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1、变频器原理及接线图第1页，本讲稿共41页主要内容一、变频器简介二、变频器的用途三、变频器的安装方法四、变频器外部线路的连接五、ABB ACS510变频器操作说明及简单设定六、ABB ACS510变频器的故障处理七，变频器的维护八，变频器主电路外围设备选择第2页，本讲稿共41页一、变频器简介 变频器（变频器（Variable-frequency DriveVariable-frequency Drive，VFDVFD）是应用）是应用变频技术与微电子技术，利用电力半导体器件的通断通过改变频技术与微电子技术，利用电力半导体器件的通断通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变电机工
2、作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要用来通过调整频率而改变电动机转速，变频器主要用来通过调整频率而改变电动机转速，因此也叫变频调速器。因此也叫变频调速器。第3页，本讲稿共41页变频器的特点序号优 点1平滑软启动，降低启动冲击电流，启动时需要的功率更低，降低电力线路电压波动,确保电机安全。2在机械允许的情况下可通过提高变频器的输出频率提高工作速度,可控的加速功能。3无级调速，调速精度大大提高。4电机正反向无需通过接触器切换。5具有多种信号输入输出端口，非常方便接入通讯网络控制，实现生产自动化控制。第4页，本讲稿共41页变频器系统框图变频器系统框图v变频器通常分为变频器通常分为
3、4部分：部分：整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。v1）整流单元：将工作频率固定的交流电转换为直流电。v2）高容量电容：存储转换后的电能。v3）逆变器：由大功率开关晶体管阵列组成电子开关，将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。v4）控制器：按设定的程序工作，控制输出方波的幅度与脉宽，使叠加为近似正弦波的交流电，驱动交流电动机。整流单元高容量电容逆变器M控制器交流直流直流交流第5页，本讲稿共41页变频器的保护功能变频器的保护功能由于变频器大量的使用了各种半导体器件，如整流桥、由于变频器大量的使用了各种半导体器件，如整流桥、IGBTIGBT、电解电、电解电容等，要想保证变频器长期稳定工作，则
4、必须保证各器件工作在其允许容等，要想保证变频器长期稳定工作，则必须保证各器件工作在其允许条件下。超出条件则必须立刻或延时停止变频器工作，待异常条件消失条件下。超出条件则必须立刻或延时停止变频器工作，待异常条件消失后才能重新开始工作，如保护失效或动作延迟将导致变频器出现不可恢后才能重新开始工作，如保护失效或动作延迟将导致变频器出现不可恢复性损害。复性损害。保护类型原因缺相输入缺相输入电压值相差超过允许值输出缺相输出电流三相不平衡过流加速/减速/恒速超过变频器允许的最大电流（2倍额定）过载超过变频器允许的过载范围过热内部通风散热不良或散热器温度超过允许值过压加速/减速/恒速直流母线电压超过允许值不
5、能保护输入电压过高欠压电网电压过低熔断器断路内部熔断器由于某原因断路其它异常存储器异常、键盘通信异常、CPU异常等等第6页，本讲稿共41页二、变频器的用途 变频器在日常生活及工业生产中用途非常广泛比如我们日常生活中的供水，住户只要上了七楼以上，自来水公司的压力就很难满足需要了，水压不够，打不开热水器，启动不了全自动洗衣机的电磁阀，因为它们是靠水压来开启的。所以，对于一般的高层建筑，我们可以利用变频器的调速特性和编程自动化控制功能，把它装配在地下水池的水泵上，让水泵直接往用户管道供水。用户用水量大，变频器控制水泵自动加速运行；用户用水量小，变频器控制水泵减速运行；无人用水，自动减速甚至停机。这就
