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1、电气培训之变频器1 1第1页，本讲稿共17页2 2第2页，本讲稿共17页3 3第3页，本讲稿共17页4 4第4页，本讲稿共17页学习要点：学习要点：学习要点：学习要点：基本概念基本概念基本概念基本概念 变频器的工作原理变频器的工作原理变频器的工作原理变频器的工作原理 变频器的选型变频器的选型变频器的选型变频器的选型 变频器的安装变频器的安装变频器的安装变频器的安装 变频器使用中应该注意的问题变频器使用中应该注意的问题变频器使用中应该注意的问题变频器使用中应该注意的问题电气基础知识电气基础知识变频器变频器5 5第5页，本讲稿共17页第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念1 1
2、、晶闸管（、晶闸管（ThyristorThyristor）：又称可控硅，是硅晶体闸流管的简）：又称可控硅，是硅晶体闸流管的简称。是一种较理想的大功率变流器件。称。是一种较理想的大功率变流器件。2 2、可控整流：把交流电压改变为可变直流。、可控整流：把交流电压改变为可变直流。3 3、逆变：将直流变换为交流的过程。、逆变：将直流变换为交流的过程。分为有源逆变（如分为有源逆变（如UPSUPS）和无源逆变）和无源逆变(变频器变频器)。4 4、变频：把电网交流电变换成频率与大小可调的交流电。、变频：把电网交流电变换成频率与大小可调的交流电。6 6第6页，本讲稿共17页第二节第二节第二节第二节 常用变频装
3、置组成常用变频装置组成常用变频装置组成常用变频装置组成目前常用变频装置目前常用变频装置VVVFVVVF系统系统-(Variable Voltage Variable Frequency)-(Variable Voltage Variable Frequency)变压变频系统。变压变频系统。用可控整流器变压、用逆变器变频。用可控整流器变压、用逆变器变频。PWM-PWM-（Pulse Width ModulationPulse Width Modulation脉宽调制）用不控整流器整流、脉宽调制）用不控整流器整流、PWMPWM逆变器同时变压变频。逆变器同时变压变频。7 7第7页，本讲稿共17页第三
4、节第三节第三节第三节 变频器的选型变频器的选型变频器的选型变频器的选型注意：变频器不是在任何情况下都能正常使用的，因此选型时对负载、注意：变频器不是在任何情况下都能正常使用的，因此选型时对负载、环境要求和变频器应该有更多了解。环境要求和变频器应该有更多了解。电动机所带动的负载不同，对变频器的要求也有区别。电动机所带动的负载不同，对变频器的要求也有区别。1 1、普通的负载：普通的负载：对变频器的要求最为简单。只要变频器容量等于电动机容量即可。对变频器的要求最为简单。只要变频器容量等于电动机容量即可。例如：普通风机和水泵。例如：普通风机和水泵。2 2、起重机类负载、起重机类负载：这类负载的特点是启
5、动时冲击很大，因此要求变频器有一定余量。同时，这类负载的特点是启动时冲击很大，因此要求变频器有一定余量。同时，在重物下放时，会有能量回馈，因此要使用制动单元。在重物下放时，会有能量回馈，因此要使用制动单元。8 8第8页，本讲稿共17页3 3、不均衡负载：、不均衡负载：负载有时轻，有时重，此时应按照重负载的情况来选择变频器负载有时轻，有时重，此时应按照重负载的情况来选择变频器容量，容量，例如：粉碎机、搅拌机等。例如：粉碎机、搅拌机等。4 4、大惯性负载：、大惯性负载：此类负载惯性很大，因此启动时可能会振荡；而且电动机减速时此类负载惯性很大，因此启动时可能会振荡；而且电动机减速时有能量回馈。有能量
6、回馈。选择时应该用容量稍大的变频器来加快启动，避免振荡。配合选择时应该用容量稍大的变频器来加快启动，避免振荡。配合制动单元消除回馈电能。制动单元消除回馈电能。例如：离心机、冲床等。例如：离心机、冲床等。9 9第9页，本讲稿共17页第四节第四节 变频器的安装变频器的安装注意：正确的安装过程和良好环境、可以减少故障、注意：正确的安装过程和良好环境、可以减少故障、延长变频器工延长变频器工作寿命，作寿命，最大程度发挥其功效。最大程度发挥其功效。1 1、物理安装环境要求、物理安装环境要求（1 1）环境温度：一般适用在）环境温度：一般适用在-10-104040、湿度在低于、湿度在低于90%90%的环境工作
