變頻器的控制對(duì)象

按調(diào)節(jié)輸出量和波形的調(diào)制方式可分為：PWM（脈沖寬度調(diào)制），PAM（脈沖幅度調(diào)制）；按主回路不同可分為：電流型和電壓型；按供電電源電壓高低可分為：低壓型和高壓型，低壓型有：220V/1PH、220V/3PH、380V/3PH等。高壓型有：3000、6000、10000V/3PH等。按控制算法可分為：通用型和高性能型，通用型內(nèi)置V/F控制方式，簡(jiǎn)單，性能一般，高性能型內(nèi)置矢量控制方式，復(fù)雜，高性能。按變換方法（拓樸結(jié)構(gòu)）可分為交直交和交交，交直交電壓型（儲(chǔ)能環(huán)節(jié)為電解電容）電流型（儲(chǔ)能環(huán)節(jié)為電抗器），交直交電壓型變頻器因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功率因素高，目前廣泛使用，常用設(shè)計(jì)功率在315KW。交交，無(wú)儲(chǔ)能環(huán)節(jié)按使用類(lèi)型不同分為塑膠及空油壓，低功率，低噪聲，無(wú)感測(cè)向量，磁束矢量型，風(fēng)機(jī)和水泵等。3.2.1按用途分類(lèi)按速度分類(lèi)變頻器的控制對(duì)象三相交流異步電機(jī)和三相交流同步電機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)適配電機(jī)極數(shù)是2/4極變頻調(diào)速的優(yōu)勢(shì)（與其它交流電機(jī)調(diào)速方式對(duì)比）序號(hào)優(yōu)點(diǎn)1平滑軟啟動(dòng)，降低啟動(dòng)沖擊電流，減少變壓器占有量，確保電機(jī)安全2在機(jī)械允許的情況下可通過(guò)提高變頻器的輸出頻率提高工作速度3無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速精度大大提高4電機(jī)正反向無(wú)需通過(guò)接觸器切換5非常方便接入通訊網(wǎng)絡(luò)控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化控制變頻器的調(diào)速控制可以實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的恒加速和恒減速控制，能很好的防止提升機(jī)過(guò)卷和過(guò)放事故發(fā)生;變頻器的調(diào)速還可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)，取除了轉(zhuǎn)子串電阻造成的能耗，具有十分明顯的節(jié)能效果;變頻器調(diào)速控制電路簡(jiǎn)單，克服了接觸器，電阻器，繞線(xiàn)電機(jī)電刷等容易損壞的缺點(diǎn)，降低了故障和事故的發(fā)生；變頻器靈活的調(diào)速控制便于實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的多段速控制，能防止叉道和彎道脫軌事故;因此，變頻器在提升機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用有十分廣闊的前景。變頻器基礎(chǔ)知識(shí)一控制算法項(xiàng)目通用變頻器高性能變頻器控制算法V/F控制+轉(zhuǎn)矩提升同步機(jī)異步機(jī)控制算法基本相同開(kāi)環(huán)矢量控制（無(wú)速度傳感器矢量控制）閉環(huán)矢量控制（有速度傳感器矢量控制）異步機(jī)和同步機(jī)需要不同的控制算法調(diào)速范圍<1:401:100（開(kāi)環(huán)矢量），1:1000（閉環(huán)矢量）啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩?zé)o要求180%0.5Hz（開(kāi)環(huán)矢量），200%0速（閉環(huán)矢量）穩(wěn)速精度與轉(zhuǎn)差有關(guān)（2-3%）0.5%（開(kāi)環(huán)矢量），0.05%（閉環(huán)矢量）轉(zhuǎn)矩控制無(wú)有控制算法簡(jiǎn)單復(fù)雜電機(jī)參數(shù)不依賴(lài)電機(jī)參數(shù)，支持同時(shí)驅(qū)動(dòng)不同類(lèi)型不同功率的電機(jī)電機(jī)參數(shù)對(duì)控制性能的影響較大，一般只能驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電機(jī)變頻器基礎(chǔ)知識(shí)一變頻器關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)輸入側(cè)額定工作電壓：給變頻器供電的額定工作電壓，各國(guó)家不完全一樣。中國(guó)是220V/單相/50HZ或380V/3相/50HZ電壓允許波動(dòng)：限制變頻器的最高和最低工作電壓，避免損壞變頻器當(dāng)電壓超過(guò)最高值時(shí)變頻器并沒(méi)有保護(hù)能力頻率波動(dòng)范圍：50/60Hz±5%輸出側(cè)額定輸出電壓：變頻器的最大輸出電壓，由額定工作電壓決定額定電流：變頻器能夠長(zhǎng)期輸出的最大電流過(guò)載能力：變頻器的輸出電流允許超過(guò)額定電流的倍數(shù)和時(shí)間，由逆變模塊決定最大輸出頻率：變頻器能夠輸出的最大工作頻率頻率精度：輸出頻率的準(zhǔn)確度（相對(duì)于設(shè)定頻率）頻率分辯率：指給定運(yùn)行頻率的最小改變量防護(hù)等級(jí)IP20（不防水）變頻器基礎(chǔ)知識(shí)一變頻器分類(lèi)供電電源低壓220V/1PH、220V/3PH、380V/3PH高壓3000、6000、10000V/3PH控制算法通用內(nèi)置V/F控制方式，簡(jiǎn)單，性能一般高性能內(nèi)置矢量控制方式，復(fù)雜，高性能變換方法（拓樸結(jié)構(gòu)）父直交電壓型（儲(chǔ)能環(huán)節(jié)為電解電容）電流型（儲(chǔ)能環(huán)節(jié)為電抗器）父父無(wú)儲(chǔ)能環(huán)節(jié)注：交直交電壓型變頻器因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功率因素高，目前廣泛使用，常用設(shè)計(jì)功率在315KW交流低壓交直交通用變頻器系統(tǒng)框圖

