變頻器基礎(chǔ)與維護(hù)

1、 2007年5月 2007年5月 是一種控制交流電機(jī)的裝置. 它將固定電壓，固定頻率 的電源轉(zhuǎn)換為電壓可變，頻率可變的電源。 控制對(duì)象為通用交流電機(jī)。 使電機(jī)在不同速度運(yùn)行時(shí)也能保持工頻運(yùn)行時(shí)的性能， 如振動(dòng)，噪音等。 可以替代其它更貴或效率低下的調(diào)速設(shè)備(如直流 傳動(dòng)，機(jī)械離合器，液力偶合器等）以減低設(shè)備維護(hù)成本。 可提供更高效率 ，降低用戶(hù)運(yùn)行成本。 2007年5月 f 1= 電機(jī)供電頻率 S = (n0-n)/n0 轉(zhuǎn)差率 P = 電機(jī)極對(duì)數(shù) 2007年5月 改變電機(jī)的極對(duì)數(shù)。改變電機(jī)的轉(zhuǎn)差率。1. 轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速2. 定子調(diào)壓調(diào)速3. 電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速4. 轉(zhuǎn)子串級(jí)調(diào)速 改變電機(jī)的供

2、電頻率，即變頻調(diào)速 2007年5月 E=4.44 f1 K N f1 - 電機(jī)頻率。 N - 每相繞組匝數(shù) - 電機(jī)氣隙磁通 K - 與繞組有關(guān)的常數(shù)=E/(4.44*K*N*f1)=K*(E/f1)VVVF- 變壓變頻同時(shí)進(jìn)行是電機(jī)正常運(yùn)行的需要 2007年5月 Uff0un 2007年5月 整流器整流器中間直流環(huán)節(jié)中間直流環(huán)節(jié)逆變器逆變器控制電路控制電路整流器逆變器電動(dòng)機(jī)直流環(huán)節(jié)直流環(huán)節(jié)控制電路ACDCAC 2007年5月 三相全波半控整流三相全波半控整流 效率略低，可省去充電限幅電路。效率略低，可省去充電限幅電路。斬控式整流器（斬控式整流器（PWMPWM整流器）整流器） 效率高，功率因素

3、可調(diào)，能量可回饋電網(wǎng)效率高，功率因素可調(diào)，能量可回饋電網(wǎng)三相全波橋式二極管整流三相全波橋式二極管整流 效率高，成本低，控制簡(jiǎn)單效率高，成本低，控制簡(jiǎn)單六脈波整流電路 2007年5月 也稱(chēng)濾波或儲(chǔ)能環(huán)節(jié)也稱(chēng)濾波或儲(chǔ)能環(huán)節(jié)由電感或電容組成由電感或電容組成用于負(fù)載與整流器之間的無(wú)功功率的緩沖用于負(fù)載與整流器之間的無(wú)功功率的緩沖抑制直流側(cè)電壓或電流的脈動(dòng)抑制直流側(cè)電壓或電流的脈動(dòng)整流器逆變器電動(dòng)機(jī)直流環(huán)節(jié)直流環(huán)節(jié)控制電路ACDCAC 2007年5月 將直流電壓或電流轉(zhuǎn)換成頻率、電壓可變的交流電將直流電壓或電流轉(zhuǎn)換成頻率、電壓可變的交流電器件工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)器件工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)每個(gè)器件并聯(lián)續(xù)流二極管每個(gè)器件