6、是我们通常说的变频恒压供水。第7页，本讲稿共41页变频器不仅可以用于恒压供水，供油、送风同样适用。化工厂、化纤厂、冶金厂、铸造厂、印染厂、纺织、制药厂、塑料厂、水泥厂、矿井，各行各业的工厂，根据它们工艺要求，会派上不同的用场。提升机、皮带传送、送风机，引风机，给料系统，注塑机，挤塑机，油田磕头机，可以说每一个行业的每一个生产工艺中，都能用上变频器。不论机关、院校、工厂，变频器都很适用，生活、消防也都需要。第8页，本讲稿共41页三、变频器的安装方法1、变频器应垂直安装。2、变频器运行时要产生热量，为确保冷却空气的通路，在设计时要在变频器的各个方向留有一定的空间。3、变频器运行时，散热板的温度能达
7、到接近90摄氏度，所以，变频器背面的安装面必须要用能耐受较高温度的材质。第9页，本讲稿共41页四、变频器外部线路的连接如果打开变频器的控制面板，我们会发现，面板的下面是一排接线端子，我们所有对变频器的连线都是从这一排接线端子引出来的。第10页，本讲稿共41页变频接线方案变频接线方案SB1SB2L LN NKMKMM3ABCKM变频器压力表压力表电位器电位器插头插头三相电源输入：三相电源输入：U1,V1,W1电机电缆：电机电缆：U2,V2,W2保护接地：保护接地：PE第11页，本讲稿共41页变频恒压供水控制内部接线变频恒压供水控制内部接线第12页，本讲稿共41页连线时注意事项 在变频器的线路连接
8、过程中，需要注意以下几个方面：1、电源一定要连接于主电路电源端子L1/U1、L2/V1、L3/W1。如果错将电源连接于其他端子，则将损坏变频器。2、接地端子必须良好接地，一方面可以防止电击或火警事故，另外能降低噪音。3、一定要用压接端子连接端子和导线，保证连接的高可靠性。第13页，本讲稿共41页连线时注意事项4、完成电路连接后，需检查以下诸点：（1）所有连接是否都正确无误？（2）有无漏接线？（3）各端子和连接线之间是否有短路或对地短路？5、投入电源后，要改变接线，首先应切除电源，并必须注意主电路直流部分滤波电容器完成放电需要一定时间，要等待充电指示灯熄灭，再用直流电压表测试，确认电压值小于DC
9、25V安全电压值后，才能开始作业第14页，本讲稿共41页五，ABBACS510变频器操作说明说明第15页，本讲稿共41页1，简单操作v变频器的给定方式变频器的给定方式：变频器常见的频率给定方式主要有：操作器键盘给定、接点信号给定、模拟信号给定、脉冲信号给定和通讯方式给定等。这些给定方式各有优缺点，须按照实际所需进行选择设置，同时也可以根据功能需要选择不同频率给定方式之间的叠加和切换。第16页，本讲稿共41页2，参数设置：，参数设置：使用参数模式可设置参数值。1.从输出模式开始，按下MENU/ENTER（菜单/进入）键。交替显示下列可选模式：reF-给定PAr-参数CoPY-拷贝2.使用上/下箭
10、头键进入“PAr”（参数模式）。3.按下MENU/ENTER（菜单/进入）键。显示下列参数组之一：“01”“99”4.使用上/下箭头键逐步进入所要的参数组，例如，“03”。5.按下MENU/ENTER（菜单/进入）键。显示已选的参数组的一个参数。例如，“0301”。6.使用上/下箭头键找到你所需要修改的参数。第17页，本讲稿共41页v7.按下MENU/ENTER（菜单/进入）键，采取下列二者之一的方式：按下后并保持2秒钟，或快速连续按两次。则会显示参数值，并在参数值下带字样。v8.使用上/下箭头键逐步设置所要的参数值。v9.在状态下，按下MENU/ENTER（菜单/进入）键能存储所显示的参数值
