交流變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)課件

主要內(nèi)容 概述整流回饋單元逆變器與變頻器裝置啟動(dòng)與調(diào)試常見故障變頻裝置選型1580輔傳動(dòng)設(shè)計(jì)2023/5/271中冶京誠電氣所直流驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品交流驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品工程型通用型西門子公司驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品專業(yè)型SIMADYNDSIMADYND*SIMODRIVES風(fēng)機(jī),水泵,傳輸?shù)乳_環(huán)控制的簡單應(yīng)用冶金,紡織,造紙,化工等閉環(huán)控制的高精度應(yīng)用3~6KV等高壓應(yīng)用特殊的高精度工藝控制,高速通訊及驅(qū)動(dòng)控制應(yīng)用數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動(dòng)應(yīng)用各種工業(yè)的應(yīng)用及要求MM440(MMV、MDV)MM430(Eco)MM420(MM)MM410/MM411SIMOREGK6RA236RA28(<=600A)MasterDrives(6SE70/71)DC-Master(6RA70,6RM70)SIMOREGK(6RA24,6RM24)MVSIMOVERTS2023/5/272中冶京誠電氣所變流器 大量使用的是二極管/晶閘管橋整流器，它把工頻電源變換為直流電源。平波回路 抑制電壓波動(dòng)，采用電感和電容吸收脈動(dòng)電壓(電流)。可以省去電感。逆變器 逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率。制動(dòng)回路 電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)差率為負(fù)時(shí)，再生能量可用制動(dòng)回路(開關(guān)和電阻)消耗。概述-變頻系統(tǒng)的構(gòu)成2023/5/273中冶京誠電氣所概述2023/5/274中冶京誠電氣所現(xiàn)階段低壓變頻器的四大特點(diǎn)：逆變單元IGBT電壓源型脈寬調(diào)制矢量控制概述-變頻系統(tǒng)的構(gòu)成2023/5/275中冶京誠電氣所概述-變頻器系統(tǒng)的構(gòu)成2023/5/276中冶京誠電氣所U/f控制：逆變器采用IGBT元件組成,用PWM方式進(jìn)行控制。逆變器的脈沖發(fā)生器同時(shí)受控于頻率指令和電壓指令，而U與f之間的關(guān)系是由曲線發(fā)生器（模式形成）決定的。這樣以PWM控制之后，變頻器的輸出頻率、輸出電壓之間的關(guān)系就是曲線發(fā)生器所確定的關(guān)系。轉(zhuǎn)速的改變是靠改變頻率的設(shè)定值來實(shí)現(xiàn)的，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速要根據(jù)負(fù)載的大小，即轉(zhuǎn)差率的大小來決定。負(fù)載變化時(shí)，在不變條件下，電機(jī)轉(zhuǎn)速將隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化而變化，故它常用于速度精度要求不十分嚴(yán)格或負(fù)載變動(dòng)較小的場合。轉(zhuǎn)速開環(huán)控制，無需速度傳感器，控制電路簡單，負(fù)載可能是通用的標(biāo)準(zhǔn)異步電動(dòng)機(jī)，所以通用性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)性好，是目前通用變頻器產(chǎn)品中使用較多的一種控制方式。U=4.44f?k?ΦU/f=CN=60f*(1-s)/Pr概述2023/5/277中冶京誠電氣所矢量控制。U/f控制思想建立在異步電動(dòng)機(jī)的靜態(tài)數(shù)學(xué)模型上，動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)不高。對(duì)于軋鋼、造紙?jiān)O(shè)備等對(duì)動(dòng)態(tài)性能要求較高的場合，可以采用矢量控制。采用矢量控制方式的目的，主要是為了提高變頻調(diào)速的動(dòng)態(tài)性能。根據(jù)交流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型、利用坐標(biāo)變換手段，將交流電動(dòng)機(jī)的定子電流分解成磁場分量電流和轉(zhuǎn)矩分量電流，并分別加以控制，即模仿自然解耦的直流電動(dòng)機(jī)控制方式，對(duì)電動(dòng)機(jī)磁場和轉(zhuǎn)矩分別進(jìn)行控制，以獲得類似于直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。在矢量控制方式中，磁場電流和轉(zhuǎn)矩電流可以根據(jù)可測定的電動(dòng)機(jī)定子電壓、電流的實(shí)際值經(jīng)計(jì)算求得。磁場電流和轉(zhuǎn)矩電流再與相應(yīng)的設(shè)定值相比較并根據(jù)需要進(jìn)行必要的校正。(1)良好的速度追蹤性能；(2)速度控制可低至零速；(3)負(fù)載變化對(duì)調(diào)速精度影響??