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变频器培训资料
变频器培训资料一、什么是变频器？变频器是一种能将电机的转速和输出功率按需求进行无级调节的电气装置。
它通过改变电源的频率和电压来控制电机的转速，从而实现对电动机的调速。
二、变频器的原理变频器由整流桥、滤波器、逆变器和控制电路组成。
整流桥将电源交流电转换为直流电，滤波器将直流电进行滤波以去除电源的脉动电压。
逆变器将直流电逆变为可调频率和电压的交流电，供应给电机工作。
三、变频器的应用1. 工业领域：变频器广泛应用于机械制造、冶金、石油化工、船舶、航空航天等各个行业的生产设备中。
2. 建筑领域：变频器可应用于楼宇自动化系统中，用于空调系统、水泵系统、风机系统等设备的控制。
3. 农业领域：变频器用于农业机械的控制，如灌溉泵的变频控制，可以节省能源并实现精确控制。
四、变频器的优势1. 节能效果显著：变频器可以根据负载要求进行电机转速的调节，避免了传统启动方式的能源浪费。
2. 调速性能好：通过变频器可以实现无级调速，使得电机的运行速度可以根据需要进行精确控制。
3. 减少电机损坏：变频器可以实现平稳启动和停止，减小了电机的机械冲击，延长了电机的使用寿命。
4. 增强系统稳定性：变频器具有过载保护、电流限制等功能，可以防止电机因过载或过电流而受损。
五、变频器的操作注意事项1. 安全使用：使用变频器时应注意安全保护，避免触电和其他事故的发生。
2. 合理布线：变频器的电源线和控制线要进行合理的布线，并保持良好的接地。
3. 避免温度过高：变频器在工作过程中会产生一定的热量，应确保通风良好，避免过热影响正常工作。
4. 定期维护：定期对变频器进行检查和维护保养，保证其正常工作和使用寿命。
六、变频器的未来发展趋势1. 高性能：未来的变频器将不仅具备调速功能，还会加强功率密度、响应速度等指标的提升，以满足更高性能的需求。
2. 智能化：随着物联网技术的发展，变频器将实现与其他设备的无线通信和数据交互，实现更智能化的控制系统。
3. 绿色低碳：变频器的节能特性将得到进一步的提升，以更好地满足环保和可持续发展的要求。
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变频器能够根据实际需求实时 调整电机转速，实现能源的精 细化管理，使能源得到充分利
用，降低能源浪费。
05
变频器的发展趋势与新技术
变频器的发展趋势
高效节能
随着能效要求的提高，变频 器在提高系统效率、降低能 耗方面仍有较大潜力。
智能化
利用先进的人工智能技术， 实现变频器的自主控制和优 化运行，提高其智能化水平 。
性能和稳态精度。
预测控制技术
通过模型预测控制算法，实现对系 统负荷的准确预测和优化控制，提
高系统的稳定性和效率。
直接转矩控制技术
通过直接控制电机的转矩和电压， 实现对电机的高效、快速控制，适 用于高性能的变频器应用场景。
无线通讯技术
利用无线通讯技术，实现变频器与 上位机之间的远程监控和调试，提 高系统的可维护性和便利性。
变频器的特点
具有调速范围广、调速精度高、动态响应快、节能效果显著、操作方便、维护简 单等优点。
变频器的基本应用
节能应用
通过调节电机转速，降低能源消耗 ，适用于风机、水泵等设备。
速度控制
通过调节电机转速，实现对机械设 备的精确控制，适用于各种传动系 统。
软启动
利用变频器软启动功能，减轻电机 启动时对机械和电气的冲击，延长 设备使用寿命。
自动化控制
配合其他控制系统，实现自动化生 产线的远程控制和调节。
02
变频器的工作原理
变频器的电力电子器件
1 2
晶闸管
作为变频器的核心电力电子器件，晶闸管可以 控制交流电压的相位，从而实现变频。
IGBT
全控型电力电子器件，具有高输入阻抗和低导 通压降的特点，是变频器中的重要组成部分。
3
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变频器培训资料一.变频器的基本原理1.1变频调速的原理变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。
常用三相交流异步电动机的结构是：定子由铁心及绕组构成，转子绕组做成笼型（，俗称鼠笼型电动机。
