變頻器入門課程

1、變頻器入門課程第1頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二1變頻器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等等。第2頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二2變頻器內(nèi)部結(jié)構(gòu)整流器大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。逆變器同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時間使

2、6個開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。第3頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二3制動單元及制動電阻在變頻器中的應(yīng)用當(dāng)電動機(jī)快速停車時或者是提升機(jī)帶負(fù)載下降時，電動機(jī)變?yōu)椤鞍l(fā)電”狀態(tài)，反饋回能量給變頻器，造成直流母線電壓升高甚至損壞IGBT，因此需要制動單元消耗這部分多余的能量以保護(hù)變頻器。有的變頻器是通過串接制動電阻以熱量的形式消耗掉這些能量，也有的變頻器是通過可控的整流橋?qū)⑦@些能量送回電網(wǎng)。第4頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二4變頻器節(jié)能 變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機(jī)、水泵的應(yīng)用上。為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機(jī)械在設(shè)計配用動力驅(qū)動時，都留有

3、一定的富余量。當(dāng)電機(jī)不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行時，除達(dá)到動力驅(qū)動要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費(fèi)。風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中。當(dāng)使用變頻調(diào)速時，如果流量要求減小，通過降低泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即可滿足要求第5頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二5變頻器節(jié)能 無功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低，大量的無功電能消耗在線路當(dāng)中，設(shè)備使用效率低下，浪費(fèi)嚴(yán)重，使用變頻調(diào)速裝置后，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，從而減少了

4、無功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。 電機(jī)硬啟動對電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，而且還會對電網(wǎng)容量要求過高，啟動時產(chǎn)生的大電流和震動時對擋板和閥門的損害極大，對設(shè)備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對供電容量的要求，延長了設(shè)備和閥門的使用壽命。節(jié)省了設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用第6頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二6變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域1、空調(diào)負(fù)載類其中主要技術(shù)是變頻調(diào)速節(jié)電。2、破碎機(jī)類負(fù)載冶金礦山、建材應(yīng)用不少破碎機(jī)、球磨機(jī)，該類負(fù)載采用變頻后效果顯著。3、大型窯爐煅燒爐類負(fù)載4、壓縮機(jī)類負(fù)載 5、

5、軋機(jī)類負(fù)載如多機(jī)架鋁軋機(jī)組采用通用變頻器，滿足低頻帶載啟動，機(jī)架間同步運(yùn)行，恒張力控制，操作簡單可靠。6、卷揚(yáng)機(jī)類負(fù)載卷揚(yáng)機(jī)類負(fù)載采用變頻調(diào)速，穩(wěn)定、可靠。鐵廠的高爐卷揚(yáng)設(shè)備是主要的煉鐵原料輸送設(shè)備。它要求啟、制動平穩(wěn)，加減速均勻，可靠性高。第7頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二7變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域7、轉(zhuǎn)爐類負(fù)載8、輥道類負(fù)載9、泵類負(fù)載10、吊車、翻斗車類負(fù)載吊車、翻斗車等負(fù)載轉(zhuǎn)矩大且要求平穩(wěn)，正反頻繁且要求可靠。11、拉絲機(jī)類負(fù)載12、運(yùn)送車類負(fù)載13、電梯高架游覽車類負(fù)載14、給料機(jī)類負(fù)載15、堆取料機(jī)類負(fù)載16、風(fēng)機(jī)類負(fù)載17、攪拌機(jī)類負(fù)載18、造紙機(jī)類負(fù)載第8頁，

6、共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二8變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域19、磨床等機(jī)械類負(fù)載20、卷煙機(jī)類負(fù)載21、印染機(jī)類負(fù)載22、污水處理等環(huán)保類負(fù)載23、海上采油平臺類負(fù)載 因篇幅有限，以上這些例子也只是部分列舉，不是全部，所以我們可以看出變頻器因為其優(yōu)良的性能在工業(yè)各個領(lǐng)域都有著很好的應(yīng)用。AB公司作為工控行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，其PowerFlex系列變頻器在進(jìn)入市場以來，憑借其先進(jìn)的設(shè)計以及依托于羅克韋爾的強(qiáng)大軟件支持，深得用戶喜愛。主要有PF4/40/40P/400P/4M/523/525以及PF70/700/700H/700S/700L/7000/753/755等，下面我們著重介紹一下P