11、。v10.按EXIT/RESET（退出/复位）键返回到输出模式。v如下电机参数设置组：第18页，本讲稿共41页v9901LANGUAGE（语言）选择所显示的语言。亚洲语言控制盘：1=中文v9902APPLIC MACRO(应用宏)选择一个应用宏。6=PID控制宏v9905MOTOR NOM VOLT(电机额定电压)必须等于电机铭牌上的值。ACS510输出到电机的电压无法大于电源电压。v9906MOTOR NOM CURR(电机额定电流)定义电机额定电流。必须等于电机铭牌上的值。v9907MOTOR NOM FREQ(电机额定频率)定义电机额定频率。范围：10.500Hz(通常是50或60Hz)
12、。第19页，本讲稿共41页v9908MOTOR NOM SPEED（电机额定转速）v定义电机额定转速。v必须等于电机铭牌上的值。v9909MOTOR NOM POWER（电机额定功率）v定义电机额定功率。v必须等于电机铭牌上的值。v1001EXT1 COMMANDS（外部1 命令）v8=KEYPAD控制盘v外部控制1的起停和方向信号由控制盘给出。v方向控制时，参数1003应该设为3(双向).第20页，本讲稿共41页六、ABBACS510变频器的故障处理v报警代码：1v控制盘上显示的故障名称：OVERCURRENT过流v故障描述及其纠正措施：输出电流过大。v检查和排除：电机过载。加速时间过短(参
13、数2202ACCELERTIME1（加速时间1）和2205ACCELERTIME2（加速时间2）)。电机故障，电机电缆故障或接线错误。电机电缆太长突然改变负载，堵转或输出侧接触器动作电机或电机电缆损坏负荷太重，选择变频器容量偏小IGBT或驱动故障，导致三相输出不平衡（主要元件：光耦）第21页，本讲稿共41页v故障代码：2v控制盘上显示的故障名称：DCOVERVOLT直流过压v故障描述及其纠正措施：中间回路DC电压过高。检查和排除：输入侧的供电电源发生静态或瞬态过电压。减速时间过短(参数2203DECELERTIME1（减速时间1）和2206DECELERTIME2（减速时间2）)。确认过电压控
14、制器处于正常工作状态(使用参数2005)。第22页，本讲稿共41页v故障代码：3v控制盘上显示的故障名称：DEVOVERTEMP过温v故障描述及其纠正措施：散热器过温。检查和排除：风扇故障。空气流通受阻。散热器积尘。环境温度过高。电机负载过大。第23页，本讲稿共41页v故障代码：4v控制盘上显示的故障名称：SHORTCIRC短路v故障描述及其纠正措施：短路故障。检查和排除：电机电缆或电机短路。供电电源扰动。v故障代码：6v控制盘上显示的故障名称：DCUNDERVOLT直流欠压v故障描述及其纠正措施：中间回路DC电压不足。v检查和排除：供电电源缺相。熔断器熔断。主电源欠压。第24页，本讲稿共41
15、页v故障代码：7v控制盘上显示的故障名称：AI1LOSSAI1丢失v故障描述及其纠正措施：模拟输入1丢失。模拟输入值小于参数3021AI1FLTLIMIT(AI故障极限)的值。v检查和排除：模拟输入信号源及其接线。参数3021AI1FLTLIMIT(AI故障极限)的设置，并且检查3001AIMINFUNCTION（AI故障功能）。v故障代码：8v控制盘上显示的故障名称：AI2LOSSAI2丢失v故障描述及其纠正措施：模拟输入2丢失。模拟输入值小于参数3022AI2FLTLIMIT(AI故障极限)的值。v检查和排除：模拟输入信号源及其接线。参数3022AI2FLTLIMIT(AI故障极限)的设置
