變頻器入門課程

變頻器入門課程第1頁/共33頁2變頻器內部結構整流器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。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，以所確定的時間使6個開關器件導通、關斷就可以得到3相交流輸出。第2頁/共33頁3制動單元及制動電阻在變頻器中的應用當電動機快速停車時或者是提升機帶負載下降時，電動機變?yōu)椤鞍l(fā)電”狀態(tài)，反饋回能量給變頻器，造成直流母線電壓升高甚至損壞IGBT，因此需要制動單元消耗這部分多余的能量以保護變頻器。有的變頻器是通過串接制動電阻以熱量的形式消耗掉這些能量，也有的變頻器是通過可控的整流橋將這些能量送回電網(wǎng)。第3頁/共33頁4變頻器節(jié)能

變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風機、水泵的應用上。為了保證生產的可靠性，各種生產機械在設計配用動力驅動時，都留有一定的富余量。當電機不能在滿負荷下運行時，除達到動力驅動要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費。風機、泵類等設備傳統(tǒng)的調速方法是通過調節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來調節(jié)給風量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中。當使用變頻調速時，如果流量要求減小，通過降低泵或風機的轉速即可滿足要求第4頁/共33頁5變頻器節(jié)能

無功功率不但增加線損和設備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低導致電網(wǎng)有功功率的降低，大量的無功電能消耗在線路當中，設備使用效率低下，浪費嚴重，使用變頻調速裝置后，由于變頻器內部濾波電容的作用，從而減少了無功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。

電機硬啟動對電網(wǎng)造成嚴重的沖擊，而且還會對電網(wǎng)容量要求過高，啟動時產生的大電流和震動時對擋板和閥門的損害極大，對設備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對供電容量的要求，延長了設備和閥門的使用壽命。節(jié)省了設備的維護費用第5頁/共33頁6變頻器的應用領域1、空調負載類其中主要技術是變頻調速節(jié)電。2、破碎機類負載

冶金礦山、建材應用不少破碎機、球磨機，該類負載采用變頻后效果顯著。3、大型窯爐煅燒爐類負載

4、壓縮機類負載5、軋機類負載如多機架鋁軋機組采用通用變頻器，滿足低頻帶載啟動，機架間同步運行，恒張力控制，操作簡單可靠。6、卷揚機類負載卷揚機類負載采用變頻調速，穩(wěn)定、可靠。鐵廠的高爐卷揚設備是主要的煉鐵原料輸送設備。它要求啟、制動平穩(wěn)，加減速均勻，可靠性高。第6頁/共33頁7變頻器的應用領域7、轉爐類負載8、輥道類負載9、泵類負載10、吊車、翻斗車類負載吊車、翻斗車等負載轉矩大且要求平穩(wěn)，正反頻繁且要求可靠。11、拉絲機類負載12、運送車類負載13、電梯高架游覽車類負載14、給料機類負載15、堆取料機類負載16、風機類負載17、攪拌機類負載18、造紙機類負載第7頁/共33頁8變頻器的應用領域19、磨床等機械類負載20、卷煙機類負載21、印染機類負載22、污水處理等環(huán)保類負載23、海上采油平臺類負載

因篇幅有限，以上這些例子也只是部分列舉，不是全部，所以我們可以看出變頻器因為其優(yōu)良的性能在工業(yè)各個領域都有著很好的應用。AB公司作為工控行業(yè)的領導者，其PowerFlex系列變頻器在進入市場以來，憑借其先進的設計以及依托于羅克韋爾的強大軟件支持，深得用戶喜愛。主要有PF4/40/40P/400P/4M/523/525以及PF70/700/700H/700S/700L/7000/753/755等，下面我們著重介紹一下PF525變頻器。第8頁/共33頁Allen-Bradley?PowerFlex?525變頻器具備卓越性能、能夠靈活控制的新一代

牛牛文庫文檔分享第9頁/共33頁PowerFlex

525變頻器Allen-Bradley的下一代PowerFlex緊湊型變頻器系列的第一個應用起來非常靈活各項功能在市場上居于領先地位PowerFlex525能幫您節(jié)省開支，最大化系統(tǒng)性能，減少設計乃至交機的時間10第10頁/共33頁PowerFlex525變頻器家族功率范圍、方便控制、靈活性和各種特色功能廣泛適用于多種應用對單獨運行的機器和簡單系統(tǒng)的集成來說非常理想11功率范圍:100-120V:0.4到

1.1kW/0.5to1.5Hp200-240V:0.4到15

kW/0.5to20Hp380-480V:0.4到22kW/0.5to30Hp525-600V:0.4到22kW/0.5to30Hp獨特的模塊化設計

無縫集成于Logix控制架構具有EtherNet/IP和安全轉矩關斷的標準內置端口配置工具容易使用靈活的馬達控制和安裝選件第11頁/共33頁PowerFlex

525變頻器創(chuàng)新性的設計控制模塊可拆卸，安裝更快速一種控制模塊適用各種功率范圍安裝選件卡時，無需額外空間12易于編程Studio5000:AOPs&ADCConnectedComponentsWorkbench(CCW)軟件典型應用的預選參數(shù)組MainsFree?編程(無功率模塊)通訊功能內置EtherNet/IP端口可選的雙口EtherNet/IP卡有支持DeviceNet或

ProfibusDP的選件卡第12頁/共33頁PowerFlex

525變頻器安全轉矩關斷內置標準的SIL2/PLd級別的安全轉矩關斷功能13能在更高環(huán)境溫度下工作標準工作溫度可達50°C降容條件下可達60°C可選的風機卡支持在高達70°C的環(huán)境下降容運行功率范圍更寬