当在定子绕组上接入三相交流电时，在定子与转子之间的空气隙内产生一个旋转磁场，它与转子绕组产生相对运动，使转子绕组产生感应电势，出现感应电流，此电流与旋转磁场相互作用，产生电磁转矩，使电动机转动起来。
电机磁场的转速称为同步转速，用N表示N=60f/p(r/min) （1）式中：f—三相交流电源频率，一般为50Hz；p—磁极对数。
当p=1时，N=3000r/min；p=2时，N=1500r/min。
可见磁极对数p越多，转速N越慢。
转子的实际转速n比磁场的同步转速N要慢一点，所以称为异步电机，这个差别用转差率s表示：s=[（n1－n）/n1]×100% （2）当加上电源转子尚未转动瞬间，n=0，这时s=1；起动后的极端情况n=N，则s=0，即s在0～1之间变化。
一般异步电机在额定负载下的s=（1～6）%。
综合式（1）和式（2）可以得出n=60f（1－s）/p （3）由式（3）可以看出，对于成品电机，其磁极对数p已经确定，转差率s变化不大，则电机的转速n与电源频率f成正比，因此改变输入电源的频率就可以改变电机的同步转速，进而达到异步电机调速的目的。
但是，为了保持在调速时电机的最大转矩不变，必须维持电机的磁通量恒定，因此定子的供电电压也要作相应调节。
变频器就是在调整频率（VariableFrequ ency）的同时还要调整电压（VariableVoltage），故简称VVVF（装置）。
通过电工理论分析可知，转矩与磁通量（最大值）成正比，在转子参数值一定时，转矩与电源电压的平方成正比。
变频器的工作原理是把市电（380V、50Hz）通过整流器变成平滑直流，然后利用半导体器件组成的三相逆变器，将直流电变成可变电压和可变频率的交流电，由于采用微处理器编程的正弦脉宽调制（SPWM）方法，使输出波形近似正弦波，用于驱动异步电机，实现无级调速。
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变频器培训2．1异步电动机的机械特性2．1．1异步电动机的自然机械特性图2－1异步电动机的自然机械特性a）自然机械特性b）机械特性的含义――――――――――――――――――――――――――――――――――电动机的机械特性：描画电磁转矩和转速之间关系的曲线。
自然机械特性：在不改变任何参数时的机械特性。
理想空载点：阻转矩和损耗转矩都等于0时的工作点。
起动点：刚合上电源，尚未起转时的工作点。
临界点：产生最大转矩的工作点。
机械特性讲明的咨询题：从电动机的角度看，转速降低，产生的电磁转矩将增大。
2．拖动系统的工作点3．机械特性的“硬”与“软”图2－2 机械特性的含义之二 a ）拖动系统的工作点 b ）机械特性的含义――――――――――――――――――――――――――――――――――负载的机械特性：描画负载的阻转矩与转速之间关系的曲线（曲线②）。
拖动系统工作点：电动机机械特性（曲线①）与负载机械特性（曲线②）的交点。
负载增大的过程：T L ↑→T M ＜T L →n M ↓→T M ↑→T M ＝T L→在差不多降低了的转速下达到新的平稳。
拖动系统的观看结果：负载转矩增加，拖动系统的转速将有所下降。
―――――――――硬特性：负载变化软特性：负载变化2．1．2异步电动机的人工机械特性1．转子串联电阻的机械特性2．改变电压的机械特性图2－4转子串联电阻的机械特性a）转子串联电阻的电路b）机械特性――――――――――――――――――――――――――――――――――特点：临界转矩不变，临界转速下降，起动转矩增大。
优点：有利于起动。
缺点：机械特性变软。
图2－5改变电压的机械特性a）电路图b）机械特性――――――――――――――――――――――――――――――――――特点：临界转速不变，临界转矩减小，起动转矩减小。
优点：可平滑起动。
缺点：不利于起动。
3．改变频率的机械特性（kU=kf）图2－6f X≤f N时的机械特性a)变频调速b)变频机械特性簇――――――――――――――――――――――――――――――――――理想空载点：随频率的减小而下移。
