參數(shù)設(shè)定，電流電壓等數(shù)值顯示，故障顯示等。（5）變頻器整套裝置通過參數(shù)設(shè)置，實現(xiàn)裝置功能，滿足客戶工藝要求，每個參數(shù)通過其參數(shù)名和它的參數(shù)號表明其含義。例如：中間回路電壓 r006=541參數(shù)名：中間回路電壓參數(shù)號：r006參數(shù)值：541（6）變頻器運行簡單設(shè)置示例p060=3 簡單應(yīng)用的參數(shù)設(shè)置p071

10、=?輸入裝置進線電壓（v）p095=?輸入電機類型 10 為異步/同步（國際標準）p100=?輸入開/閉環(huán)控制 1v/f 開環(huán)控制p101=?輸入電機額定電壓（v）p102=?輸入電機額定電流（A）p104=?輸入電機額定功率（KW）p107=?輸入電機額定頻率（HZ）p108=?輸入電機額定轉(zhuǎn)速（n）p109=?輸入電機極對數(shù)（p）p382=?確定電機冷卻方式 0（自冷方式）p368=?選擇設(shè)定和命令源 1（端子排上模擬/數(shù)字量輸入）p370=1 啟動簡單應(yīng)用的參數(shù)設(shè)置p060 返回用戶菜單六變頻器的應(yīng)用實例異步電動機在額定頻率和額定電壓下直接啟動時，由于轉(zhuǎn)子繞足以同步轉(zhuǎn)速切割旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子

11、電動勢和電流都很大，故其啟動電流可達到額定電流的 4-7 倍。這將對電源形成沖擊，引起電網(wǎng)電壓的波動。此外，由于啟動過程過于快捷，常常對機械負載形成沖擊，縮短機械傳動部分的使用壽命。使用了變頻器后，由于其輸出頻率可以從很低頻率開始，頻率上升的快慢可以任意設(shè)定，從而可以有效的將啟動電流限制在一定的范圍內(nèi)，機械沖擊等問題也可完全解決，這種啟動特性是十分優(yōu)越的。以首鋼中厚板廠加熱爐鼓風機變頻器應(yīng)用為例說明變頻器的部分功能應(yīng)用和啟動過程：1 依據(jù)變頻器參數(shù)設(shè)置將電機銘牌數(shù)據(jù)輸入及完成基本參數(shù)設(shè)置。2 通過變頻其功能預(yù)置端子功能，其中包括啟動，停止，加速，減速等。3 升速時間：定義為變頻器的工作頻率從 0HZ 上升至最高電機允許頻率所需的時間。各種變頻器都為用戶提供了可在一定范圍內(nèi)任意設(shè)定升速時間的功能。所規(guī)定的設(shè)定范圍各不相同，最短者為 0-120S,最長的可達 0-160S。設(shè)定升速的基本原則為從減小電動機的啟動電流的角度來說，升速時間應(yīng)設(shè)定的長一些，但升速過程屬于過渡過程，并非工作所需，因此升速時間過長會浪費時間，影響工作效率。所以，設(shè)定升速時間的基本原則時，在電動機的啟動電流不超過允許值的前提下，盡可能的縮短升速時間。本例中，該變頻器設(shè)定為最佳升速功能，設(shè)定了此功能后，變頻器可以自動的在升速電流不超過允許值的情況下，得到最短