7、的环境工作中。环境温度若高于中。环境温度若高于4040时候，每升高时候，每升高11，变频器应降额，变频器应降额5%5%使用。使用。（2 2）安装现场的其它要求：）安装现场的其它要求：1 1）无腐蚀、无易燃易爆气体、液体）无腐蚀、无易燃易爆气体、液体;2 2）无灰尘、漂浮性的纤维及金属颗粒）无灰尘、漂浮性的纤维及金属颗粒;3 3）安装场所的基础、墙壁应坚固无损伤、无震动）安装场所的基础、墙壁应坚固无损伤、无震动;4 4）避免阳光直射）避免阳光直射;1010第10页，本讲稿共17页2 2、电气安装环境要求、电气安装环境要求（1 1）防止电磁波干扰！）防止电磁波干扰！变频器在工作中由于整流和变频，周
8、围产生了很多的干扰电磁波，变频器在工作中由于整流和变频，周围产生了很多的干扰电磁波，这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰。因此，柜内仪表这些高频电磁波对附近的仪表、仪器有一定的干扰。因此，柜内仪表和电子系统，应该选用金属外壳，屏蔽变频器对仪表的干扰。所有的和电子系统，应该选用金属外壳，屏蔽变频器对仪表的干扰。所有的元器件均应可靠接地，除此之外，各电气元件、仪器及仪表之间的连元器件均应可靠接地，除此之外，各电气元件、仪器及仪表之间的连线应选用屏蔽控制电缆，且屏蔽层应接地。如果处理不好电磁干扰，线应选用屏蔽控制电缆，且屏蔽层应接地。如果处理不好电磁干扰，往往会使整个系统无法工作，导致控制单
9、元失灵或损坏。往往会使整个系统无法工作，导致控制单元失灵或损坏。（2 2）防止输入端过电压！）防止输入端过电压！变频器电源输入端往往有过电压保护，但是，如果输入端高电压作用变频器电源输入端往往有过电压保护，但是，如果输入端高电压作用时间长，会使变频器输入端损坏。因此，在实际运用中，要核实变频器时间长，会使变频器输入端损坏。因此，在实际运用中，要核实变频器的输入电压、单相还是三相，以及变频器使用额定电压。特别是电源电的输入电压、单相还是三相，以及变频器使用额定电压。特别是电源电压极不稳定时要有稳压设备，否则会造成严重后果。压极不稳定时要有稳压设备，否则会造成严重后果。1111第11页，本讲稿共1
10、7页3 3、安装中注意事项：、安装中注意事项：（1 1）变频器的安装空间及通风：）变频器的安装空间及通风：变频器内部装有冷却风扇以强制风冷，为了使冷却循环效果良好，所变频器内部装有冷却风扇以强制风冷，为了使冷却循环效果良好，所以必须将变频器垂直安装。将多台变频器安装在同一以必须将变频器垂直安装。将多台变频器安装在同一 装置或控制箱里时，装置或控制箱里时，为减少相互热影响，建议要横向并列安装。为减少相互热影响，建议要横向并列安装。（2 2）变频器盖板的拆卸：）变频器盖板的拆卸：在安装中，需要对变频器进行测试、检查、接线等，这就需要对其在安装中，需要对变频器进行测试、检查、接线等，这就需要对其盖板
11、进行拆卸。要注意不同变频器的特点，根据他们的特点来安装，盖板进行拆卸。要注意不同变频器的特点，根据他们的特点来安装，避免在拆卸盖板中损坏接插件以及元器件。避免在拆卸盖板中损坏接插件以及元器件。（3 3）安装地点选择）安装地点选择 变频器与驱动马达之间的距离一般不超过变频器与驱动马达之间的距离一般不超过5050米，若需更长的距米，若需更长的距离则需降低载波频率或增加输出电抗器选件才能正常运转。离则需降低载波频率或增加输出电抗器选件才能正常运转。1212第12页，本讲稿共17页4 4、接线中的注意事项：、接线中的注意事项：（1 1）变频器的接线：）变频器的接线：1 1）检查接线是否有误，切记不要将
12、电源线接到变频器的输出端子上；也不要）检查接线是否有误，切记不要将电源线接到变频器的输出端子上；也不要将变频器输出端子排上的将变频器输出端子排上的“N N”端子误认为电源中性线端子端子误认为电源中性线端子。2 2）电线的线屑，金属屑、螺杆、螺母是否掉落在变频器内部）电线的线屑，金属屑、螺杆、螺母是否掉落在变频器内部 3 3）螺杆是否拧紧，电线是否有松动）螺杆是否拧紧，电线是否有松动 4 4）端子接线的裸露部分是否与别的端子带电部分相碰，是否触及了）端子接线的裸露部分是否与别的端子带电部分相碰，是否触及了变频器外壳。变频器外壳。（2 2）控制回路接线的注意事项：）控制回路接线的注意事项：1 1）