且

適應全球各種電壓0.2到

22kW(30HP),400V110V,200V,400V,600V第13頁/共33頁創(chuàng)新性的設計獨特的模塊化設計節(jié)省了用戶安裝和配置的時間標準產品內置以太網(wǎng)口和安全轉矩關斷功能業(yè)界領先的緊湊型外觀添加選件卡無需另外空間變頻器上部和下部需要的安裝間距相當小環(huán)境溫度可達70°C安裝方式靈活：豎直、水平和堆疊均可14第14頁/共33頁快速安裝&配置配置變頻器和對功率模塊進行安裝接線可以同時進行一種控制模塊適用所有功率段，減少了客戶的備件庫存用標準USB線進行參數(shù)的上傳、下載和固件更新MainsFree?配置方式允許對控制模塊通過USB線供電15第15頁/共33頁參數(shù)表16第16頁/共33頁快速安裝&配置上傳/下載配置文件時采用USB連接僅作為數(shù)據(jù)傳輸口:上傳配置下載配置更新固件不能采用USB連接來進行編程配置用ConnectedComponentsWorkbench來生成配置文件載配置時的計算機可以不安裝CCW這種USB連接類似于把一個智能設備與計算機實現(xiàn)同步17第17頁/共33頁靈活的電機控制方式PF525是許多應用的理想選擇—比任何其它同類變頻器的控制選件都要多V/Hz壓頻比無傳感器矢量控制(SVC)經(jīng)濟運行模式(Economizer)閉環(huán)速度矢量控制永磁電機控制

(預計在2013年12月發(fā)布相應固件)采用閉環(huán)反饋的定位功能可實現(xiàn)簡單的定位控制18第18頁/共33頁通訊功能19上位可以利用PF525的網(wǎng)口來配置、控制和監(jiān)視本機以標準內置EtherNet/IP端口無縫集成于Logix架構可選的雙端口EtherNet/IP網(wǎng)卡使得連接方式更多，并支持設備級環(huán)網(wǎng)(DLR)可添加網(wǎng)卡，支持以下網(wǎng)絡DeviceNetProfibusDP(單口)第19頁/共33頁EtherNet/IP?網(wǎng)絡拓撲線型星型環(huán)型20僅有RockwellAutomation支持設備級的環(huán)網(wǎng)(DLR)第20頁/共33頁自動設備配置(ADC)ADC功能允許用戶通過配置Logix系統(tǒng)，使得變頻器的配置能夠自動被下載更換變頻器時，表現(xiàn)最優(yōu)異ADC在LogixV20及以上版本中支持得力于以下產品和功能的支持:Stratix6000&8000和5700交換機自動設置IP地址固件版本管理刷新變頻器及附件的固件下載按鍵RSLogix5000中的目標變頻器的屬性說明(AOP)第21頁/共33頁自動設備配置(ADC)舉例EtherNet/IP2:00AMStratix6000/8000/5700IPAddressFlashConfiguration減少停機時間，從而幫助客戶節(jié)省時間和成本第22頁/共33頁自動設備配置（ADC）減少停機時間23拓撲ADC自動設定

EtherNet/IP地址手動設定EtherNet/IP地址競爭對手控制網(wǎng)絡否否必需Stratix2000是否必需Stratix5700,6000,8000是是非必需DLR是否必需僅有RockwellAutomation的變頻器支持此功能第23頁/共33頁內置EtherNet/IP接口&雙口以太網(wǎng)卡雙網(wǎng)口EtherNet/IP網(wǎng)卡能提供額外的網(wǎng)絡連接，簡化安裝，減少與交換機相關的成本雙網(wǎng)口支持設備級環(huán)網(wǎng)(DLR)設備級環(huán)網(wǎng)(DLR)上的建議最大節(jié)點數(shù)為50安裝雙網(wǎng)口后,內置的單網(wǎng)口仍可用來進行編程變頻器工作方式與E-Tap不同24第24頁/共33頁安全性標準內置“安全轉矩關斷”功能可幫助保護您的工作人員和資產安全功能內置使得接線少，安裝空間小初次啟動更快速，減少電機資產上的損耗安全等級可達SIL2/PLdCat325第25頁/共33頁PowerFlex525輸入&輸出7路數(shù)字輸入(其中6個可編程)2路數(shù)字輸出2路模擬量輸入1路模擬量輸出2路繼電器輸出(1常開,1常閉)26第26頁/共33頁PowerFlex525輸入&輸出27第27頁/共33頁PowerFlex525輸入&輸出28第28頁/共33頁

牛牛文庫文檔分享多變頻器級聯(lián)的配置模式至多5臺PF525共用EtherNet/IP或DeviceNet網(wǎng)絡上的一個節(jié)點要求一臺PF525作為RS-485/DSI的主站連接到EtherNet/IP或DeviceNet至多四臺變頻器可以作為從站連接到RS-485/DSI網(wǎng)絡EtherNet/IP或DeviceNetDSI至多5臺變頻器共享一個Ethernet/IP地址第29頁/共33頁世界范圍內的產品認證UL508CcUL508CREACHCE低壓:EN61800-5-1機器安全:EN60204:2006EMC:IEC61800-3:2004+Am1:2011C-TickEN61800-3(1996withA.11,2000)TUVSIL2:EN62061:2005/IEC61508/EN61800-5-2:2007Cat3/PLd:ENISO13