變頻器基本原理及其應(yīng)用講義

1、變頻器基本原理及其應(yīng)用上海普昱礦山設(shè)備有限公司變頻器基本術(shù)語(yǔ)n什么是變頻器？ 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交直交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過(guò)整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個(gè)部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無(wú)功功率。（n=60f/p)q=級(jí)對(duì)數(shù) f=頻率 n什么是IGBT？ 其實(shí)IGBT的英文

2、全稱為：Insulated Gate Bipolar Transistor 即絕緣柵雙極晶體管，簡(jiǎn)稱IGBT。IGBT是變頻器逆變部分的目前最常用功率器件。IGBT作為變頻器的逆變器部分，作用是把直流電變?yōu)轭l率可調(diào)整的三相交流電，從而可以調(diào)節(jié)電機(jī)輸入電壓的頻率，即可改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。變頻器與外圍設(shè)備的連接電源斷路器或漏電開(kāi)關(guān)電磁接觸器輸入側(cè)干擾濾波器變頻器輸出用交流電抗器n電磁接觸器n為了能在系統(tǒng)故障時(shí)，有效的切換變頻器的輸入電源，可以在輸入側(cè)安裝電磁接觸器n輸入交流電抗器n為了防止電網(wǎng)尖峰脈沖輸入時(shí)，大電流流入輸入回路而損壞整流元器件，同時(shí)也可改善輸入側(cè)的功率因數(shù)n輸出電抗器n當(dāng)變頻器與電機(jī)之

3、間電纜超過(guò)一定長(zhǎng)度時(shí)，由于電纜對(duì)地的寄生電容效應(yīng)導(dǎo)致漏電流過(guò)大，變頻器容易發(fā)生過(guò)流保護(hù)，同時(shí)為了避免電機(jī)絕緣損壞變頻器的安裝調(diào)試步驟（注意點(diǎn)）n電機(jī)轉(zhuǎn)向調(diào)試n將“近控/遠(yuǎn)控”轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到“近控”位置，運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到“變頻”位置，按下“啟動(dòng)”按鈕，觀察電機(jī)的轉(zhuǎn)向，記錄是正還是反；n將“近控/遠(yuǎn)控”轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到“近控”位置，運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到“工頻”位置，按下“啟動(dòng)”按鈕，觀察電機(jī)的轉(zhuǎn)向，記錄是正還是反；n若變頻與工頻時(shí)電機(jī)的方向一致，都為正方向，則無(wú)須調(diào)整電源線或負(fù)荷線的相位，若變頻與工頻時(shí)電機(jī)的方向一致，都為反方向，則須將負(fù)荷線的相位改變一下，若變頻時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)向?yàn)檎?，工頻時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)向

4、為反向，則須將電源線的相位改變一下；若變頻時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)向?yàn)榉聪?，工頻時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)向?yàn)檎?，則須將電源線和負(fù)荷線的相位都改變。n注：在變頻運(yùn)行時(shí)改變變頻器電源線的相位是不會(huì)改變負(fù)荷線的注：在變頻運(yùn)行時(shí)改變變頻器電源線的相位是不會(huì)改變負(fù)荷線的相位的（即不會(huì)改變電機(jī)轉(zhuǎn)向）相位的（即不會(huì)改變電機(jī)轉(zhuǎn)向）n變頻器的優(yōu)點(diǎn)n變頻器的基本原理及組成部分n變頻器的應(yīng)用（帶式輸送機(jī)）變頻器的優(yōu)點(diǎn)n減小電機(jī)的啟動(dòng)電流，不會(huì)產(chǎn)生很大的壓降，從而不會(huì)影響周邊設(shè)備的正常運(yùn)行；n在很多場(chǎng)合可以達(dá)到調(diào)速、節(jié)能的作用。n減小對(duì)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的沖擊，減小對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的沖擊；n用工頻電源直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流為67倍，因此，將產(chǎn)生機(jī)械及電氣

5、上的沖擊。采用變頻器傳動(dòng)可以平滑起動(dòng)負(fù)載。 n起動(dòng)(起動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng))。起動(dòng)電流為額定電流的1.21.5倍，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為70%120%額定轉(zhuǎn)矩；對(duì)于帶有轉(zhuǎn)矩自動(dòng)增強(qiáng)功能的變頻器，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為100%以上，可以帶全負(fù)載起動(dòng)與其他電機(jī)軟啟動(dòng)設(shè)備的比較n 相對(duì)電軟啟動(dòng)來(lái)說(shuō)： 1、啟動(dòng)電流?。ㄜ泦?dòng)的啟動(dòng)電流一般為電機(jī)額定電流的4倍左右）； 2、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，不會(huì)出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象（軟啟動(dòng)為交流調(diào)壓調(diào)速，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，若啟動(dòng)是負(fù)載較大，就會(huì)出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象）n 相對(duì)液力偶合器來(lái)說(shuō)： 1、減小了設(shè)備的維護(hù)量； 2、液力偶合器控制時(shí)還是需要直接啟動(dòng)電機(jī)，大功率電機(jī)啟動(dòng)沖擊較大，而變頻器啟動(dòng)電機(jī)時(shí)很平穩(wěn)。這點(diǎn)對(duì)BOSS和CST是