整流器：將交流電變換成直流的電力電子裝置，其輸入電壓為正弦波，輸入電流非正弦，帶有豐富的諧波逆變器：將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的電力電子裝置，其輸出電壓為非正弦波，輸出電流近似正弦變頻器的構(gòu)成一實(shí)用原理框圖類(lèi)別作用主要構(gòu)成器件主回路整流部分1將工頻交流變成直流，輸入無(wú)相序要求整流橋逆變部分2將直流轉(zhuǎn)換為頻率電壓均可變的交流電，輸出無(wú)相序要求IGBT制動(dòng)部分3/4消耗過(guò)多的回饋能量，保持直流母線(xiàn)電壓不超過(guò)最大值單管IGBT和制動(dòng)電阻，大功率制動(dòng)單元外置上電緩沖6降低上電沖擊電流，上電結(jié)束后接觸器自動(dòng)吸合，而后變頻器允許運(yùn)行限流電阻和接觸器儲(chǔ)能部分5保持直流母線(xiàn)電壓恒定，降低電壓脈動(dòng)電解電容和均壓電阻控制回路鍵盤(pán)7對(duì)變頻器參數(shù)進(jìn)行調(diào)試和修改，并實(shí)時(shí)監(jiān)控變頻器狀態(tài)MCU（單片機(jī)）控制電路8交流電機(jī)控制算法生成，外部信號(hào)接收處理及保護(hù)DSP（或兩個(gè)MCU）