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汇报人：日期:CATALOGUE目录•变频器基础概念•变频器技术特性与性能•变频器的应用案例•变频器的安装、调试与维护•变频器的发展趋势与前沿技术•总结与展望01变频器基础概念定义变频器是一种电力调节设备，用于改变交流电机的电源频率和电压，从而实现对电机速度的精确控制。
工作原理变频器通过接收控制信号，调整内部电力电子器件的开关状态，从而改变输出电源的频率和电压。
通过调整电源的频率，可以精确控制电机的转速。
同时，变频器还可以提供过载、过流等保护功能，确保电机的安全运行。
变频器定义与工作原理按电压等级分类可分为V/F控制变频器、矢量控制变频器和直接转矩控制变频器等，各具有不同的控制精度和应用范围。
按控制方式分类按用途分类变频器的分类节能降耗提高生产效率延长设备使用寿命易于实现自动化变频器在工业应用中的重要性02变频器技术特性与性能调速范围宽调速精度高调速平稳030201能量回馈部分变频器支持能量回馈功能，将电动机在制动过程中产生的能量回馈到电网，进一步提高节能效果。
节能效果显著通过调节电动机的运行速度，使其与负载需求相匹配，从而降低电动机的能耗。
高效运行变频器可优化电动机的运行状态，降低其运行电流和铜损，提高运行效率。
短路保护当变频器输出端发生短路时，变频器会迅速切断输出，保护电路免受损坏。
同时，还会发出报警信号，提醒操作人员及时处理故障。
过载能力强变频器通常具有一定的过载能力，能够在短时间内承受超过额定电流的负载，保证电动机正常运行。
过流保护当电动机电流超过设定值时，变频器会自动降低输出频率或切断输出，保护电动机免受损坏。
过热保护变频器内部设有温度传感器，当变频器温度过高时，会自动降低输出频率或切断输出，防止设备过热损坏。
变频器的过载能力及保护特性03变频器的应用案例变频器在风机、泵类负载中的应用节能效果显著运行平稳高精度控制动态响应快简化操作流程变频器在机床主轴控制中的应用故障自诊断网络化控制实现同步控制变频器在自动化生产线中的应用04变频器的安装、调试与维护电源要求安装步骤调试前准备调试步骤日常维护故障排除变频器的日常维护和故障排除05变频器的发展趋势与前沿技术03典型案例分析01高压大容量技术概述02技术挑战与解决方案高压大容量变频器技术1 2 3数字化技术网络化技术智能化技术数字化、网络化与智能化技术模块化设计集成化与模块化的结合集成化设计集成化与模块化设计技术06总结与展望变频器基本原理变频器安装与调试变频器参数设置与优化变频器故障诊断与排除培训内容总结变频器技术应用展望01020304高效节能自动化与智能化行业应用拓展高性能与小型化持续学习实践操作拓展相关知识交流与合作未来学习与发展建议WATCHING。
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� 对于变转矩的离心风机和泵,所需功率与流量成正比是节能的原理所 在.
� 当所需的流量为额定流量的一半时,意味着所需要的功率仅仅为额定 功率的八分之一.
� 成年累月地积累下来,形成巨大的节能潜力.
� 根据不同的负载类型,以及其它功能和性能 的要求,选择对应系列的变频器
� 在整个运行的速度范围内,需要相同大小的负载 � 当转速变化时,负载转矩保持不变 � 所需功率与转速成正比 � 通常转速限制在基本频率以内
� 负载转矩是转速的函数:在低速下需要较小的 转矩, 而在高速下需要较大的转矩
� 只有两类典型的负载:离心泵和离心风机 � 额定转速以下
� 为了减少变频器的电流谐波污染，ATV61/71采取措施削弱：
– ATV61(71)HD18…HD75N4内置DC电抗器，使进线电流限制在输出 ATV12 电流的1.1倍以内。若外加DC电抗器或AC进线电抗器选件，可以
限AT制V3T1H2 DI<33%
– ATV61(71)HD90…HC63N4标配DC电抗器，限制THDI<33%
变频器的选型和应用首先要考虑的就是负载的类型例如离心风机离心泵例如磨床高速车床绕线筒等根据不同的负载类型以及其它功能和性能的要求选择对应系列的变频器负载转矩是转速的函数
� 逆变桥是变频器的核心部分,其作用是将直流电压通过6 个桥臂可控硅的反复轮流通断形成所需要的幅值和频率 变化的三相交流输出电压.
ACS150
外部可选件 电机电缆可更长
� �
� 制动单元是一个或一组晶体管,与制动电阻串联之后,接 在直流母线上.
