汇川变频产品介绍——王进亚PPT资料.pptx

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这又是变频器发展史上标志性的突破。

进入本世纪，变频器进入了大容量、多电压等级、精准传动、高功率密度设计、高易用性、多点同步传动等多维度大发展的时代。

变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,80年代中后期，变频进入中国主要是以跟随整套设备进口方式；

集中在大型国企的大型生产线的引进项目上。

90年代初，变频器作为独立的产品开始被引进中国。

三肯第一、FUJI第二，以项目市场为主。

但大型成套设备的引进开始爆炸式增长。

95年，一部分进口成套设备开始国产化，OEM需求开始启动，日系三菱、安川，欧系SIEMENSABB进入中国96年，台湾品牌进入大陆，变频器国产化开始98年，华为进入变频器领域，是变频器国产化进程中标志性事件00年后，国产品牌如雨后春笋，华为开始矢量变频器的研发03年，汇川成立，历史已经证明、未来将继续证明，这是国产变频器改变行业格局的标志性事情,NeverStopImproving,变频器在国内的发展史,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,20年多年，中国工业用变频器市场总需求达150亿；

70%以上市场为海外品牌占有；

第一、第二集团格局分明，欧系两大品牌全面领先；

汇川在第二集团略微领先，但成长最快。

2013年中国变频器市场份额格局,NeverStopImproving,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,NeverStopImproving,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,变频器简介,NeverStopImproving,什么是变频器变频器是控制电机转速的机器，它将50HZ交流电源整成直流，再通过逆变将直流转化为电压频率可调的交流电源，通过改为电网的频率来改为电机的转速（改变旋转磁场的频率）异步电机转速公式如式

（1）所示：

n=60*f/p*（1-s）n：

电机转速（r/min）f：

电源频率（HZ）p：

电机磁极对数（改电机参数、非无级）s：

转差率（调压、转子串电阻.）,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,变频器的控制对象交流电动机,NeverStopImproving,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,为什么要使用变频器（为什么调速）,NeverStopImproving,负载工艺过程需要：

电梯、机床、电动汽车节能：

风机、水泵、注塑机（IS300）调速可以提高系统的性能：

多点同步控制启动可以减小电网、机械等的应力：

软启动器、起重控制转矩的场合：

卷驱控制,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,变频器使用后带来的优缺点,NeverStopImproving,优点a、调速方便（相对与调压调速、转子电子调速等）。

b、节能（与具体负载、使用情况有关）。

c、启动电流小、对电网冲击小（与直接启动比）。

d、功能多样，有利于自动化生产、提高生产效率及自动化水平。

缺点a、对其他设备干扰大。

b、输出电压是PWM波形，对电机温升及绝缘有不利影响。

c、是一个故障源，容易损坏（相对而言）。

d、调试、维护等需要一定的技术水平。

变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,变频器的分类,1、电流型电流型变频器由整流、直流（电压不稳定）、逆变器和控制逻辑组成电流型变频器储能元件为电抗器，动态响应快，可直接实现回馈制动，变频调速系统可以频繁、快速的实现四象限运行,NeverStopImproving,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,变频器的分类,2、电压型电压源型变频器由整流、直流母线（电压基本稳定）、逆变器和驱动保护电路四部分组成。

电压型变频器储能元件为电容器，被控量为电压，动态响应较慢，制动时需在电源侧设置反并联逆变器才能实现能量回馈（二象限、四象限）,NeverStopImproving,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,StopImproving,变频器的外围设备,Never,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,二象限、四象限变频器概念,|,NeverStopImproving,|,|,|V,M,N,正向电动,正向发电,反向电动,反向发电,电机四个运行状态二象限变频器：

二极管整流桥，不能实现能量的双向流动，无法将电机回馈系统的能量送回电网，只能通过制动电阻把能量消耗，另二极管整流桥对电网产生较大谐波污染,但成本低，实现简单；

四象限变频器：

IGBT做整流桥，能实现能量的双向流动，可将电机回馈系统的能量送回电网，对电网谐波污染小，适用于能量回馈转大、且对电网质量控制要求高场合，但成本高，实现起来有技术难度；

NeverStopImproving,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,二象限变频器原理拓扑二极管整流上电缓冲直流电抗器电容滤波逆变输出,霍尔电流检测散热风扇单板:

