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变频器电路设计、计算及一些经验

变频器电路设计、计算及一些经验
变频器电路设计、计算及一些经验

变频器基本电路图

变频器基本电路图目前,通用型变频器绝大多数是交—直—交型变频器,通常尤以电压器变频器为通用,其主回路图(见图1.1),它是变频器的核心电路,由整流回路(交—直交换),直流滤波电路(能耗电路)及逆变电路(直—交变换)组成,当然还包括有限流电路、制动电路、控制电路等组成部分。 1)整流电路 如图1.2所示,通用变频器的整流电路是由三相桥式整流桥组成。它的功能是将工频电源进行整流,经中间直流环节平波后为逆变电路和控制电路提供所需的直流电源。三相交流电源一般需经过吸收电容和压敏电阻网络引入整流桥的输入端。网络的作用,是吸收交流电网的高频谐波信号和浪涌过电压,从而避免由此而损坏变频器。当电源电压为三相380V时,整流器件的最大反向电压一般为1200—1600V,最大整流电流为变频器额定电流的两倍。 2)滤波电路 逆变器的负载属感性负载的异步电动机,无论异步电动机处于电动或发电状态,在直流滤波电路和异步电动机之间,总会有无功功率的交换,这种无功能量要靠直流中间电路的储能元件来缓冲。同时,三相整流桥输出的电压和电流属直流脉冲电压和电流。为了减小直流电压和电流的波动,直流滤波电路起到对整流电路的输出进行滤波的作用。 通用变频器直流滤波电路的大容量铝电解电容,通常是由若干个电容器串联和并联构成电容器组,以得到所需的耐压值和容量。另外,因为电解电容器容量有较大的离散性,这将使它们随的电压不相等。因此,电容器要各并联一个阻值等相的匀压电阻,消除离散性的影响,因而电容的寿命则会严重制约变频器的寿命。 3)逆变电路 逆变电路的作用是在控制电路的作用下,将直流电路输出的直流电源转换成频率和电压都可以任意调节的交流电源。逆变电路的输出就是变频器的输出,所以逆变电路是变频器的核心电路之一,起着非常重要的作用。 最常见的逆变电路结构形式是利用六个功率开关器件(GTR、IGBT、GTO等)组成的三相桥式逆变电路,有规律的控制逆变器中功率开关器件的导通与关断,可以得到任意频率的三相交流输出。 通常的中小容量的变频器主回路器件一般采用集成模块或智能模块。智能模块的内部高度集成了整流模块、逆变模块、各种传感器、保护电路及驱动电路。如三菱公司生产的IPMPM50RSA120,富士公司生产的7MBP50RA060,西门子公司生产的BSM50GD120等,内部集成了整流模块、功率因数校正电路、IGBT逆变模块及各种检测保护功能。模块的典型开关频率为20KHz,保护功能为欠电压、过电压和过热故障时输出故障信号灯。 逆变电路中都设置有续流电路。续流电路的功能是当频率下降时,异步电动机的同步转速也随之下降。为异步电动机的再生电能反馈至直流电路提供通道。在逆变过程中,寄生电感释放能量提供通道。另外,当位于同一桥臂上的两个开关,同时处于开通状态时将会出现短路现象,并烧毁换流器件。所以在实际的通用变频器中还设有缓冲电路等各种相应的辅助电路,以保证电路的正常工作和在发生意外情况时,对换流器件进行保护 1、概述 各国使用的交流供电电源,无论是用于家庭还是用于工厂,其电压和频率均200V/60Hz(50Hz)或100V/60Hz(50Hz),等等。通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC)。把直流电(DC)变换为交流电(AC)的装置,其科学术语为“inverter”(逆变器)。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”,故该产品本身就被命名为“inverter”,即:变频器,变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有电机(例如空调等),还有荧光灯等产品。用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池(直流电)产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电,在该项应用中,变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。 2. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变? r/min电机旋转速度单位:每分钟旋转次数,也可表示为rpm.例如:4极电机 60Hz 1,800 [r/min],4极电机 50Hz 1,500 [r/min],电机的旋转速度同频率成比例。本文中所指的电机为感应式交流电机,在工业领域所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机

变频器节能计算

变频不是到处可以省电,有不少场合用变频并不一定能省电。作为电子电路,变频器本身也要耗电(约额定功率的3-5%)。一台1.5匹的空调自身耗电算下来也有20-30W,相当于一盏长明灯. 变频器在工频下运行,具有节电功能,是事实。但是他的前提条件是:第一,大功率并且为风机/泵类负载;第二,装置本身具有节电功能(软件支持);第三,长期连续运行。这是体现节电效果的三个条件。除此之外,无所谓节不节电,没有什么意义。 变频节能 什么是变频器 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。 PWM和PAM的不同点是什么 PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写,按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度,以调节输出量和波形的一种调值方式。 PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脉冲幅度调制) 缩写,是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度,以调节输出量值和波形的一种调制方式。 电压型与电流型有什么不同 变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波石电感。 为什么变频器的电压与电流成比例的改变 异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的,在额定频率下,如果电压一定而只降低频率,那么磁通就过大,磁回路饱和,严重时将烧毁电机。因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制变频器输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。