4、并聯(lián)續(xù)流二極管器件為全控型（器件為全控型（GTR，GTO，IGBT，IGCT等）等） 2007年5月 U/f 控制控制 矢量控制矢量控制 直接轉(zhuǎn)矩控制直接轉(zhuǎn)矩控制 2007年5月 按主回路結(jié)構(gòu)形式：按主回路結(jié)構(gòu)形式：1.電流源型電流源型2.電壓源型電壓源型 按控制方式分：按控制方式分：1.U/f控制控制2.轉(zhuǎn)差頻率控制轉(zhuǎn)差頻率控制3.矢量控制矢量控制4.直接轉(zhuǎn)矩控制直接轉(zhuǎn)矩控制 按輸出電壓調(diào)節(jié)方式分類(lèi)按輸出電壓調(diào)節(jié)方式分類(lèi)1.PAM(脈沖幅值調(diào)制方式脈沖幅值調(diào)制方式)2.PWM(脈沖寬度調(diào)制方式脈沖寬度調(diào)制方式)按采用的功率器件分類(lèi)按采用的功率器件分類(lèi)1.BJT(雙極晶體管雙極晶體管)2.GT

5、O(門(mén)極可關(guān)斷晶閘管門(mén)極可關(guān)斷晶閘管)3.IGBT(絕緣柵雙極晶體管絕緣柵雙極晶體管)4.其他其他 2007年5月 312T1T2+Q4Q1Q2IGBTQ1-Q4Q3整流部分直流環(huán)節(jié)逆變部分ABC1 2007年5月 2007年5月 晶閘管是一種半可控器件，只允許電流在其中單方向流動(dòng)。電力晶體管（BJT）是一種電流型控制型全控器件，可工作在截止，放大，完全導(dǎo)通三種狀態(tài)。IGBT-絕緣柵型雙極晶體管。是一種廣泛應(yīng)用于變頻器中的電壓控制型全控器件，開(kāi)關(guān)速度高，電壓，電流等級(jí)已超過(guò)BJTGEC 2007年5月 IGBT是目前使用最廣泛的功率器件是目前使用最廣泛的功率器件 IGBT開(kāi)關(guān)速度快，損耗小開(kāi)關(guān)

6、速度快，損耗小 導(dǎo)通壓降適當(dāng)導(dǎo)通壓降適當(dāng) IGBT門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單 IGBT目前做到目前做到3300V/1200A 2007年5月 2007年5月 2007年5月 2007年5月 2007年5月 2007年5月 2007年5月 經(jīng)常檢查室內(nèi)溫度，通風(fēng)情況。經(jīng)常檢查室內(nèi)溫度，通風(fēng)情況。 室內(nèi)保持清潔衛(wèi)生。室內(nèi)保持清潔衛(wèi)生。 經(jīng)常檢查變頻器是否有異常聲響、異味，柜體是否發(fā)熱。經(jīng)常檢查變頻器是否有異常聲響、異味，柜體是否發(fā)熱。 特別注意進(jìn)風(fēng)口不要有蒸氣、雨雪吸進(jìn)，否則會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞變頻器。特別注意進(jìn)風(fēng)口不要有蒸氣、雨雪吸進(jìn)，否則會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞變頻器。 經(jīng)常記錄變頻器運(yùn)行情況（運(yùn)行模式、電壓、

7、電流、速度、功率等），經(jīng)常記錄變頻器運(yùn)行情況（運(yùn)行模式、電壓、電流、速度、功率等）， 發(fā)生跳閘時(shí)，要記錄下故障情況發(fā)生跳閘時(shí)，要記錄下故障情況(包括故障代碼包括故障代碼)，查明原因后方可再次送查明原因后方可再次送 電。電。 建議兩次合分電源的時(shí)間間隔在建議兩次合分電源的時(shí)間間隔在30秒鐘以上，以減少對(duì)變頻器的沖擊。秒鐘以上，以減少對(duì)變頻器的沖擊。 其他未盡事項(xiàng)，請(qǐng)以變頻器使用手冊(cè)有關(guān)內(nèi)容為準(zhǔn)。其他未盡事項(xiàng)，請(qǐng)以變頻器使用手冊(cè)有關(guān)內(nèi)容為準(zhǔn)。 2007年5月 類(lèi)型變頻器響應(yīng)故障1. 封鎖所有IGBT。2. 電機(jī)自由停車(chē)。3. 故障記錄。4. 面板上顯示故障。5. 面板上故障LED指示燈亮。用戶(hù)故障