控制板、驱动板.,二象限变频器原理,Transformerandcablingsimple,CurrentverydistortedIthd30%,6pulserectifierAC/DCDC/AC,最常见整流简单、实用成本低谐波含量大无能量回馈,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,二象限变频器原理,上电缓冲与滤波上电缓冲控制变频器上电时电网对变频器电容的电流冲击，二象限是加在直流线上，四象限加在电网输入侧（结构原因）滤波直流电抗器滤电流、电容滤电压,NeverStopImproving,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,二象限变频器原理,电抗器不加电抗器、加交流电抗器、加直流电抗器输入电流谐波含量对比,NeverStopImproving,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,二象限变频器原理,制动控制母线电压不超过上限、二象限系统中电机发机时能量回馈到母线上，使母线电压升高，通过制动单元制动电阻控制母线电压，使变频器不报过压；

由制动单元加制动电阻组成,NeverStopImproving,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,topImproving,二象限变频器原理,逆变-单相将直流电压转变为交流电压，频率和电压可根据需要调整,NeverS,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,二象限变频器原理,逆变-三相,opImproving,用IGBT代替S1S61、什么是IGBT（绝缘栅双极型晶体管）2、为什么要用IGBT？

NeverSt,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,二象限变频器特点,NeverStopImproving,组成：

二极管整流桥+上电缓冲+滤波+IGBT逆变+制动；

不能实现能量的双向流动，无法将电机回馈系统的能量送回电网；

电机发电运行时可通过制动单元把能量消耗在制动电阻上；

母线电压不可控（母线电压=输入电压*1.35）二极管整流桥对电网产生较大谐波污染；

另但成本低，可靠性高，实现简单；

变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,四象限变频器原理,四象限变频器原理拓扑,组成：

LCL滤波+上电缓冲+IGBT整流+电容滤波+IGBT逆变,NeverStopImproving,L2：

升级电感器，感量比较大（15%），可控整流时做升压电感用；

能量回馈时与C组成LC正弦波滤波器，滤除电压、电流谐波；

L1：

网侧电抗器，感量较小（2%），与C组成LC滤波器，滤除电网高频谐波,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,四象限变频器原理,可控整流-IGBT整流,IGBT整流，减少谐波;

可能量回馈、可调整母线电压;

成本高、实现需要技术支撑;

上电缓冲,加在交流侧;

PWMrectifier,AC/DCDC/AC,Transformerandcablingsimple,CurrentwaveformbestIthd5%,NeverStopImproving,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,四象限变频器原理,能量回馈原理,四象限变频器原理拓扑把电网想像成电机，就不难理解能量为什么可以回馈了；

当电机在电动时，能量从电网传到电机侧，当电机发电时，能量从电机侧回馈到电网侧，即是整流又是逆变；

电网,NeverStopImproving,电机,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,四象限变频器特点,NeverStopImproving,四象限变频器特点组成：

LCL滤波+上电缓冲+IGBT整流+滤波+IGBT逆变能量双向流动，电机发电能量可以回馈电网母线电压可控,很好的解决压频比问题电网电流谐波小（5%），减小电网谐波干扰；

能量可回馈，回馈效率大于97%；

具有无功电流补尝功能；

可靠性没有二极管整流高；

成本较高；

实现需要技术支撑；

变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,变频器主拓扑图原理,PWM原理示意图,PWM的输出电压频谱：

调制波+载波,NeverStopImproving,everStopImproving,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,变频器主拓扑图原理,变频器主电路的关键信号,N,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,变频器控制回路原理,控制回路原理框图,NeverStopImproving,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,变频器控制回路原理,用户I/O目的，便于用户控制变频器DI数字量输入DO数字量输出AI模拟量输入AO模拟量输出RELAY继电器输出PG电机转速检测PTC电机温度检测DP通讯485通讯CAN通讯,NeverStopImproving,Ne,verStopImproving,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,变频器内部硬件构造,M,运算电路,检测电路,主回路保护电路驱动电路,I/O电路,控制回路,开关电源,控制板,键盘显示,输入输出,端子,风扇,盖板,用户I/O,DSP板,滤波电容,缓冲电阻,接触器,防雷压敏,IGBT/整流桥,电流检测,NeverStopImproving,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,变频器构造分布,运算电路、控制部分及I/O电路,保护电路,5V、10V、24V,主控板,操作键盘,接口板,电源板,模块（整流、逆变）,散热器、风扇,缓冲电阻,短路开关,滤波电容,6路PWM驱动信号,制动单元的驱动信号,设置参数的存储,参数显示信号,散热,检测温度,底,上,变频器|PLC|HMI|伺服驱动器|电机|大传动|新能源,Never,StopImpro