13、控制回路与主回路的接线，以及与其它动力线、电力线应分开走线，）控制回路与主回路的接线，以及与其它动力线、电力线应分开走线，并保持一定距离。并保持一定距离。2 2）变频器控制回路中的继电器触点端子引线，与其他控制回路端子的连线要）变频器控制回路中的继电器触点端子引线，与其他控制回路端子的连线要分开走线，以免触点闭合或断开时造成干扰信号。分开走线，以免触点闭合或断开时造成干扰信号。3 3）为了防止噪声等信号引起的干扰，使变频器产生误动作，控制回路采用屏）为了防止噪声等信号引起的干扰，使变频器产生误动作，控制回路采用屏蔽线。蔽线。1313第13页，本讲稿共17页（3 3）正确接地：）正确接地：变频器
14、正确接地是提高控制系统灵敏度、抑制噪声能力的重要变频器正确接地是提高控制系统灵敏度、抑制噪声能力的重要手段。手段。1 1）变频器接地端子）变频器接地端子E(G)E(G)接地电阻越小越好，接地导线截面积应接地电阻越小越好，接地导线截面积应不小于不小于2mm22mm2，长度应控制在，长度应控制在20m20m以内。以内。2 2）变频器的接地必须与动力设备接地点分开，不能共地。信号输入）变频器的接地必须与动力设备接地点分开，不能共地。信号输入线的屏蔽层，应接至线的屏蔽层，应接至E(G)E(G)上，其另一端绝不能接于地端，否则会引起上，其另一端绝不能接于地端，否则会引起信号变化波动，使系统振荡不止。信号
15、变化波动，使系统振荡不止。3 3）变频器与控制柜之间应电气连通，如果实际安装有困难，可）变频器与控制柜之间应电气连通，如果实际安装有困难，可利用铜芯导线跨接。利用铜芯导线跨接。1414第14页，本讲稿共17页5 5、变频器的防雷、变频器的防雷 变频器中一般都设有雷电吸收网络。变频器中一般都设有雷电吸收网络。1 1）对于架空进线）对于架空进线在进线处装设变频专用避雷器，或有按规范要求在离变频器在进线处装设变频专用避雷器，或有按规范要求在离变频器20m20m的远处的远处预埋钢管做专用接地保护。预埋钢管做专用接地保护。2 2）对于电缆引入）对于电缆引入做好控制室的防雷系统，以防雷电窜入破坏设备。做好
16、控制室的防雷系统，以防雷电窜入破坏设备。1515第15页，本讲稿共17页第五节第五节 案例分析案例分析案例案例1 1：在使用中，发现电机发热较大，经检查变频器和电机均正常在使用中，发现电机发热较大，经检查变频器和电机均正常运转，无异常情况。运转，无异常情况。现象现象：正常情况下，电机低速运转。：正常情况下，电机低速运转。分析分析：电机长期低速运转，风扇冷却能力降低，造成电机发热较高。：电机长期低速运转，风扇冷却能力降低，造成电机发热较高。解决方案：解决方案：1 1、增大减速比，使变频器以较大频率拖动电机，加快电机转速。、增大减速比，使变频器以较大频率拖动电机，加快电机转速。2 2、更换为六极电
17、机，降低电机转速，即，在满足同样生产要求、更换为六极电机，降低电机转速，即，在满足同样生产要求的情况下，的情况下，使变频器以较大频率拖动电机，加快电机转速。使变频器以较大频率拖动电机，加快电机转速。1616第16页，本讲稿共17页案例案例2 2：工厂深井水泵，在设计中充分考虑到负载情况、电机参数、以及工厂深井水泵，在设计中充分考虑到负载情况、电机参数、以及工艺管路的损耗，对变频器进行了正确的选型。但在实际使用中，发工艺管路的损耗，对变频器进行了正确的选型。但在实际使用中，发现供水压力一直不能满足设计要求。现供水压力一直不能满足设计要求。现象现象：正常情况下，变频器以最大能力运行（：正常情况下，变频器以最大能力运行（50Hz50Hz），但电机好像不），但电机好像不是以额定转速运行。是以额定转速运行。分析分析：变频器至电机的电缆属于远距离传输情况，电缆对地耦合电容影响：变频器至电机的电缆属于远距离传输情况，电缆对地耦合电容影响较大，造成变频器较大，造成变频器“不出力不出力”的现象。的现象。解决方案：解决方案：1 1、对变频器重新选型，增大容量。、对变频器重新选型，增大容量。2 2、在变频器输出端安装输出电抗器。、在变频器输出端安装输出电抗器。1717第17页，本讲稿共17页