變頻器的工作原理和選型(培訓課件)

變頻器的工作原理和選型技術支持：張永勝目錄變頻器工作原理1變頻器的選型2施耐德變頻器選型案例3ABB變頻器選型案例4變頻器工作原理一、變頻器概念變頻器是利用電力半導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。簡單說變頻器是電源轉換裝置。

二、變頻器的組成單元變頻器主要由整流、濾波、逆變、制動單元、驅動單元、檢測單元和微處理單元等組成。三、變頻器電源轉換部分（主電路）1、整流2、濾波

經過整流器整流后輸出的電壓是脈動的，有雜波，濾波是為了消除雜波。3、逆變由六個全控功率開關器件和六個與他們反并聯(lián)的反向二級管組成，通過六個全控功率開關器件反復交替的通斷，實現(xiàn)三相的逆變。六個反向二極管則為處于發(fā)電狀態(tài)的電動機回饋電能提供了通路。四、變頻器控制電路

控制電路是給異步電動機供電(電壓、頻率可調)的主電路提供控制信號的回路，通過控制變頻器的半導體器件，進行變頻器與周邊電路的數(shù)據交換，并收集和處理故障信息，還要執(zhí)行對變頻器和電動機的保護功能。它有頻率、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機的“速度檢測電路”，將運算電路的控制信號進行放大的“驅動電路”，以及逆變器和電動機的“保護電路”組成。五、變頻器電源置換變頻器的選型變頻器選擇主要應該從變頻器的容量，防護等級，用途，負載類型等方面綜合考慮。一、變頻器的容量容量的選擇應符合“變頻器容量不小于負載容量”的原則。通常變頻器的容量用所適用的電動機功率（kW）、輸出容量（kVA）、額定輸出電流（A）表示。其中最重要的是額定電流，它是指變頻器連續(xù)運行時輸出的最大交流電流的有效值。所以電動機額定電流一般用來衡量變頻器的容量。1.1、按電動機額定電流選擇

式中，ICN是變頻器額定電流；IM是電動機額定電流；K1是電流裕量系數(shù)，根據應用情況，一般可取為1.05～1.15。對于K1，一般情況可取小值，在電動機持續(xù)負載率超過80%時則應該取大值，因為多數(shù)變頻器的額定電流都是以持續(xù)負載率不超過80%來確定的。

另外，起動停止頻繁的時候也應該考慮取大值，這是因為起動過程以及有制動電路的停止過程電流會短時超過額定電流，頻繁起動停止則相當于增加了負載率。

1.2、按電動機實際運行電流選擇

這個方式特別適用于技術改造工程，其計算公式為：式中，K2是裕量系數(shù)，考慮到測量誤差，K2可取1.1～1.2，在頻繁起動停止時應該取大值；Id是電動機實測運行電流，指的是穩(wěn)態(tài)運行電流，不包括起動、停止和負載突變時的動態(tài)電流，實測時應該針對不同工況作多次測量，取其中最大值。按照上式計算后，實際選擇時恒轉矩負載的變頻器標稱功率不應小于電動機額定功率的80%，二次方轉矩負載的變頻器標稱功率不應小于電動機額定功率的65%，如果應用時對起動時間有要求，則通常不應該降低變頻器功率

特殊情況下變頻器容量選擇過高的環(huán)境溫度過高的海拔過高的開關頻率過長的電機線輕載和重載二、變頻器的防護等級對于施耐德變頻器來說，如果沒有特殊要求，一般都選標準防護等級IP20。ABB變頻器防護等級一般為內置，在一些特殊應用中也可以選擇。防護等級說明IP為防護等級的字母標識IP后第一個數(shù)字表示接觸保護和外來物保護等級IP后面第二個數(shù)字表示防水保護等級三、變頻器的用途施耐德常用變頻器應用范圍ATV71應用范圍（0.35至500kw）高性能應用（恒轉矩）物料搬運起重木材加工機械加工機械