6、同樣的n 相對(duì)BOSS和CST：成本要降低很多。變頻器型號(hào)及主要技術(shù)參數(shù)n老型號(hào)：ZJT3-250/1140(660)交流變頻調(diào)速控制裝置n新型號(hào)：QJR1-250/1140BP、 QJR1-250/660BP礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻軟起動(dòng)器1、額定輸入電壓：1140（660）VAC2、額定輸入頻率：50Hz3、輸出頻率范圍：060Hz 4、外形結(jié)構(gòu)a:小箱體:110KW以下主要是用在風(fēng)機(jī)變頻上b:單開(kāi)門結(jié)構(gòu):110kw以上到280kwc:雙開(kāi)門結(jié)構(gòu):280kw以上5、冷卻方式a:水冷b:熱管QJR1-250/1140BP礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻軟起動(dòng)器原理ZBZCTKM2LA1L21L22L

7、23124365I K9101380395 96989757 58-+891890KA7（6）（2）892A1A2JX3/7JX3/6911912Z1Z28032/C55/A413KM4RCWVUL61 L62 L63KM3L63L62L61JX6/6914913JX6/5KM1LT2QSLT1BPQAC1140V2/A12/A1L23L21U2V2W2L1L2L3L21L22L23L33L32L31L41L42L43L51L52L53U1V1W1RST8902/B5MWVUUVWP+N-N-P+LA2L H變頻裝置組成部分主回路n變頻回路（后面詳解）n工頻回路 1、隔離開(kāi)關(guān) 2、真空接觸器

8、3、工頻保護(hù)（保護(hù)器及互感器）變頻裝置組成部分控制回路 1、控制變壓器 原邊可供兩種輸入電源，三組副邊（a、風(fēng)機(jī)水泵電源；b、接觸器線圈電源；c、PLC、保護(hù)器、開(kāi)關(guān)電源、本安電源） 2、開(kāi)關(guān)電源（繼電器、指示燈）、本安電源（PLC輸入點(diǎn)） 3、顯示部分（電源、啟動(dòng)、運(yùn)行、故障、工頻、保護(hù)）變頻器的基本原理L2L3L23L22L21D3D2D1Q6Q5C22C20Q3Q4Q2Q1C1C2C3C4C5 C10C9C8C7C6R2R3R4R5R6R1C18LT2MQS2/C5HALL1HALL2HALL3RSTP+N-KM1C11C12C17C19C21R17 R18R19R16R15R14R13

9、R12R11LT1LT3L1變頻回路的組成n電源部分n主回路部分n控制部分n檢測(cè)保護(hù)部分n顯示部分變頻回路的組成n電源部分 1、控制變壓器（開(kāi)關(guān)電源、電源板） 2、開(kāi)關(guān)電源（24V：直流接觸器、15V：驅(qū)動(dòng)板）變頻回路的組成n主回路部分 1、整流（二極管） 2、限流電阻（接觸器） 3、濾波（電容） 4、逆變（IGBT）變頻回路的組成n控制部分 1、主控板 2、電源板 3、驅(qū)動(dòng)板變頻回路的組成n檢測(cè)保護(hù)部分1、電流檢測(cè)（HALL）2、缺相檢測(cè)3、母線電壓檢測(cè)（過(guò)壓、欠壓）4、溫度檢測(cè)變頻回路的組成n顯示部分變頻裝置的功能n兩種控制模式：“近控”和“遠(yuǎn)控”n三種運(yùn)行模式：“變頻”、“變頻切工頻”、

10、“工頻”n“正轉(zhuǎn)”和“反轉(zhuǎn)”功能n在變頻切工頻模式下，切換時(shí)間可選擇故障排查n變頻器故障類型一般分兩種。變頻器故障類型一般分兩種。1、變頻器產(chǎn)生的故障。（顯示屏?xí)@示相應(yīng)的故障編碼、變頻器產(chǎn)生的故障。（顯示屏?xí)@示相應(yīng)的故障編碼）過(guò)流過(guò)流： 1.查看負(fù)載電機(jī)是否異常 2.霍爾互感器是否松動(dòng) 3.逆變模塊是否損壞 4. 更換電源板和主控板。過(guò)壓過(guò)壓： 1.檢查電源側(cè)電壓是否正常。 2.cc-niik檢測(cè)板是否正常。 3.多臺(tái)驅(qū)動(dòng)功率不平衡，調(diào)整頻率或并母線。逆變單元故障：逆變單元故障： 1.通訊光纖是否完好。2.模塊驅(qū)動(dòng)板是否正常。 3. 逆變模塊損壞。 2、外圍控制產(chǎn)生的故障（顯示屏沒(méi)故障但不能運(yùn)行）、外圍控制產(chǎn)生的故障（顯示屏沒(méi)故障但不能運(yùn)行） 1.檢查電源是否正常。 2.測(cè)量啟動(dòng)回路。 3