7、F525變頻器。第9頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二9Allen-Bradley PowerFlex 525 變頻器具備卓越性能、能夠靈活控制的新一代第10頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二PowerFlex 525 變頻器Allen-Bradley的下一代PowerFlex緊湊型變頻器系列的第一個應(yīng)用起來非常靈活各項功能在市場上居于領(lǐng)先地位PowerFlex 525 能幫您 節(jié)省開支，最大化系統(tǒng)性能，減少設(shè)計乃至交機(jī)的時間第11頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二11PowerFlex 525 變頻器家族功率范圍、方便控制、靈

8、活性和各種特色功能廣泛適用于多種應(yīng)用對單獨(dú)運(yùn)行的機(jī)器和簡單系統(tǒng)的集成來說非常理想功率范圍:100-120V: 0.4 到 1.1 kW / 0.5 to 1.5 Hp200-240V: 0.4 到15 kW / 0.5 to 20 Hp380-480V: 0.4 到 22 kW / 0.5 to 30 Hp525-600V: 0.4 到 22 kW / 0.5 to 30 Hp獨(dú)特的模塊化設(shè)計 無縫集成于Logix控制架構(gòu)具有EtherNet/IP和安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)置端口配置工具容易使用靈活的馬達(dá)控制和安裝選件第12頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二12PowerFl

9、ex 525 變頻器創(chuàng)新性的設(shè)計控制模塊可拆卸，安裝更快速一種控制模塊適用各種功率范圍安裝選件卡時，無需額外空間易于編程Studio 5000: AOPs & ADCConnected Components Workbench (CCW)軟件典型應(yīng)用的預(yù)選參數(shù)組MainsFree 編程(無功率模塊)通訊功能內(nèi)置EtherNet/IP端口可選的雙口EtherNet/IP卡有支持DeviceNet 或 Profibus DP 的選件卡第13頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二13PowerFlex 525 變頻器安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)的SIL2/PLd級別的安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷功能能在更

10、高環(huán)境溫度下工作標(biāo)準(zhǔn)工作溫度可達(dá)50C 降容條件下可達(dá)60C可選的風(fēng)機(jī)卡支持在高達(dá)70C的環(huán)境下降容運(yùn)行功率范圍更寬且 適應(yīng)全球各種電壓0.2 到 22kW (30HP), 400V110V, 200V, 400V, 600V第14頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二14創(chuàng)新性的設(shè)計獨(dú)特的模塊化設(shè)計節(jié)省了用戶安裝和配置的時間標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品內(nèi)置以太網(wǎng)口和安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷功能業(yè)界領(lǐng)先的緊湊型外觀添加選件卡無需另外空間變頻器上部和下部需要的安裝間距相當(dāng)小環(huán)境溫度可達(dá)70C 安裝方式靈活：豎直、水平和堆疊均可第15頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二15快速安裝 & 配置

11、配置變頻器和對功率模塊進(jìn)行安裝接線可以同時進(jìn)行一種控制模塊適用所有功率段，減少了客戶的備件庫存用標(biāo)準(zhǔn)USB線進(jìn)行參數(shù)的上傳、下載和固件更新MainsFree配置方式允許對控制模塊通過USB線供電第16頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二16參數(shù)表第17頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二17快速安裝 & 配置上傳/下載配置文件時采用USB連接僅作為數(shù)據(jù)傳輸口:上傳配置下載配置更新固件不能采用USB連接來進(jìn)行編程配置用Connected Components Workbench 來生成配置文件載配置時的計算機(jī)可以不安裝CCW這種USB連接類似于把一個智能設(shè)

12、備與計算機(jī)實(shí)現(xiàn)同步第18頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二18靈活的電機(jī)控制方式PF525是許多應(yīng)用的理想選擇比任何其它同類變頻器的控制選件都要多V/Hz 壓頻比無傳感器矢量控制(SVC)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式(Economizer)閉環(huán)速度矢量控制永磁電機(jī)控制 (預(yù)計在2013年12月發(fā)布相應(yīng)固件)采用閉環(huán)反饋的定位功能可實(shí)現(xiàn)簡單的定位控制第19頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二19通訊功能上位可以利用PF525的網(wǎng)口來配置、控制和監(jiān)視本機(jī)以標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)置EtherNet/IP端口無縫集成于 Logix架構(gòu)可選的雙端口EtherNet/IP網(wǎng)卡使得連接方式更多，并