16、，并且检查3001AIMINFUNCTION（AI故障功能）。第25页，本讲稿共41页v故障代码：9v控制盘上显示的故障名称：MOTTEMP电机过温v故障描述及其纠正措施：电机过热，基于传动的估算或温度反馈信号。检查电机是否过载。调整用于估算的参数(30053009)。检查温度传感器和参数组35中的参数设置。v故障代码：10v控制盘上显示的故障名称：PANELLOSS控制盘丢失v故障描述及其纠正措施：控制盘通讯丢失，并且：传动处于本地控制(控制盘显示LOC，本地)，或传动处于远程控制模式(REM，远程)，且起/停/方向/给定值信号来自控制盘。检查：通讯链路和接线。参数3002PANELCOMM
17、ERROR（控制盘丢失故障）。第26页，本讲稿共41页v故障代码：22v控制盘上显示的故障名称：SUPPLYPHASE电源缺相v故障描述及其纠正措施：DC回路的纹波电压太高，检查以下两项：主电源缺相。熔断器熔断。v故障代码：34v控制盘上显示的故障名称：MOTORPHASE电机缺相v故障描述及其纠正措施：电机回路有故障。电机缺相。检查以下各项：电机故障。电机电缆故障。热敏继电器故障(如果使用)。内部故障第27页，本讲稿共41页七，变频器的维护v1,日常维护与检查日常维护与检查对于连续运行的变频器，可以从外部目视检查运行状态。定期对变频器进行巡视检查,检查变频器运行时是否有异常现象。通常应作如下
18、检查:(1)环境温度是否正常，要求在-10+40范围内,以25左右为好;(2)变频器在显示面板上显示的输出电流、电压、频率等各种数据是否正常;(3)显示面板上显示的字符是否清楚，是否缺少字符;(4)用测温仪器检测变频器是否过热,是否有异味;(5)变频器风扇运转是否正常,有无异常，散热风道是否通畅;(6)变频器运行中是否有故障报警显示;(7)检查变频器交流输入电压是否超过最大值。极限418V(380V1.1)，如果主电路外加输入电压超过极限,即使变频器没运行，也会对变频器线路板造成损坏。第28页，本讲稿共41页v2,定期检查定期检查利用每年的大修时间,将检查重点放在变频器日常运行时无法巡视到的部
19、位。(1)作定期检查时，操作前必须切断电源,变频器停电后待操作面板电源指示灯熄灭后，等待4min(变频器的容量越大,等待时间越长,最长为15min)使得主电路直流滤波电容器充分放电,用万用表确认电容器放电完后,再进行操作。(2)将变频器控制板、主板拆下，用毛刷、吸尘器清扫变频器线路板及内部IGBT模块、输入输出电抗器等部位。线路板脏污的地方，应用棉布沾上酒精或中性化学剂擦除。(3)检查变频器内部导线绝缘是否有腐蚀过热的痕迹及变色或破损等.(4)变频器由于振动、温度变化等影响，螺丝等紧固部件往往松动，应将所有螺丝全部紧固一遍。第29页，本讲稿共41页v(5)检查输入输出电抗器、变压器等是否过热,
20、变色烧焦或有异味。(6)检查中间直流回路滤波电解电容器小凸肩(安全阀)是否胀出,外表面是否有裂纹、漏液、膨胀等。电容器的容量可用数字电容表测量,当容量下降到额定容量的80%以下时，应予更换。(7)检查冷却风扇运行是否完好,如有问题则应进行更换。检查时如发现异常声音、异常振动，同样需要更换。(8)检查变频器绝缘电阻是否在正常范围内(所有端子与接地端子).注意不能用兆欧表对线路板进行测量，否则会损坏线路板的电子元器件。(9)将变频器的U1、V1、W1端子和电源端电缆断开，U2、V2、W2端子和电机端电缆断开，用兆欧表测量电缆每相导线之间以及每相导线与保护接地之间的绝缘电阻是否符合要求，正常时应大于
21、1M。(10)变频器在检修完毕投入运行前，应带电机空载试运行几分钟，并校对电机的旋转方向第30页，本讲稿共41页变频器选型：变频器选型：欧美品牌西门子、科比、伦茨、施耐德、ABB 丹佛斯、ROCKWELL、AB日本品牌富士、三菱、安川、日立、欧姆龙 松下电器、松下电工、东芝国产品牌安邦信、佳灵、森兰、康沃、科姆龙、惠丰港台品牌台达、普传、台安、东元、美高韩国品牌LG、现代、三星第31页，本讲稿共41页八，变频器主电路外围设备选择v1、断路器v当变频器需要检修时，或者因某种原因而长时间不用时，将QF切断，使变频器与电源隔离。当变频器输入侧发生短路等故障时，进行保护。v选择原则：v(1)变频器在刚