類(lèi)別作用結(jié)構(gòu)件散熱器將整流橋、逆變器產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去溫度傳感器檢測(cè)散熱器溫度，確保模塊工作在允許溫度環(huán)境下風(fēng)扇配合散熱器，將變頻器內(nèi)部的熱量帶走，有直流風(fēng)扇（24V）和交流風(fēng)扇兩種變頻器的構(gòu)成一用戶(hù)接口變頻器的構(gòu)成一控制回路接口接口類(lèi)型主要特點(diǎn)主要功能開(kāi)關(guān)量輸入無(wú)源輸入，一般由變頻器內(nèi)部24V供電，啟/停變頻器，接收編碼器信號(hào)、多段速、外部故障等信號(hào)或指令開(kāi)關(guān)量輸出集電極開(kāi)路輸出、繼電器輸出變頻器故障、就緒、達(dá)速等，參與外部控制模擬量輸入0-10V/4-20mA頻率給定/PID給定、反饋，接收來(lái)自外部的給定或控制模擬量輸出0-10V/4-20mA運(yùn)行頻率、運(yùn)行電流的輸出，用于外界顯示儀表和外部設(shè)備控制脈沖輸出PWM波輸出功能同模擬量輸出（只有個(gè)別變頻器提供）通訊口RS485/RS232組網(wǎng)控制變頻器保護(hù)功能由于變頻器大量的使用了各種半導(dǎo)體器件，如整流橋、IGBT、電解電容等，要想保證變頻器長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，則必須保證各器件工作在其允許條件下。超出條件則必須立刻或延時(shí)停止變頻器工作，待異常條件消失后才能重新開(kāi)始工作，如保護(hù)失效或動(dòng)作延遲將導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)不可恢復(fù)性損害。保護(hù)類(lèi)型原因缺相輸入缺相輸入電壓值相差超過(guò)允許值輸出缺相輸出電流三相不平衡過(guò)流加速/減速/恒速超過(guò)變頻器允許的最大電流（2倍額定）過(guò)載超過(guò)變頻器允許的過(guò)載范圍過(guò)壓加速/減速/恒速直流母線(xiàn)電壓超過(guò)允許值過(guò)熱散熱器溫度超過(guò)允許值欠壓電網(wǎng)電壓過(guò)低變頻器選型一選型原則考慮變頻器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性，變頻器選型保留適當(dāng)?shù)挠嗔渴潜匾摹Ｒ獪?zhǔn)確選型，必須要把握以下幾個(gè)原則：充分了解控制對(duì)象性能要求。一般來(lái)講如對(duì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、調(diào)速精度、調(diào)速范圍要求較高的場(chǎng)合則需考慮選用矢量變頻器，否則選用通用變頻器即可了解負(fù)載特性，如是通用場(chǎng)合，則需確定變頻器是G型還是P型了解所用電機(jī)主要銘牌參數(shù)：額定電壓、額定電流。確定負(fù)載可能出現(xiàn)的最大電流，以此電流作為待選變頻器的額定電流。如果該電流小于適配電機(jī)額定電流，則按適配電機(jī)選擇對(duì)應(yīng)變頻器，考慮成本因素，如選用的是通用變頻器，則可以選擇P型機(jī)以下情況要考慮容量放大一檔：1、長(zhǎng)期高溫大負(fù)荷2、異?；蚬收贤C(jī)會(huì)出現(xiàn)災(zāi)難性后果的現(xiàn)場(chǎng)3、目標(biāo)負(fù)載波動(dòng)大4、現(xiàn)場(chǎng)電網(wǎng)長(zhǎng)期偏低而負(fù)載接近額定5、繞線(xiàn)電機(jī)、同步電機(jī)或多極電機(jī)（6極以上充分了解各變頻器支持的選配件是正確選配的基礎(chǔ)。對(duì)于變頻器的選配件選配，必須要把握以下幾個(gè)原則：以下情況要選用交流輸入電抗器、直流電抗器民用場(chǎng)合，如：賓館中央空調(diào)、電機(jī)功率大于55KW以上電網(wǎng)品質(zhì)惡劣或容量偏小的場(chǎng)合如不選用可能會(huì)造成干擾、三相電流偏差大，變頻器頻繁炸機(jī)以下情況要選用交流輸出電抗器變頻器到電機(jī)線(xiàn)路超過(guò)100米（一般原則）以下情況一般要選用制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻提升負(fù)載頻繁快速加減速大慣量（自由停車(chē)需要1min以上，恒速運(yùn)行電流小于加速電流的設(shè)備）變頻器選型一選型原則使用通用變頻器的行業(yè)和設(shè)備使用矢量變頻器的行業(yè)和設(shè)備紡織絕大多數(shù)設(shè)備紡織有張力控制場(chǎng)合需使用冶金輔助風(fēng)機(jī)水泵、輥道、高爐卷?yè)P(yáng)冶金各種主軋線(xiàn)、飛剪石化用風(fēng)機(jī)、泵、空壓機(jī)電梯門(mén)機(jī)、起重行走電梯、起重提升供水油田用風(fēng)機(jī)、水泵、抽油機(jī)、空壓機(jī)電廠(chǎng)風(fēng)機(jī)水泵、傳送帶市政鍋爐、污水處理部分拉絲機(jī)牽引拉絲機(jī)的收放卷凹版印刷水泥、陶瓷、玻璃生產(chǎn)線(xiàn)全線(xiàn)傳送帶礦山風(fēng)機(jī)泵礦山提升機(jī)卷煙制絲卷煙成型包裝低速造紙及配套風(fēng)機(jī)水泵、制漿高速造紙、切紙機(jī)、復(fù)卷機(jī)變頻器的構(gòu)成一主回路接口

變頻器的構(gòu)成一實(shí)用原理框圖變頻器工作原理主電路是給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類(lèi)：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。（1）整流器：最近大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）平波回路：在整流器整流后的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動(dòng)電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動(dòng)電流也使直流電壓變動(dòng)。為了抑制電壓波動(dòng)，采用電感和電容吸收脈動(dòng)電壓（電流）。裝置容量小時(shí)，如果電源和主電路構(gòu)成器件

有余量，可以省去電感采用簡(jiǎn)單的平波回路。逆變器：同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時(shí)間使6個(gè)開(kāi)關(guān)器件