；概述2023/5/278中冶京誠電氣所整流回饋單元整流回饋單元由可控硅三相正反橋整流器組成正橋進(jìn)線端連接進(jìn)線電抗器，反橋進(jìn)線端連接自藕變壓器由三相交流電源取得電動(dòng)狀態(tài)能量，將直流母線發(fā)電能量送回電網(wǎng)。整流回饋單元根據(jù)實(shí)際負(fù)荷需要可以實(shí)現(xiàn)并聯(lián)或單獨(dú)工作。整流回饋單元的控制原理和硬件結(jié)構(gòu)類似直流調(diào)速裝置,閉環(huán)控制功能由微處理器系統(tǒng)和ASICS實(shí)現(xiàn)全部數(shù)字化。2023/5/279中冶京誠電氣所整流回饋單元整流回饋單元由電壓環(huán)和電流環(huán)構(gòu)成雙閉環(huán)系統(tǒng)；公共直流母線電壓給定值為1.35倍的交流進(jìn)線電壓，電壓環(huán)和電流環(huán)的參數(shù)由裝置帶有的自調(diào)諧功能進(jìn)行整定。整流回饋單元的功率部分由2個(gè)反并聯(lián)晶閘管橋組成，可在輸入端電網(wǎng)和逆變器中間回路之間整流和回饋。2023/5/2710中冶京誠電氣所整流回饋單元2023/5/2711中冶京誠電氣所整流回饋單元采用整流回饋單元+逆變器調(diào)速方案優(yōu)點(diǎn):1、當(dāng)多臺(tái)電機(jī)同時(shí)工作，有的處于電動(dòng)狀態(tài)，有的處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)狀態(tài)與制動(dòng)狀態(tài)可通過直流母線交換能量，減少整流單元容量。2、多臺(tái)逆變單元共用整流單元，可根據(jù)同時(shí)系數(shù)適當(dāng)減小整流單元容量，節(jié)省設(shè)備投資和安裝空間。3、當(dāng)多臺(tái)逆變單元同時(shí)需要快速制動(dòng)時(shí)，整流單元可快速向電網(wǎng)回饋能量，保證制動(dòng)效果。2023/5/2712中冶京誠電氣所整流回饋單元2023/5/2713中冶京誠電氣所整流回饋單元2023/5/2714中冶京誠電氣所逆變器與變頻器MASTERDRIVE變頻傳動(dòng)核心模塊是交直交PWM型調(diào)速控制裝置，其逆變功率器件采用IGBT；由于IGBT功率器件具有良好的高頻特性，調(diào)制的載波頻率可以設(shè)計(jì)得很高。高的載波頻率既改善了低頻特性，又降低了裝置運(yùn)行時(shí)的噪聲。2023/5/2715中冶京誠電氣所逆變器與變頻器2023/5/2716中冶京誠電氣所CUVCCBP2SLBEB1ADB+LBADTI逆變器與變頻器2023/5/2717中冶京誠電氣所2023/5/2718中冶京誠電氣所回復(fù)出廠設(shè)置電機(jī)參數(shù)設(shè)置裝置參數(shù)優(yōu)化輔助功能設(shè)置控制字與狀態(tài)字通訊參數(shù)設(shè)置自由功能塊裝置啟動(dòng)與調(diào)試2023/5/2719中冶京誠電氣所變頻器常見問題及處理辦法裝置啟動(dòng)與調(diào)試2023/5/2720中冶京誠電氣所負(fù)載類型：A、成組輥道傳動(dòng)：采用V/F線性控制配電方式：變頻裝置－輥道開關(guān)箱－輥道電機(jī)B、要求速度或位置精確控制：采用帶編碼器矢量控制(或DTC)C、負(fù)載是雙/多電機(jī)，機(jī)械耦合：采用帶編碼器矢量控制(或DTC)采用主/從控制方案變頻傳動(dòng)裝置選型2023/5/2721中冶京誠電氣所變頻輔傳動(dòng)方案選擇：A、變頻器＋制動(dòng)單元＋制動(dòng)電阻適用于區(qū)域傳動(dòng)數(shù)量少，回饋制動(dòng)要求低的場合B、公共直流母線＋逆變器適用于區(qū)域傳動(dòng)數(shù)量多，配電集中場合處于制動(dòng)和電動(dòng)狀態(tài)電機(jī)可以通過直流母線交互能量多臺(tái)逆變器共用整流單元，可以節(jié)省設(shè)備投資。公共直流母線構(gòu)成：整流單元＋制動(dòng)單元＋制動(dòng)電阻+直流母線整流回饋單元＋直流母線變頻傳動(dòng)裝置選型2023/5/2722中冶京誠電氣所整流變壓器容量選擇采用整流回饋單元作為整流器，功率因數(shù)約0.93~0.96,一般選取整流變二次電壓等于105％變頻電機(jī)額定電壓。整流變壓器負(fù)荷分配必須要考慮到工藝要求和設(shè)備布置情況等因素影響,應(yīng)該整個(gè)車間統(tǒng)一考慮變壓器的布置和選取。整流變壓器容量＝電機(jī)容量總和x同時(shí)系數(shù)/電機(jī)效率/電機(jī)功率因數(shù)/變頻器效率同時(shí)系數(shù)選取根據(jù)工藝要求，考慮各個(gè)負(fù)載運(yùn)行情況，找出負(fù)荷最大的連續(xù)運(yùn)行工況，決定同時(shí)系數(shù)大小。變頻傳動(dòng)裝置選型2023/5/2723中冶京誠電氣所整流回饋單元容量選擇整流單元按照區(qū)域設(shè)備分組的原則進(jìn)行分配，盡量將同一區(qū)域設(shè)備劃分到同一組公共直流母線，避免同時(shí)出現(xiàn)過負(fù)荷運(yùn)行的設(shè)備集中分配到同一母線。整流單元容量＝電機(jī)容量總和x同時(shí)系數(shù)x同時(shí)過載系數(shù)/電機(jī)效率/逆變器效率

變頻傳動(dòng)裝置選型2023/5/2724中冶京誠電氣所逆變器容量選擇工藝參數(shù)：生產(chǎn)所需最大轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，過載周期設(shè)備參數(shù)：電機(jī)額定/最大轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，過載能力同時(shí)系數(shù)：輥道類負(fù)載原