22、接电源的瞬间，对电容器的充电电流可达额定电流的（2-3）倍；v(2)变频器的进线电流是脉冲电流，其峰值常可能超过额定电流；v(3)变频器允许的过载能力为150%，1min。v为了避免误动作，断路器的额定电流应选：第32页，本讲稿共41页v2、交流接触器v(1)主要作用：可通过按钮开关方便地控制变频器的通电与断电；变频器发生故障时，可自动切断电源。v(2)选择原则：由于接触器自身并无保护功能，不存在误动作的问题，故选择原则是主触点的额定电流。第33页，本讲稿共41页v3，热继电器热继电器是厂矿企业使用较普遍的电气设备之一，一般由加热元件、控制触头和动作系统、复位机构等三部分组成，它是依靠通过发热
23、元件的负载电流超过允许值时，所产生的持续增大热量使动作机构随之动作的一种保护电器。主要用于电力拖动系统中保护电动机的过载、及对其它电气设备发热状态的控制，目的是防止电动机等设备长时间严重过载，而导致的电动机等设备绝缘老化加速、使用年限缩短、甚至烧毁的现象发生。第34页，本讲稿共41页热继电器常见的故障包括：拒绝动作、误动作和动作不稳定时慢时快，产生的原因及其处理措施如下：1）.拒绝动作原因及对策拒绝动作原因及对策v热继电器与电动机等设备不匹配。额定技术值过大或不适合，造成热继电器拒动。额定技术参数应重新选择。v热继电器外接线螺钉虚接、虚焊。应将外接线全部检查后接好接实。v动作电流整定值偏大，应
24、合理调低整定值或更换额定电流符合要求的热继电器。v热继电器动触杆弹性减小或消失、触头接触不上或烧坏。必要时更换。第35页，本讲稿共41页v因负荷侧短路或负载电流过大。反复短时操作频率过高或机械机构故障，使热继电器不能动作，导致热元件烧断或脱焊拒动。应更换新热继电器。v年久失修，导致机械动作机构磨损严重。积尘锈蚀或变形甚至卡住。应修理调整。v热继电器导板脱出，应重新放入并校验其是否灵活。第36页，本讲稿共41页 2.误动作误动作v整定值偏小，合理调高整定值或更换额定电流符合要求的热继电器。v电动机拖动时间过长，应按电动机起动时间要求选择具有适合可返回时间级数的热继电器，或起动时将热继电器短接，起
25、动后再解除其短接。v操作频率过高，应合理选用并限定操作频率。v有强烈外部冲击振动。应采用防振措施或选用抗冲击振动性好的热继电器。第37页，本讲稿共41页v可逆运转，反接制动或密接通断。不宜选用双金属片-热元件式继电器，应改用半导体温度热继电器保护。v热继电器安装不合规定或热继电器周围温度与被保护设备的周围温度相差太大。应按两处温度差配置适当的热继电器。3 动作不稳定，时慢时快动作不稳定，时慢时快v热继电器内部机构中，个别零部件松动。应及时紧固零部件。第38页，本讲稿共41页v电流波动太大，热继电器调整试验时，电流波动太大或外线螺丝没有拧紧、每试验中间的冷却状态不同、造成双金属片弯折。相应措施是
26、安装稳流器，将外接线螺钉拧紧，使冷却状态保持相同，校验电流表的准确度或更换热继电器。第39页，本讲稿共41页v变频器使用的其他注意事项：v因为变频器中要进行大功率二极管整流，大功率晶体管逆变，结果是在输入输出回路产生电流高次谐波，干扰供电系统，负载，及其他电器设备。例如：影响电机运行产生异响，影响控制中心软件与PLC、仪表等通讯等。v处理方法：1，变频系统的供电电源与其他设备供电电源相互独立。v2，在变频输入与输出串联电抗器，或者滤波器。吸收谐波和增大电源或负载的阻抗。v3，电机与变频器之间应穿钢管或用铠装电缆，且不能过长，并与弱电信号分别敷设。v4，信号线用屏蔽线，与主回路20cm以上。v5，变频器使用专用接地线，与其他设备接地分开。特别是信号接地。第40页，本讲稿共41页第41页，本讲稿共41页