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变频器培训资料1. 变频器原理及作用变频器原理：利用微计算机控制大功率开关器件，将工频交流电变为频率和电压可调的(等效于)三相交流电的电器设备。
变频器的主要作用：根据拖动要求调节三相异步电动机的转速，以达到对一台或多台电动机大范围内的连续调速控制、节能运行或正反转控制。
2.变频器控制运行方式分以下几种2.1 U/f控制方式特点：通过压频变换器使变频器的输出电压与输出频率成比例的改变，即U/ƒ=常数。
2.2转差频率控制方式：采用速度反馈控制，硬件电路较复杂。
如下图：图一：转差频率控制和U/ƒ控制的区别：U/ƒ控制变频器内部不用设置PID控制功能，不用设置反馈端子。
现在的变频器一般都是多功能的，即复合功能变频器，在同一台变频器上集中很多功能供选择。
2.3矢量控制变频器特点：同时控制电流的幅值和相位，还可通过软件来设定这种控制方式。
2.4矢量控制方式：直接转矩控制技术，把转矩检测值与转矩给定值作比较，使转矩波动限制在一定的转差范围内，转差的大小由频率调节器来控制，并产生PWM脉宽调制信号，直接对逆变器的开关状态进行控制，。
3.变频器的组成：主电路，输入控制端子排，输出控制端子排，隔离电路，通讯接口，控制面板。
如下图24.变频器频率控制功能：1．由操作面板上的功能键控制频率2．通过功能参数码预置频率3．由操作面板上的功能电位器控制频率4．由外端子控制频率模拟量控制端子控制（模拟电压、模拟电流）接点控制端子控制（频率上升、下降端子）数字量控制5．变频器控制排功能：1．模拟量输入端子: 由电位器控制或接PID反馈信号或接其它检测反馈信号。
2．接点输入端子: 包括独立功能控制端子和多功能控制端子独立功能控制端子：主要有正转、反转、点动、运行停止、复位等端子，其功能固定。
其控制方式有两种，开关控制和脉冲控制。
3多功能输入端子：多功能输入端子通过选定预置，可以实现多种功能。
6.日常保养：运转的时候通电过程中，在不拆开面板的情况下，从外边目视检查有无运转状态的异常。
变频器基础知识培训
通过模拟直流电机的控制方式 ，实现电机的转矩和速度的精 确控制。
直接转矩控制
直接对电机的转矩进行控制， 具有快速响应和良好的动态性 能。
智能控制
结合现代控制理论和方法，实 现更为复杂的电机控制需求。
03
变频器的应用领域与优势
变频器在工业自动化领域的应用
01
02
03
电机控制
变频器用于控制电机的启 动、停止、速度和方向， 实现精确的位置控制和自 动化流程。
05
变频器的常见故障与排除方法
变频器常见故障的诊断与分析
电源故障
电源电压过低或过高，导致变频器无法正常 工作。
参数设置错误
变频器参数设置不正确，导致变频器无法正 常工作。
电机故障
电机绕组短路或断路，导致电机无法正常运 转。
传感器故障
传感器损坏或连接不良，导致变频器无法正 常工作。
变频器常见故障的排除方法与技巧
加重要的作用。
新能源领域
变频器在风力发电、太阳能逆变等领域有 广泛应用，未来随着新能源产业的发展， 变频器的需求将进一步增长。
节能减排
变频器具有显著的节能效果，未来在节能 减排、绿色制造等领域的应用将更加广泛
。
交通领域
变频器在轨道交通、电梯、电动汽车驱动 等领域有广泛应用，未来随着交通领域的 不断发展，变频器的需求将持续增长。
变频器的维护与保养
维护保养内容
1
2
检查变频器的外观是否完好，无严重磨损或变形 。
3
检查变频器内部元件是否正常，无严重老化或损 坏现象。
变频器的维护与保养
检查电机和连接线路是否正常 ，无松动或接触不良现象。
对变频器进行除尘清洁，保持 其内部和外部的清洁度。
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随着电牵引采煤机的广泛应用，对电气维修人员提出了更高的要求。
电牵引采煤机的技术核心部分就是PLC和变频器。
变频器更是提到一个重要高度，这里详细介绍ABB变频器的知识。
1、变频器的基本原理
下图是一个变频器的主电路原理图，EMC滤波器和LCL滤波器时可供选择的组成部分，ABB变频器在不作特殊要求的情况下，进线侧部分加一个电抗器。