最新变频器节电率的计算整理

几种典型负载的节电率计算方法 (1)各种风机、泵类因为P∝n的三次方,节电效果显著,应首先应用变频器,具体值见表1。表1 应用变频器节电效果 计算时可用

式中P%——实际消耗功率百分值; s——实际转速百分值; K——系数,K=0.0001。 节电率N%=1-P% 举例,转速n为90%时,相应频率值为45Hz,则P%=0.0001×(90)3=73%。所以N%=1 -73%=27%。一般风机、泵类节电率在30%以上。 (2)空压机、挤出机、搅拌机因为P∝n,所以节电率与允许减速范围成正比,N%=n%。 (3)波动负载如破碎机、粉碎机、冲床、落料机、剪切机等9这种负载具有周期波动性,且波动功率较大,控制方式以闭环为好,相对节电率也大些,功率波动负载如图所示。

(4)阶梯负载如间歇工作有储气罐的空压机、定容积水箱、水池、水塔等,工作时间t1是满负载PH,一定压力后自动卸载,电动机空载Po时间为t1,采用降速降流量,用适当延长工作时间t1、缩短空载时间t2的方法来实现节电。经实际运行,约有15%~20%的节电率。而且t2

(5)间歇负载如高位水箱、水池、水塔等。工作时间t1为满负载,不工作时间为t2,且t2≥t1,现采用降速降流量,延长工作时间t1,缩短不工作时间t2,这样改变后节电效果也明显,约有20%~30%的节电率。间歇工作负载的功率变化情况(Po=0)如图所示。

(6)人为的负载转移来实现节电这种情况往往发生在中央空调系统的冷却泵、冷冻泵或其他同类地方。平常开一台泵,电动机 处于满负载或超负载,而且压力、流量也无富余度,使用变频器后没办法实现节电。但各用泵较多,一般是1:1(五星级宾馆大都如此),这时只有采用人为的负载转移方法来实现节电,见表2。

变频器调整必须知道的几个参数

变频器调整必须知道的几个参数 变频器功能参数很多,一般都有数十甚至上百个参数供用户选择。实际应用中,没必要对每一参数都进行设置和调试,多数只要采用出厂设定值即可。但有些参数由于和实际使用情况有很大关系,且有的还相互关联,因此要根据实际进行设定和调试。 因各类型变频器功能有差异,而相同功能参数的名称也不一致,为叙述方便,本文以富士变频器基本参数名称为例。由于基本参数是各类型变频器几乎都有的,完全可以做到 触类旁通。 一加减速时间 加速时间就是输出频率从0上升到最大频率所需时间,减速时间是指从最大频率下降到0所需时间。通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流,减速时则限制下降率以防止过电压。 加速时间设定要求:将加速电流限制在变频器过电流容量以下,不使过流失速而引起变频器跳闸;减速时间设定要点是:防止平滑电路电压过大,不使再生过压失速而使变频器跳闸。加减速时间可根据负载计算出来,但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间,通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警;然后将加减速设定时间逐渐缩短,以运转中不发生报警为原则,重复操作几次,便可确定出最佳加减速时间。 二转矩提升 又叫转矩补偿,是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低,而把低频率范围f/V增大的方法。设定为自动时,可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩,使电动机加速顺利进行。如采用手动补偿时,根据负载特性,尤其是负载的起动特性,通过试验可选出较佳曲线。对于变转矩负载,如选择不当会出现低速时的输出电压过高,而浪费电能的现象,甚至还会出现电动机带负载起动时电流大,而转速上不去的现象。 三电子热过载保护 本功能为保护电动机过热而设置,它是变频器内CPU根据运转电流值和频率计算出电动机的温升,从而进行过热保护。本功能只适用于“一拖一”场合,而在“一拖多”时, 则应在各台电动机上加装热继电器。

变频器控制电路的工作原理

变频器控制电路的工作原理? 各国使用的交流供电电源,无论是用于家庭还是用于工厂,其电压和频率均200V/60Hz(50Hz)或100V/60Hz(50Hz),等等。通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC)。把直流电(DC)变换为交流电(AC)的装置,其科学术语为“inverter”(逆变器)。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”,故该产品本身就被命名为“inverter”,即:变频器,变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有电机(例如空调等),还有荧光灯等产品。用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池(直流电)产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电,在该项应用中,变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。 2. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变?

r/min电机旋转速度单位:每分钟旋转次数,也可表示为rpm.例如:4极电机60Hz 1,800 [r/min],4极电机50Hz 1,500 [r/min],电机的旋转速度同频率成比例。 本文中所指的电机为感应式交流电机,在工业领域所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机(以后简称为电机)的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值(为2的倍数,例如极数为2,4,6),所以不适和改变该值来调整电机的速度。另外,频率是电机供电电源的电信号,所以该值能够在电机的外面调节后再供给电机,这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此,以控制频率为目的的变频器,是做为电机调速设备的优选设备。n = 60f/p,n: 同步速度,f: 电源频率,p: 电机极数,改变频率和电压是最优的电机控制方法。如果仅改变频率,电机将被烧坏。特别是当频率降低时,该问题就非常突出。为了防止电机烧毁事故的发生,变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压,例如:为了使电机的旋转速度减半,变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz,这时变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。例如:为了使电机的旋转速度减半,变频器的输出频率必须从60Hz改变到