紡織機械包裝ATV61的應用(0.75至630kw)風機：帶有強制功能的安全性（故障禁止，選擇行進方向和參考速度）多泵：通過使用可編程多泵卡，Altivar61可在管理多個泵時具有靈活性、用戶友好性和適應性。泵類：對于裝置欠載保護、過載保護和流體缺失檢測保護所需的必要功能ATV312應用范圍(0.18至15kw)ATV312變頻器的各種功能適用于許多常規(guī)應用中，包括：物料處理（小型輸送機、起重機等）包裝機器（小型制袋機、貼標機等）通用機器（機床、紡織機械等）泵、壓縮機、風機ATV12應用范圍(0.18至4kw)包裝機械印刷機械小型物料搬運設備紡織機械醫(yī)療和健康領域小型風機、泵類應用其它（攪拌機、洗衣機等）ATV21應用范圍(0.75至75kw)此系列專用于建筑物暖通空調應用；可變轉矩泵和風機應用所必需的所有功能：PI調節(jié)器，預置PI；自動重起動，可在運行時恢復；頻率跳躍；皮帶破裂檢測；過載檢測與欠載檢測。ABB常用變頻器的應用領域ACS800應用領域：ABB工業(yè)傳動專為工業(yè)應用而設計，特別適合于工業(yè)過程控制領域，例如紙漿與造紙，金屬，采礦，水泥，電力，化工，石油與天然氣等。ABB工業(yè)傳動不僅可以作為完整的交流傳動，也可以作為模塊單元，從而滿足用戶、OEM和系統(tǒng)集成的需求。功率范圍1.1至2200KW。ACS510應用領域：ABB傳動應用于工業(yè)領域，ACS510特別適合風機水泵傳動，典型的應用包括恒壓供水，冷卻風機，地鐵和隧道通風機等等。功率范圍1.1至160KW。ACS310應用領域:ABB標準傳動家庭延伸出一種專門為泵、風機等可變力矩的應用而設計的傳動。這個特殊設計包括一套有利于風機和泵應用的功能。功率范圍0.37至22KW。ACS550應用領域：ABB標準傳動ACS550可以應用于大量行業(yè)中，其中典型的應用包括泵類，風機和恒轉矩的使用，傳送帶水處理、鍋爐風機、空壓機、輸送帶、紡織等領域等。ACH550在HVAC中的應用ABB標準傳動ACH550在HVAC工業(yè)中的應用，對我們交流變頻器的發(fā)展起到了關鍵性作用。該傳動的設計、編程著眼于HVAC的各類應用，其中包括供應和回流風機、冷卻塔風機、增壓泵和冷凝器等。產品主要應用。功率范圍0.75至355KWACS350應用領域：ABB通用機械傳動專為滿足廣泛的機械應用需求而設計。對于食品飲料、物料輸送、紡織、印刷、橡膠與塑料以及木工機械行業(yè)應用來說，該傳動為理想選擇。功率范圍0.37至7.5KW四、變頻器負載類型

恒轉矩負載：恒轉矩負載（傳送帶、攪拌、擠出機），轉矩不變，電流也不變，故容量選擇時不能降檔選型。對于這類恒轉矩負載在選擇變頻器時可以選擇通用型，如ATV71、ACS550恒功率負載：恒功率負載（車床切削、造紙、卷繞、軋機），功率不以轉速變化而變化，故容量選擇時不能降檔選型。這類負載通常對動態(tài)性能要求較高，應該采用矢量控制變頻器。平方轉矩負載：二次方負載（風機、水泵），轉速下降時電流隨之減小，可以以實際電流為依據適當降檔選型，但要注意一點限制啟動電流，若為U/F控制，啟動電壓不要設的太高，加速斜坡也要平緩一些。變頻器型號選擇時可以選擇專用變頻器，如ATV61、ACS510、ACS800施耐德變頻器選型案例例1:用變頻器控制煉鋼廠風機電動機名牌數(shù)據：額定電壓380V額定電流441A額定功率250KW變頻器的選型:ATV61容量選擇：I=KId=1.05*441=463A

施耐德易選通選型ABB變頻器選型案例例2、用變頻器控制恒壓供水系統(tǒng)中的水泵電動機名牌數(shù)據：額定電壓380V