8、1. 根據(jù)系統(tǒng)程序內(nèi)容，電機(jī)可能受控停車(chē)或自由停車(chē)。2. 故障記錄。3. 面板上顯示故障。4. 面板上故障LED指示燈亮。報(bào)警1. 變頻器不一定要通過(guò)自由停車(chē)或受控停車(chē)回復(fù)到空閑狀態(tài)，除非系統(tǒng)程序有特定要求。2. 報(bào)警記錄。3. 面板上顯示報(bào)警。4. 面板上故障LED指示燈閃爍。 2007年5月 交流保險(xiǎn)絲熔斷故障。交流保險(xiǎn)絲熔斷故障。 控制電源故障?？刂齐娫垂收?。 電容分壓故障電容分壓故障 保險(xiǎn)絲熔斷故障保險(xiǎn)絲熔斷故障 直流母線(xiàn)欠壓故障直流母線(xiàn)欠壓故障 單元超溫故障單元超溫故障 過(guò)壓故障過(guò)壓故障 單元通訊和鏈路故障單元通訊和鏈路故障 2007年5月 2007年5月 矢量控制的原理是基于交流電

9、機(jī)的電流控制，把交流電流按磁場(chǎng)坐標(biāo)軸分解為轉(zhuǎn)矩分量和磁場(chǎng)分量，分別加以控制，故矢量控制的著眼點(diǎn)是電流控制。 直接轉(zhuǎn)具控制技術(shù)是利用空間矢量、定子磁場(chǎng)定向的分析方法，直接在定子坐標(biāo)系下分析異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算與控制異步電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，采用離散的兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)器將轉(zhuǎn)矩檢測(cè)值與轉(zhuǎn)矩給定制作比較，使轉(zhuǎn)矩波動(dòng)限制在一定的容差范圍內(nèi)。直接對(duì)逆變器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制，獲得高動(dòng)態(tài)性能的轉(zhuǎn)矩輸出。其控制效果不取決于異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型是否能簡(jiǎn)化，而是取決于轉(zhuǎn)矩的實(shí)際情況，即使在開(kāi)環(huán)狀態(tài)下，也能輸出100%的額定轉(zhuǎn)矩。 2007年5月 一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)你拿到一臺(tái)有故障的變頻器，再上電一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)你拿到一臺(tái)有故障

10、的變頻器，再上電之前首先要用萬(wàn)用表檢查一下整流橋和之前首先要用萬(wàn)用表檢查一下整流橋和IGBTIGBT模塊有沒(méi)模塊有沒(méi)有燒，線(xiàn)路板上有沒(méi)有明顯燒損的痕跡。有燒，線(xiàn)路板上有沒(méi)有明顯燒損的痕跡。 2007年5月 原因：原因：模擬信號(hào)丟失模擬信號(hào)丟失解決辦法：解決辦法：檢查來(lái)自?xún)x表檢查來(lái)自?xún)x表4-20mA是否丟失是否丟失控制電纜連接是否可靠控制電纜連接是否可靠將參數(shù)將參數(shù)30.01設(shè)置為設(shè)置為“NO” 2007年5月 原因：原因：控制盤(pán)通訊丟失控制盤(pán)通訊丟失解決辦法：解決辦法：檢查控制盤(pán)連接是否可靠檢查控制盤(pán)連接是否可靠原因：原因：電機(jī)缺相電機(jī)缺相解決辦法：解決辦法：檢查輸出隔離開(kāi)關(guān)是否合閘，檢查電機(jī)、電機(jī)電纜故障檢查輸出隔離開(kāi)關(guān)是否合閘，檢查電機(jī)、電機(jī)電纜故障 2007年5月 原因：原因：電機(jī)溫度太高，可能是由于電機(jī)功率太小、電機(jī)過(guò)載或冷卻不充分等造成電機(jī)溫度太高，可能是由于電機(jī)功率太小、電機(jī)過(guò)載或冷卻