变频器节能效率计算

概述 在许多情况下, 使用变频器的目的是调速, 尤其是对于在工业中大量使用的风扇、鼓风机和泵类负载来说, 设计选型往往以最大工况来选。与实际的工况存在较大的可调整空间。在运行中根据实际运行需要,按照流量、杨程等调节电动机的转速,从而改变电动机的输出转矩和输出功率,以代替传统上利用挡板和阀门进行的流量和扬程的控制, 节能效果非常明显。同时分析变频器在选型、应用中的注意事项。 1变频调速原理 三相异步电动机转速公式为: n= 60f p(1?s) 式中:n-电动机转速,r/min; f-电源频率,Hz; p-电动机对数 s-转差率, 从上式可见交流电动机的调速可以概括为改变极对数,控制电源频率以及通过改变参数如定子电压、转子电压等使电机转差率发生变化等几种方式。变频器效率维持在94%~96%,变频调速是一种高效率、高效能的调速方式,使异步电动机在整个工作范围内保持正常的小转差率下运转,实现无极平滑调速。 1.1变频工作原理 异步电动机的额定频率称为基频,即电网的频率,在我国为50Hz。电机定子绕组内部感应电动势为 U1≈E1=4.44f1Nk1?1 式中E1-定子绕组感应电动势,V; ?1-气隙磁通,Wb; N-定子每相绕组匝数; f1-基波绕组系数。 在变频调速时,如果只降低定子频率f1,而定子每相电压保持不变,则必然会造成?1增大。由于电机制造时,为提高效率减少损耗,通常在U1=U n,f1=f n时,电动机主磁路接近饱和,增大?1势必使主磁路过饱和,将导致励磁电流急剧增大,铁损增加,功率因素降低。

若在降低频率的同时降低电压使E 1f 1?保持不变则可保持?1不变从而避免了主磁路过饱和 现象的发生。这种方式称为恒磁通控制方式。此时电动机转矩为 T =m 1pf 12π(r 2s +sx 22r 2)(E 1f 1 )2 式中T -电动机转矩,N.m ; m 1—电源极对数; p —磁极对数; s —转差率; r 2—转子电阻; x 2—转子电抗; 由于转差率s 较小,(r 2s ?)2?x 22则有 T ≈m 1pf 12πr 2s (E 1f 1)2 =kf 1s 其中k =m 1p 2πr 2(E 1f 1)2 由此可知:若频率f 1保持不变则T ∝s ;若转矩T 不变则s ∝1f 1?; 电动机临界转差率s m ≈r 2x 2=r 2 2πf 1L 2=C f 1 其中C =r 22πL 2 电动机最大转矩T m =m 1pf 1 4π12πf 1L 2(E 1f 1)2=常数 最大转速降?n m =s m n 1=C f 160f 1 p =60p =常数 由此可知:保持E 1f 1=?常数,最大转矩和最大转矩处的转速降落均等于常数,与频率无关。因此不同频率的各条机械特性曲线是平行的,硬度相同。 1.2风机、泵负载特性 以风机、泵类为代表的二次方减转矩负载即转矩与转速平方成正比。如图所示,在低转速下负载转矩非常小。 风机、水泵的负载特性如下 n 1n 2?=Q 1Q 2? (n 1n 2?)2=H 1H 2?=T 1T 2? (n 1n 2?)3=P 1P 2? 式中Q 1Q 2?—风量、流量,m 3s ?; H 1H 2?—风压,Pa ;

变频器容量的选择

1、变频器容量的选择 变频器容量的选择是一个重要且复杂的问题,要考虑变频器容量与电动机容量的匹配,轻易偏小会影响电动机有效力矩的输出,影响系统的正常运行,甚至损坏装置,而容量偏大则电流的谐波分量会增大,也增加了设备投资。 1。1变频器容量选择的步骤: 变频器容量选择可分三步: (1)了解负载性质和变化规律,计算出负载电流的大小或作出负载电流图I=f (t)。 (2)预选变频器容量及其他 (3)校验预选变频器。必要时进行过载能力和起动能力的校验。若都通过,则预选的变频器容量便选定了;否则从(2)开始重新进行,直到通过为止。 在满足生产机械要求的前提下,变频器容量越小越经济。 1。2基于不用电动机负载电流下变频器容量的选择 一般地说,变频器的容量有三种表示方法:①额定电流;②适配电动机的额定功率。③额定视在功率。不管是哪一种表示方法,归根到底还是对变频器额定电流的选择,应结合实际情况根据电动机有可能向变频器吸收的电流来决定。通常变频器的过载能力有两种:①1。2倍的额定电流,可持续1分钟;②1。5倍的额定电流,可持续1分钟;而且变频器的答应电流与过程时间呈反时限的关系。如1。2(1。5)倍的额定电流可持续1min;而1。8(2。0)倍的额定电流,可持续0。5min。这就意味着:①不论任何时候向电动机提供在1min(或0。5min)以上的电流都必须在某些范围内。②过载能力这个指标,对电动机来说,只有在起动(加速)过程中才有意义,在运行过程中,实际上等同于不答应过载。 下面讨论如何根据电动机负载电流的情况来选择变频器的容量。 1。2。1一台变频器只供一台电动使用,即一拖一。 在计算出负载电流后,还应考虑三个方面的因素:①用变频器供电时,电动机电流的脉动相对工频供电时要大些;②电动机的起动要求。即是由低频低压起动,还是额定电压、额定频率直接起动。③变频器使用说明书中的相关数据是用该公司的标准电机测试出来的。要注重按常规设计生产的电机在性能上可能有一定差异,故计算变频器的容量时要留适当余量。 (1)恒定负载连续运行时变频器容量的计算。

变频器原理经典图集

要想做好变频器维修,当然了解变频器基础知识是相当重要的,也是迫不及待的。下面我们就来分享一下变频器维修基础知识。大家看完后,如果有不正确地方,望您指正,如果觉得还行支持一下,给我一些鼓动! 变频器维修入门--电路分析图 对于变频器修理,仅了解以上基本电路还远远不够的,还须深刻了解以下主要电路。主回路主要由整流电路、限流电路、滤波电路、制动电路、逆变电路和检测取样电路部分组成。图2.1是它的结构图。 1)驱动电路 驱动电路是将主控电路中CPU产生的六个PWM信号,经光电隔离和放大后,作为逆变电路的换流器件(逆变模块)提供驱动信号。 对驱动电路的各种要求,因换流器件的不同而异。同时,一些开发商开发了许多适宜各种换流器件的专用驱动模块。有些品牌、型号的变频器直接采用专用驱动模块。但是,大部分的变频器采用驱动电路。从修理的角度考虑,这里介绍较典型的驱动电路。图2.2是较常见的驱动电路(驱动电路电源见图2.3)。

驱动电路由隔离放大电路、驱动放大电路和驱动电路电源组成。三个上桥臂驱动电路是三个独立驱动电源电路,三个下桥臂驱动电路是一个公共的驱动电源电路。 2)保护电路 当变频器出现异常时,为了使变频器因异常造成的损失减少到最小,甚至减少到零。每个品牌的变频器都很重视保护功能,都设法增加保护功能,提高保护功能的有效性。 在变频器保护功能的领域,厂商可谓使尽解数,作好文章。这样,也就形成了变频器保护电路的多样性和复杂性。有常规的检测保护电路,软件综合保护功能。有些变频器的驱动电路模块、智能功率模块、整流逆变组合模块等,内部都具有保护功能。 图2.4所示的电路是较典型的过流检测保护电路。由电流取样、信号隔离放大、信号放大输出三部分组成。

变频器主回路结构图及故障经验

下面先来说说变频器硬件故障如何判断技术人员凭借数字式万用表根据上图可简单判断主回路器件是否损坏。(主要是整流桥,IGBT,IPM) 为了人身安全,必须确保机器断电,并拆除输入电源线R 、S、T和输出线U、V、W后放可操作!首先把万用表打到?二级管?档,然后通过万用表的红色表笔和黑色表笔按以下步骤检测: 1、黑色表笔接触直流母线的负极P(+),红色表笔依次接触R、S、T,记录万用表上的显示值;然后再把

红色表笔接触N(-),黑色表笔依次接触R、S、T,记录万用表的显示值;六次显示值如果基本平衡,则表明变频器二极管整流或软启电阻无问题,反之相应位臵的整流模块或软启电阻损坏,现象:无显示。 2、红色表笔接触直流母线的负极P(+),黑色表笔依次接触U、V、W,记录万用表上的显示值;然后再把黑色表笔接触N(-),红色表笔依次接触U、V、W,记录万用表的显示值;六次显示值如果基本平衡,则表明变频器IGBT逆变模块无问题,反之相应位臵的IGBT逆变模块损坏,现象:无输出或报故障。 故障经验 一。变频器老是跳硬件保护?OCU1?故障,赶到现场后我静态测试机器无问题,主线路、控制线路也完好。我用万用表量零线和地线是通的,问电工才知道他们工厂的零地是共用的。一般变频器接地时,如果该工厂零线与地线是共用的话,最好另处取地线,把地线取下后故障解除。故障分析:因为该厂的零线与地线是共用的,变频器接地线也等于接了零线,零线一般会传播干扰信号。而我们的变频器报?OCU1?故障有如下几种情况:1。变频器三相输出侧有短路现象;2。逆变模块损坏;3。外部干扰信号进入变频器。由于第一与第二种原因正常排除,就只有第三种外部干扰信号,干扰信号是从地线进入的,所以把地线拆除,就切断了干扰源。这时运行变频器恢复正常。 二。调试一台锅炉引风机55KW的是?OCU1?,通常我们这种?OCU1?故障是:外部干扰,三相输出有短路现象,机器内部故障问题。原因是机器一启动到运行到10HZ左右就报,(变频器是用的自由停车,风机惯性也比较大)用户要经常启停变频器。这说明机器问题不太,是干扰问题,(因为电机线放了几十M长,而且控制线和主电源线是混合在一起的)停下变频器半个小时后,观查引风机还在自转。我就把变频器参数变为?先制动,再启动?(F0-011=1 当然还有一些参数要改,大家可以进我们网站下载技术手册。)然后再启动变频器,故障还有是没有解除,用了几种方案后,最后我们把启动频率提高到3HZ(F0-012=3)问题就解决了。真是什么问题都有呀!三,上位机控制,上位机给启动指令时能启动,但给停止指令时就不能停机。具体如下,40台11-22KW的风机节能改造,每台变频器都用一个上位机DDC模块控制(加拿大生产)。上位机主要是监测变频器的故障报警、过滤网报警、频率、启停、温度等。其它都正常,就是启停时有麻烦。后来到现场检测,故障真是这样,然后查看上位机DDC模块的说明书,最后发现是DDC 模块的干接点不接受直流24V,只接受交流24V或者是无源信号都行,所以才会出现上面这种现象。后来加一个继电器就解决了。 四。也是一台变频器与上位机联机控制的变频器,故障是上位机给运行信号,变频器不接收,其它都正常,而变频器本身就能运行起来,只要一联上位机就不行。我要用户技术员,把控制线路再好好的检查一下,那技术员硬说很好,检查了好几篇都发现什么问题。要求我们公司派技术支持. 后来我们技术员赶到现场处理,检查控制线路,就发现一条控制线与另外一条控制线调换了。难怪不接收指令.其实只有有耐心,什么问题都能查出来. 干扰问题: 1、PLC给信号到变频器时,经常出不必要的故障,比如给假信息,或者变频器不接收信息. 由于客户比较急,也找不到好的处理方法.也没有专业的技术员.只好要求我们技术员赶到现场处理,我们检测了变频器,PLC,电源,设备均正常.初步认定是干扰引起.在PLC的电源模块及输入/输出的电源线上接入滤波器,问题还是得不到明显的改善,后来把变频器和PLC的电源线,控制线分开走线,这时故障才解除.. 2、,由三台变频器组成的调速系统(装在同一个变频柜里),出现如下情况:用外接的电位器调频率时,发现异常,变频器转速产生波动.频率波动也比较大.然后就会报故障. 我们到现场后检查了也是查外围电源,负载,电位器,控制线路都正常.后上电运行变频器,在调试变频器时,当一台单独运行时,工作正常不报故障,当三台同时运行时就会出现异常.这就是干扰引起啊! 对策:将三台变频器移出变频柜,分别装在一个单独的变频柜里,电位器也分开,然后改用屏蔽线。最后干扰清除,三台都能同时运行. 3、多段速运行。(3。7KW)变频器单独运行印刷机很正常,当与印刷机的送纸机同步运行时,报软件过流故障。代理商技术员调了一天,没有调好,就认定是我们的机器有问题,不能用要退货。后来到现场维护处理,检测了线路,变频器都无问题。看了一下设备,印刷机里有两台电机,一台主电机,(就是改造的3。7KW的),还有一台是给送纸机用的,起上下降作用。变频器单独运行印刷机正常,就是与送纸机同

变频器调速节能的计算方法

变频器调速节能的计算方法 一﹑概述 据统计,全世界的用电量中约有60%是通过电动机来消耗的。由于考虑起动、过载、安全系统等原因,高效的电动机经常在低效状态下运行,采用变频器对交流异步电动机进行调速控制,可使电动机重新回到高效的运行状态,这样可节省大量的电能。生产机械中电动机的负载种类千差万别,为便于分析研究,将负载分为平方转矩﹑恒转矩和恒功率等几类机械特性,本文仅对平方转矩﹑恒转矩负载的节能进行估算。所谓估算,即在变频器投运前,对使用了变频器后的节能效果进行的计算预测。变频器一旦投运后,用电工仪表测量系统的节能量更为准确。现假定,电动机系统在使用变频器调速前后的功率因数基本相同,且变频器的效率为95%。 在设计过程中过多考虑建设前,后长期工艺要求的差异,使裕量过大。如火电设计规程SDJ-79规定,燃煤锅炉的鼓风机,引风机的风量裕度分别为5%和5~10%,风压裕度为10%和10%~15%,设计过程中很难计算管网的阻力,并考虑长期运行过程中可能发生的各种问题,通常总把系统的最大风量和风压裕量作为选型的依据,但风机的系列是有限的,往往选不到合适的风机型号就往上靠,大20%~30%的比较常见。生产中实际操作时,对于离心风机﹑泵类负载常用阀门、挡板进行节流调节,则增加了管路系统的阻尼,造成电能的浪费;对于恒转矩负载常用电磁调速器﹑液力耦合器进行调节,这两种调速方式效率较低,而且,转速越低,效率也越低。由于电机的电流的大小随负载的轻重而改变,也即电机消耗的功率也是随负载的大小而改变,因此要想精确地计算系统的节能是困难的,在一定程度上影响了变频调速节能的实施。本文介绍用以下的公式来进行节能的估算。 二、节能的估算 1﹑风机﹑泵类平方转矩负载的变频调速节能风机﹑泵类通用设备的用电占电动机用电的50%左右,那就意味着占全国用电量的30%。采用电动机变频调速来调节流量,比用挡板﹑阀门之类来调节,可节电20%~50%,如果平均按30%计算,节省的电量为全国总用电量的9%,这将产生巨大的社会效益和经济效益。生产中,对风机﹑水泵常用阀门、挡板进行节流调节,增加了管路的阻尼,电机仍旧以额定速度运行,这时能量消耗较大。如果用变频器对风机﹑泵类设备进行调速控制,不需要再用阀门、挡板进行节流调节,将阀门、挡板开到最大,管路阻尼最小,能耗也大为减少。节能量可用GB12497《三相异步电动机经济运行》强制性国家标准实施监督指南中的计算公式,即: 对风机、泵类,采用挡板调节流量对应电机输入功率PL与流量Q的关系的三次方成正比,即,再与采用挡板调节流量对应电机输入功率PL相减后再除以节省的功率与系统调速前后的速差成正比,速差越大,节能越显著。 恒转矩负载变频调速一般都用于满足工艺需要的调速,不用变频调速就得采用其他方式调速,如调压调速﹑电磁调速﹑绕线式电机转子串电阻调速等。由于这些调速是耗能的低效调速方式,使用高效调速方式的变频调速后,可节省因调速消耗的转差功率,节能率也是很可观的。 3、电磁调速系统 电磁调速系统由鼠笼异步电机、转差离合器、测速电机和控制装置组成,通过改变转差离合器的激磁电流来实现调速。转差离合器的本身的损耗是由主动部分的风阻?磨擦损耗及从动部分的机械磨擦损所产生的。如果考虑这些损耗与转差离合器的激磁功率相平衡,且忽略不计的话,转差离合器的输入?输出功率可由下式计算: 电动机轴输出功率式中:T2—转差离合器的输出转矩 n2 –-转差离合器的输出轴转速 电动机的输出功率,即为转差离合器的输入功率。对于恒转矩负载,T= T1 = T2=常数,所以,转差离合器的效率:电磁调速电机为鼠笼式电机,由于输入功率和转矩均保持不变,鼠笼式电机的功率保持不

变频器基础知识入门

- - - 变频器基础知识入门 1、什么是变频器? 变频器一般是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。 2、PWM和PAM的不同点是什么? PWM是英文PulseWidthModulation(脉冲宽度调制)缩写,按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度,以调节输出量和波形的一种调值方式。 PAM是英文PulseAmplitudeModulation(脉冲幅度调制)缩写,是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度,以调节输出量值和波形的一种调制方式。 3、电压型与电流型有什么不同? 变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路的滤波是电感。 4、为什么变频器的电压与电流成比例的改变? 异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的,在额定频率下,如果电压一定而只降低频率,那么磁通就过大,磁回路饱和,严重时将烧毁电机。因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制变频器输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。 5、电动机使用工频电源驱动时,电压下降则电流增加;对于变频器驱动,如果频率下降时电压也下降,那么电流是否增加? 频率下降(低速)时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。 6、采用变频器运转时,电机的起动电流、起动转矩怎样? 采用变频器运转,随着电机的加速相应提高频率和电压,起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同,为125%~200%)。用工频电源直接起动时,起动电流为6~7倍,因此,将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍,起动转矩为70%~120%额定转矩;对于带有转矩自动增强功能的变频器,起动转矩为100%以上,可以带全负载起动。 7、V/f模式是什么意思? 频率下降时电压V也成比例下降,这个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的,通常在控制器的存储装置(ROM)中存有几种特性,可以用开关或标度盘进行选择。 8、按比例地改V和f时,电机的转矩如何变化? 频率下降时完全成比例地降低电压,那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变,将造成在低速下产生的转矩有减小的倾向。因此,在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。 可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法。 9、在说明书上写着变速范围60~6Hz,即10:1,那么在6Hz以下就没有输出功率吗? 在6Hz以下仍可输出功率,但根据电机温升和起动转矩的大小等条件,最低使用频率取6Hz左右,此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率(起动频率)根据机种为0.5~3Hz。 10、对于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩一定,是否可以? 通常情况下是不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)电压不变,大体为恒功率特性,在高速下要求相同转矩时,必须注意电机与变频器容量的选择。 11、所谓开环是什么意思? 给所使用的电机装置设速度检出器(PG),将实际转速反馈给控制装置进行控制的,称为“闭环”,不用PG运转的就叫作“开环”。通用变频器多为开环方式,也有的机种利用选件可进行PG反馈。 12、实际转速对于给定速度有偏差时如何办? 开环时,变频器即使输出给定频率,电机在带负载运行时,电机的转速在额定转差率的范围内(1%~5%)变动。对于要求调速精度比较高,即使负载变动也要求在接近给定速度下运转的场合,可采用具有PG反馈功能的变频器(选用件)。 13、如果用带有PG的电机,进行反馈后速度精度能提高吗? 具有PG反馈功能的变频器,精度有提高。但速度精度的值取决于PG本身的精度和变频器输出频率的分辨率。 14、失速防止功能是什么意思? 如果给定的加速时间过短,变频器的输出频率变化远远超过转速(电角频率)的变化,变频器将因流过过电流而跳

变频器节能效率计算精编版

变频器节能效率计算公司内部编号:(GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

概述 在许多情况下, 使用变频器的目的是调速, 尤其是对于在工业中大量使用的风扇、鼓风机和泵类负载来说, 设计选型往往以最大工况来选。与实际的工况存在较大的可调整空间。在运行中根据实际运行需要,按照流量、杨程等调节电动机的转速,从而改变电动机的输出转矩和输出功率,以代替传统上利用挡板和阀门进行的流量和扬程的控制, 节能效果非常明显。同时分析变频器在选型、应用中的注意事项。 1变频调速原理 三相异步电动机转速公式为: 60f n= 式中:n-电动机转速,r/min; f-电源频率,Hz; p-电动机对数 s-转差率, 从上式可见交流电动机的调速可以概括为改变极对数,控制电源频率以及通过改变参数如定子电压、转子电压等使电机转差率发生变化等几种方式。变频器效率维持在94%~96%,变频调速是一种高效率、高效能的调速方式,使异步电动机在整个工作范围内保持正常的小转差率下运转,实现无极平滑调速。

变频工作原理 异步电动机的额定频率称为基频,即电网的频率,在我国为50Hz 。电机定子绕组内部感应电动势为 U 1≈U 1=4.44U 1UU 1 1 式中U 1-定子绕组感应电动势,V ; 1-气隙磁通,Wb ; U -定子每相绕组匝数; U 1-基波绕组系数。 在变频调速时,如果只降低定子频率U 1,而定子每相电压保持不变,则必然会造成1增大。由于电机制造时,为提高效率减少损耗,通常在U 1=U U ,U 1=U U 时,电动机主磁路接近饱和,增大1势必使主磁路过饱和,将导致励磁电流急剧增大,铁损增加,功率因素降低。 若在降低频率的同时降低电压使U 1U 1?保持不变则可保持1不变从而避免了主磁路过饱和现象的发生。这种方式称为恒磁通控制方式。此时电动机转矩为 T =U 1UU 12π(U 2U +UU 22U 2)(U 1U 1)2 式中T -电动机转矩,; U 1—电源极对数; U —磁极对数; U —转差率; U 2—转子电阻; U 2—转子电抗;

变频器主回路维修技巧

变频器主回路维修技巧 变频器维修者必须树立这样的观念:逆变模块与驱动电路在故障上有极强的连带性。当模块炸裂损坏后,驱动电路势必受到冲击而损坏;模块的损坏也可能正是因驱动电路的故障而造成。因而无论表现为驱动电路或是逆变输出电路的故障,必须将逆变输出电路与驱动电路一同彻底检查。对主电路上电试机,须在确定驱动电路正常——能正常输出六路激励脉冲的前提下进行。检查驱动电路正常后,将损坏逆变模块换新,才可以上电试机。 整机装配后的上电试机,是一个必须慎重从事的事件。必须采取相应的措施,保证异常情况出现时,新换IGBT模块不至于损坏。试机时,变频器启动瞬间是最“要命的一个时刻”,无一点防护措施下的匆忙上电,会使新换上的价值昂贵的模块损坏于刹那间。以前所付出的检修的努力不仅白废了,而且造成了更大的损失,有可能使故障范围扩大了。有的维修人员炸过几次模块,便对变频器维修望而却步了。采取相应的上电试机措施,能基本上杜绝上电试机逆变模块损坏的发生,只要细心一点的话基本没有问题。 方法一:将逆变模块的供电断开,其实电路中为连接铜排,拆去一段连接铜排,即将三相逆变电路的正供电端断开。注意:断开点必须在储能电容之后!假定在KM之前断开,储能电容上的储存电量,会在逆变电路故障发生时,释放足够的能量将逆变模块炸毁!连接简图如下: 图1变频器逆变回路的上电检修电路接线一图 在断开处串入两只25W交流220V灯泡,因变频器直流电压约为530V左右,一只灯泡的耐压不足(故障情况下),须两只串联以满足耐压要求。即使逆变电路有短路故障存在,因灯泡的降压限流作用,将逆变电路的供给电流限于100mA以内,逆变模块不会再有损坏的危险。 变频器空载,U、V、W端子不接任何负载。先切断驱动电路的模块OC信号输出回路,

变频器容量问题如何解决

电动机知识 变频器容量问题如何解决 由于变频器的开关器件是大功率的晶体管,其过流能力比晶闸管小,所以其容量选择正确与否直接与其使用安全有关。与电动机的功率和负载相匹配。相同容量的变频器驱动电动机的能力因电动机所带负载性质的不同而不同,相同功率的电动机,因负载性质不同所需的变频器的容量也不相同。其中平方转矩负载(风机)所需的变频器的容量较恒转矩负载的低。通常情况下变频器已直接地给出了适合驱动电动机的额定功率或其视在功率,在化工行业对于风机、水泵这类平方转矩负载,可按电动机功率来选择相应的变频器。而在下列情况下还必须增大变频器的容量:①电动机短时间起动机械惯量较大的负载; ②要求电动机频繁进行加、减速; ③在希望的加减速时间内,电机最大电流大于变频器的过载容量(当l min内达1.5倍额定电流时)。上述情况下不能简单地按电动机功率来选配变频器。轻载的电动机不可随意配小容量变频器。电动机大马拉小车,功率输出不足,电动机虽然允许配接比电动机标称功率略小的变频器,但是电动机的容量越大,其电感越小,由谐波引起的脉动电流分量将增大。所以当异步电动机的负荷较小希望采用容量小一点的变频器时,一方面要考虑到大容量电动机的空载电流较大,一旦加载后总的负荷电流是否超过变频器的额定电流,另一方面就是必须注意到上述脉动电流将会增大的情况。变频器V/f图形的正确选定。对于50Hz,380V 的交流异步电动机,在实际运行当中应按实际需要和电动机允许的工作范围去选择合适的Vif图形。在化工行业,变频器主要用于泵类的调速,因此,选择Vif图形时,通常应满足在额定电压在380V时,输出频率和最大输出频率均为50Hz这一条