13、支持設(shè)備級環(huán)網(wǎng) (DLR)可添加網(wǎng)卡，支持以下網(wǎng)絡(luò)DeviceNetProfibus DP (單口)第20頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二20EtherNet/IP 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚€型星型環(huán)型僅有Rockwell Automation 支持設(shè)備級的環(huán)網(wǎng) (DLR)第21頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二21自動設(shè)備配置 (ADC)ADC 功能允許用戶通過配置Logix系統(tǒng)，使得變頻器的配置能夠自動被下載更換變頻器時，表現(xiàn)最優(yōu)異ADC 在Logix V20及以上版本中支持得力于以下產(chǎn)品和功能的支持:Stratix 6000 & 8000 和5700交換機(jī)自

14、動設(shè)置 IP地址固件版本管理刷新變頻器及附件的固件下載按鍵RSLogix 5000中的目標(biāo)變頻器的屬性說明(AOP)第22頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二自動設(shè)備配置 (ADC)舉例EtherNet/IP2:00 AMStratix 6000 /8000 / 5700 IP AddressFlashConfiguration減少停機(jī)時間，從而幫助客戶節(jié)省時間和成本第23頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二自動設(shè)備配置（ADC）減少停機(jī)時間拓?fù)銩DC自動設(shè)定 EtherNet/IP 地址手動設(shè)定EtherNet/IP 地址競爭對手控制網(wǎng)絡(luò)否否必需Str

15、atix 2000是否必需Stratix 5700, 6000, 8000是是非必需DLR是否必需僅有Rockwell Automation的變頻器支持此功能第24頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二24內(nèi)置EtherNet/IP接口 & 雙口以太網(wǎng)卡雙網(wǎng)口EtherNet/IP網(wǎng)卡能提供額外的網(wǎng)絡(luò)連接，簡化安裝，減少與交換機(jī)相關(guān)的成本雙網(wǎng)口支持設(shè)備級環(huán)網(wǎng)(DLR)設(shè)備級環(huán)網(wǎng)(DLR)上的建議最大節(jié)點(diǎn)數(shù)為50安裝雙網(wǎng)口后, 內(nèi)置的單網(wǎng)口仍可用來進(jìn)行編程變頻器工作方式與E-Tap不同第25頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二25安全性標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)置“安全轉(zhuǎn)矩關(guān)斷

16、”功能可幫助保護(hù)您的工作人員和資產(chǎn)安全功能內(nèi)置使得接線少，安裝空間小初次啟動更快速，減少電機(jī)資產(chǎn)上的損耗安全等級可達(dá) SIL2/PLd Cat 3第26頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二26PowerFlex 525 輸入& 輸出7 路數(shù)字輸入(其中6個可編程)2 路數(shù)字輸出2 路模擬量輸入1路模擬量輸出2路繼電器輸出(1常開 , 1常閉 )第27頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二27PowerFlex 525 輸入& 輸出第28頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二28PowerFlex 525 輸入& 輸出第29頁，共33頁，2

17、022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二29多變頻器級聯(lián)的配置模式至多5臺PF525共用EtherNet/IP或DeviceNet 網(wǎng)絡(luò)上的一個節(jié)點(diǎn)要求一臺PF525作為RS-485/DSI的主站連接到EtherNet/IP或DeviceNet至多四臺變頻器可以作為從站連接到RS-485/DSI網(wǎng)絡(luò)EtherNet/IP 或 DeviceNetDSI至多5臺變頻器共享一個Ethernet/IP地址第30頁，共33頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)5分，星期二世界范圍內(nèi)的產(chǎn)品認(rèn)證UL 508CcUL508CREACHCE低壓: EN61800-5-1機(jī)器安全: EN60204:2006EMC: IEC 61800-3:2004 + Am1:2011C-TickEN61800-3 (1996 with A.11, 2000)TUVSIL2: EN 62061:2005 /IEC 61508 / EN 61800-5-2:2007Cat 3 / PLd: