施耐德变频器培训.ppt

1、1施耐德电气施耐德电气 VSD产品培训教材产品培训教材G3 分销商自动化产品培训Division-Name-Date-Language2培训内容培训内容n变频器基本原理n施耐德变频器概述n总结和答疑Division-Name-Date-Language3培训内容培训内容n变频器基本原理变频器基本原理n施耐德变频器概述n总结和答疑Division-Name-Date-Language4变频器基本原理变频器基本原理n旋转电机的分类：o直流电机o交流电机交流异步电机，又称感应电动机交流同步电机，有同步电动机和同步发电机之分n目前工厂中小型电机绝大多数是异步电动机o直流电机用于大功率驱动，但有被取代的

2、趋势o异步电机制造成本低，维护方便，控制简单Division-Name-Date-Language5变频器基本原理变频器基本原理n电机转速的公式：n式中：n1 为电机的同步速n例如：对于工频50Hz电源供电的异步电机，2极，4极，6极电机的同步转速分别为3000rpm,1500rpm,1000rpm。n实际异步电机的额定转速通常为29*rpm，14*rpm，9*rpm，7*rpm，与同步速之间的差别即为滑差。n同步电机没有滑差，也就是转子（永磁磁体）转速与定子磁场保持相同。Division-Name-Date-Language6变频器基本原理变频器基本原理n从以上公式看，调节转速的最佳方法是调

3、节供电电源的频率。n调节供电电源频率的装置就称为变频器。n用变频器调速的优势是控制简单，稳定性好，效率高。n变频器的英文标识为VSD,VFD,Converter,Inverter,Speed Drive等等n实际也称为VVVF：即Variable Voltage Variable Frequency,原因是在改变电源频率的同时，必须保证供电电压同时改变。Division-Name-Date-Language7变频器基本原理变频器基本原理n标准低压变频器的结构是交直交电压型的。n进线端子nEMC滤波器n整流桥n储能电容n预充电回路n制动晶体管n制动电阻及其保护n逆变桥n电流互感器n出线端子Div

4、ision-Name-Date-Language8变频器的主回路变频器的主回路进线进线n变频器的进线电源可以是三相380-500V，或三相200240V，也可以是单相200240V；也可以是690V。n电源电压在690V以下称为低压变频器，1000V以上称为中压或高压变频器。n进线电源的相序不影响电机的转向。Division-Name-Date-Language9变频器的整流回路变频器的整流回路整流桥整流桥n大多数变频器采取三相全波整流，整流器件为功率二极管。n三相全波整流获得的直流输出电压为进线电压有效值的1.35倍，例如电网电压为400V，则这时直流母线电压为540V左右。但随着负载的波动

5、，直流母线电压也会波动。Division-Name-Date-Language10预充电电阻和预充电接触器n上电瞬间，整流桥输出端将产生峰值1.414U的电压，对储能电容快速充电。n为了保护储能电容，需要在直流母线中串联一个电阻。在变频器上电时，整流桥通过该电阻向整流桥充电，充电结束后，用接触器将该电阻旁路掉。n该电阻称为预充电电阻，该接触器称为预充电接触器或预充电继电器。Division-Name-Date-Language11变频器的储能电容变频器的储能电容n变频器运行过程中需要相对稳定的直流母线电压，用储能电容保证。n该电容的形式为电解电容，对于中大功率变频器，需要将多个电容并联。n当变

6、频器处于过载的过程中，瞬间会把直流母线电压拉低；处于发电（制动）过程中，瞬间会升高直流母线电压，若太高变频器则停止输出。n有些应用中，为了提高变频器的动态能力，或者在断电瞬间保持变频器斜坡停车，需要外加蓄电池或电容，需要考虑回路其它部件的承受能力。Division-Name-Date-Language12直流电抗器直流电抗器n直流电抗器是串联在直流中间回路的一个或两个扼流圈,因其通过的电流为直流电流,故亦成为直流扼流圈.n直流电抗器的作用是抑制变频器的进线电流谐波,从而减少对电网的污染.n通常采用适当大小的直流电抗器,即可使变频器的谐波污染减少到符合标准,这是一种低成本的方案.Division

7、-Name-Date-Language13制动单元和制动电阻制动单元和制动电阻n制动单元是一个或一组晶体管,与制动电阻串联之后,接在直流母线上.n当直流母线电压超过某规定电压时,制动晶体管导通,直流母线电容和电机向制动电阻释放能量.使直流母线电压降低,降低到另一规定电压后,制动晶体管截止.所以制动电阻的作用是能耗制动.n图中Tfr为制动晶体管,PA-PB连接制动电阻。Division-Name-Date-Language14变频器的主回路变频器的主回路 逆变桥逆变桥n逆变桥是变频器的核心部分,其作用是将直流电压通过6个桥臂可控硅的反复轮流通断形成所需要的幅值和频率变化的三相交流输出电压.n逆变

8、桥的桥臂的可控硅的类型主要是IGBT绝缘珊双极型晶体管.Division-Name-Date-Language15变频器的输出波形变频器的输出波形n输出电压波形为脉冲波，其形成机制称为脉宽调制技术n输出电流波形接近正弦波，谐波成分为导致变频器输出干扰的主要原因。n开关频率的概念和影响。Division-Name-Date-Language16恒转矩区与恒功率区恒转矩区与恒功率区T/Tn1.751.701.501.2510.950.750.500.2500.10.1253050607590100120F(Hz)23141自冷却电机:连续可用转矩2强迫通风电机:连续可用力矩3瞬态过转矩(对变转矩应

9、用限制为 1.1 Tn)4恒功率段的超速力矩Division-Name-Date-Language17负载类型负载类型n变频器的选型和应用,首先要考虑的就是负载的类型n负载可以分为三大类o恒转矩负载例如输送带,提升,钻床,挤出机,容积泵o变转矩负载例如离心风机,离心泵o恒功率负载例如磨床,高速车床,绕线筒等n根据不同的负载类型,以及其它功能和性能的要求,选择对应系列的变频器Division-Name-Date-Language18恒转矩负载恒转矩负载n在整个运行的速度范围内,需要相同大小的负载n当转速变化时,负载转矩保持不变n所需功率与转速成正比n通常转速限制在基本频率以内Division-N

10、ame-Date-Language19变转矩负载变转矩负载n负载转矩是转速的函数:在低速下需要较小的转矩,而在高速下需要较大的转矩n只有两类典型的负载:离心泵和离心风机n额定转速以下o设备产生的流量与泵或风机的转速成正比o设备产生的压力与泵或风机转速的平方成正比o设备消耗的功率与泵或风机转速的立方成正比Division-Name-Date-Language20变转矩负载变转矩负载n对于变转矩的离心风机和泵,所需功率与流量成正比是节能的原理所在.n当所需的流量为额定流量的一半时,意味着所需要的功率仅仅为额定功率的八分之一.n成年累月地积累下来,形成巨大的节能潜力.Division-Name-Da

11、te-Language21恒功率负载恒功率负载n通常恒功率段是指在电机的基本频率之上n对于一个恒功率负载,实际上负载转矩是负载物理尺寸的函数n在转速较低时需要的转矩较高,在转速较高时,需要的转矩较低.n负载转矩与转速成反比,其乘积,亦即功率为恒定值,称为恒功率负载.Division-Name-Date-Language22n变频器对电机有多种控制模式n不同的控制模式可以使变频器适用于各种类型的电机和机械，可以获得不同的静态和动态性能n电机控制模式包括：o开环V/F模式（压频比模式）o开环磁通矢量控制模式（SVC）o闭环速度控制模式（FVC）o转矩控制模式（TC）o同步电机控制模式（开环和闭环）

12、电机控制模式电机控制模式Division-Name-Date-Language23培训内容培训内容n变频器基本原理n施耐德变频器概述施耐德变频器概述n总结和答疑Division-Name-Date-Language24施耐德变频器概况施耐德变频器概况 ATV 312 0.3715KW ATV61 风机泵类变频器 ATV 12ATV71 高力矩应用变频器ATV21（HVAC专用0.3775KWn15kwn2.2 kwn1400kwn630kwn500kwn75kwn7.5kwATV3020.37kW7.5kW广泛的行业应用广泛的行业应用OEM相相对对简简单单应应用用复复杂杂高高要要求求ATV32

13、高端书本型0.1815KWDivision-Name-Date-Language25ATV312小功率通变频器小功率通变频器 操控自如，沟通无界操控自如，沟通无界n应用于0.1815KW三相异步电动机的通用型变频器o最简单操作方式：自带7段码操作与监视界面LED明晰的参数菜单立即配置控制源和给定源o最实用标准配置：6 逻辑输入，2继电器输出，3模拟输入，1模拟量输出，均可编程和配置内置制动单元带本地控制起停按钮和电位器旋钮o通讯协议：自带MODBUS和CANOPEN接口，无需添加其他卡件。可通过选件连接到其他通讯总线Division-Name-Date-Language26n提升通讯能力：oC

14、ANopen 菊花链,ProfibusDP，DeviceNet；n简约的用户界面:o通过手机进行参数配置(Bluetooth)o直观的导航按键，图形操作终端o自身面板操作n强大而丰富的功能-针对应用开发的特定功能n通过自整定实现优化的特性ATV312小功率通变频器小功率通变频器 操控自如，沟通无界操控自如，沟通无界Division-Name-Date-Language27n关注性能 在工业环境中简单而紧凑的机械中；n关注集成 在设备的PLC构架中；n关注人与变频的互动o通用的人机界面实现沟通；o蓝牙通讯n关注环境性能n关注用户友好关注用户友好 o提升用户操作性能ATV312小功率通变频器小功率

15、通变频器 操控自如，沟通无界操控自如，沟通无界简化简化 操作操作 为了提升机器的性能为了提升机器的性能Division-Name-Date-Language28n应用于0.1815KW三相异步电动机的通用型变频器o驱动能力：频率范围：0.5500HZ瞬时过力矩：170%60秒-200%2秒 电机额定转矩制动能力：连续输出100%电机转矩，可过载150%60秒o适用行业：-物料处理 -包装 -专用机械 -泵和风机ATV312小功率通变频器小功率通变频器 操控自如，沟通无界操控自如，沟通无界Division-Name-Date-Language29ATV302小型通用变频器 聪慧于心聪慧于心 稳健

16、于行稳健于行n应用于0.377.5KW三相异步电动机的通用型变频器o最典型功率段：0.377.5KWo最简单操作方式：自带7段码操作与监视界面明晰的下拉菜单立即配置控制源和给定源o最实用标准配置：6 逻辑输入，2继电器输出，3模拟输入，1模拟量输出，均可编程和配置内置制动单元带本地控制起停按钮和电位器旋钮Division-Name-Date-Language30ATV302小型通用变频器 聪慧于心聪慧于心 稳健于行稳健于行n应用于0.377.5KW三相异步电动机的通用型变频器o最通用功能：8段预置速PI调节寸动各种停车方式o最皮实环境承受能力：全范围电路板加强涂层（防水雾，防尘土，防腐蚀）-10-+50满负荷运行，可高至60降容使用可并排安装电源电压：380-15%-500+10%Division-Name-Date-Language31ATV302小型通用变频器 聪慧于心聪慧于心 稳健于行稳健于行n应用于0.377.5KW三相异步电动机的通用型变频器o最佳驱动能力：速度范围：1:100（矢量控制），1:50（V/F控制）瞬时过力矩：170%60秒-200%2秒 电机额定转矩制动能力：