高压变频器节能计算

摘要:降低厂用电率,降低发电成本,提高上网电能的竞争力,已成为各火电厂努力追求的经济目标。近几年电网的负荷峰谷差越来越大,频繁的调峰任务使部分辅机仍然运行在工频状态下,造成大量电能流失。本文着重介绍了高压变频器的工作原理及实际运行情况的详细节能分析,使我们对其节能效果以及典型风机水泵节能计算有了更进一步认识。因此得出结论高压变频调速技术的日趋成熟,在电力系统中广泛应用,节能效果明显。 关键词:调速高压变频器功率单元IGBT 节电率 一、引言 众所周知,高压电动机的应用极为广泛,它是工矿企业中的主要动力,在冶金、钢铁、化工、电力、水处理等行业的大、中型厂矿中,用于拖动风机、泵类、压缩机及各种大型机械。其消耗的能源占电动机总能耗的70%以上,而且绝大部分都有调速的要求,由于高压电机调速方法落后,浪费大量能源而且机械寿命降低。上世纪90年代,由于变频调速技术在低压电动机应用得非常成功,人们开始研究高压电动机变频技术的应用,设计了高-高电压源型变频技术方案。该方案采用多电平电路型式(CMSL),由若干个低压PWM 变频功率单元,以输出电压串联方式(功率单元为三相输入、单相输出)来实现直接高压输出的方法。经过我厂多方调研、比较,最后选择同利德华福电气技术合作。本文将从HARSVERT-A系列高压变频器的工作原理及实际运行状况两方面分析豫新发电厂引风机、凝结水泵的节能情况。 二、高压变频器的工作原理 (一)变频器的结构:现以6kV五级单元串联多电平的高压变频器为例。 1.系统主回路:部是由十五个相同的功率单元模块构成,每五个模块为一组,分别对应高压回路的三相,单元供电由干式移相变压器进行供电,原理如图1。 图1:变频器的结构 2.功率单元构成:功率单元是一种单相桥式变换器,由输入干式变压器的副边绕组供电。经整流、滤波后由4个IGBT以PWM方法进行控制(如图2所示),产生设定的

变频器主回路的组成部分

1、整流电路 整流电路实际上就是一块整流模块。它的作用是把三相(或单相)50Hz、380V (220V)的交流电源,通过整流模块的桥式整流成脉动直流电。 整流电路(整流模块)的故障: ①整流模块中的整流二极管一个或多个损坏而开路,导致主回路PN电压值下降或无电压值。 ②整流模块中的整流二极管一个或多个损坏而短路,导致变频器输入电源短路,供电电源跳闸,变频器无法接上电源。 2、限流电路 限流电路是限流电阻和继电器触点(或可控硅)相并联的电路。变频器开机瞬间会有一个很大的充电电流,为了保护整流模块,充电电路中串联限流电阻以限制充电电流值。随着充电时间的增长,它的充电电流减少。减少到一定数值,继电器动作触点闭和,短接限流电阻。正常运行时,主回路电流流经继电器触点。 限流电路故障: ①继电器触点氧化,接触不良。导致变频器工作时,主回路电流,部分或全部流经限流电阻,限流电阻被烧毁。 ②继电器触点烧毁,不能恢复常开态。导致开机时,限流电阻不起作用,过大的充电电流损坏整流模块。 ③继电器线包损坏不能工作,导致变频器工作时,主回路电流全部流经限流电阻,限流电阻被烧毁。 ④限流电阻烧毁,①、②原因所致,再就是限流电阻老化损坏。变频器接通电源,主回路无直流电压输出。因此,也就无低压直流供电。操作盘无显示,高压指示灯不亮。 一些变频器限流电路中,不用继电器,而用可控硅等开关器件。可控硅等开关器件损坏后开路、短路和可控硅无触发信号三种情况,其故障类似继电器。

3、滤波电路 滤波电路是将整流电路输出的脉动直流电压,成为波动较小的直流电压。通常变频器为电压型。由滤波电解电容对整流电路的输出进行平滑。对于380V电源的变频器,是两个电解电容串联后再并联。匀压电阻Rp、Rn是为了使直流电压平分加到每个电容上。 滤波电路故障 ①滤波电容老化。其容量低于额定值的85%,致使变频器运行时,输出电压低于正常值。 ②滤波电容损坏成开路,导致变频器运行时输出电压低于正常值。损坏成短路,会导致另一只滤波损坏。进而可能损坏限流电路中的继电器、限流电阻、损坏整流模块。 ③匀压电阻损坏。匀压电阻损坏后,会由于两个电容受压不均而逐个因超压被损坏。 4、制动电路 制动电路工作时,可以使变频器在减速过程中,增加电动机的制动转矩。同时吸收制动过程中产生的泵升电压,使主回路的直流电压不至于过高。 制动电路的故障: 制动控制管G损坏。G损坏成开路,失去制动功能;G损坏成短路,制动电路始终处于工作状态,制动电阻Rb会损坏。同时增加整流模块的负荷,整流模块易老化,甚至损坏。 5、逆变电路 逆变电路的基本作用是在驱动信号的控制下,将直流电源转换成频率和电压可以任意调节的交流电源。即变频器的输出电源。它有六个开关器件(如GTR、IGBT),组成三相桥式逆变电路。这些开关器件都是作成模块形式,通常有同一桥臂上、下两个开关器件组成一个模块,有六个开关器件组成一个模块。 逆变电路故障 六个开关器件中的一个或一个以上损坏,造成输出电压抖动、断相或无输出现象。同一桥臂上下两个开关器同时损坏短路(主回路短路)。造成限流电路的继电器或可控硅、整流模块损坏。 损坏原因是负载电流过大,主回路直流电压过高,而过流保护和过压保护又未起到保护作用;驱动信号不正常,出现同一桥臂上下两个开关器件同时导通,逆变模块老化等等。

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