基本原理：进线侧整流部分把三相交流电整流为直流电，电容器组一般为四个，作为电能储存器，可以稳定中间回路直流电压，IGBT逆变器把直流电压转换为交流电压，控制电机的运行。
2、警告
在日常的维护或修理变频器的过程中应严格遵循下列要求：
3、变频器控制盘
3.1变频器控制盘的形状和按键说明如下：
在这里先介绍一些ABB变频器控制盘显示的常见英语词汇：FREQ(FREQUENCY) 频率的简写单位Hz
CURRENT 电流单位 A
POWER 功率单位取额定功率的百分比
SPEED 速度单位rpm
TORQUE 转矩单位取额定转矩的百分比
CTRL LOC 控制地EXT1 EXT2 控制地1和2
ACS 800 TEMP IGBT温度
FAULT 故障WARNING 警告
3.2 控制盘显示内容和操作
3.3 故障信息的查看和清除
4、主从宏的介绍
在采煤机正常工作时，它的负载是变化的，怎样使两个牵引电机负荷一致呢？我厂两个变频器采用主从控制，主从变频器之间采取光纤通讯。
一个变频器作主变频器，它检测外界负载大小，平均分配负荷，给定从变频器转矩，从而使两个牵引电机负荷一致，避免一个牵引电机出力，长时间工作损坏电机。
工作流程：采煤机操作人员选定牵引方向，并给一定加速时间，PLC计算加速时间，通过主变频器X22端子端口或适配器Modbus通讯，使主变频器启动，响应为速度值，即状态行第一行为“1 （牵引方向）***rpm I ”，从变频器
也随着启动，状态行第一行为“1 （牵引方向）***% I ”。
附加说明：有的变频器可能不显示“I”,但它依然启动了，不为故障，ABB变频器早期产品有此现象。
5、变频器的接线
主变频器的接线分为电源线、负荷线、控制线，电源线为主电源通过变压器降压为380v或400v，经过快速熔断器接到变频器上；负荷线为变频器的输出接到牵引电机上。
控制线分两种，一种为PLC 通讯输出接到RMIO主板扩展插槽上的现场总线适配器；一种为PLC继电器输出连线到RMIO主板的X22端子上。
RMIO主板从左到右一次是X16、X21、X22、X23、X25、X26、X27。
RMIO主板如下图：
X16 X21 X22 X23 X25 X26 X27
X16两个端子；X21十二个端子；X22十一个端子；X23两个端子；X25三个端子；X26三个端子；X27三个端子；DDCS插槽一般连接通讯模块RDCO-03或02用于主从通讯，主从光纤插在通讯模块的第三组端口。
X22端子如下：
8和11之间原机带着一根红色的短接线，不要动。
PLC到变频器X22端子接线控制一般如下：DI1 变频器启停；DI2左右牵引方向；DI3 加速；DI4 减速；DI5 故障复位；DI6 主从宏调用；DI7 +24V电源。
X25、X26、X27为变频器继电器输出，我们把X27继电器输出作为变频器故障节点反馈给PLC。
从变频器接线只有电源线和负荷线。
6、变频器报警和故障的一般处理过程
（1）在判断变频器故障前，确保给变频器提供电源
（2）观察控制盘是否亮，如果有一个控制盘不亮，可采取互换控制盘和连接线确认控制盘是否损坏。
如果控制盘如下显示：CDP312(R) PANEL Vx.xx
……...
光标一直闪烁不停，可采取互换控制盘确认控制盘是否损坏，如果还是这样显示，可判断变频器主板损坏，更换变频器。
如果互换完控制盘和连接线，该变频器所连接控制盘还是不亮，则需要检查进线侧三个快速熔断器是否完好，如果完好，则变频器有问题，需要更换。
（3）观察控制盘显示内容，警告和故障显示分别如下：
ACS800-01-0070-3 ACS800-01-0070-3
***WARNING*** ***FAULT***
DC BUS LIM(3211) MOTOR STALL(7121)
以上是例子，具体情况具体分析，第一行显示的是变频器的型号和容量，第二行是警告或故障的英文，第三行是警告或故障的内容，括号内为该警告或故障对应的号码。
后面会给出各种警告和故障对应的中文意思。
（4）控制盘显示的内容中，SPEED速度、CURRENT电流、TORQUE转矩需要重点关注，在分析和判断问题中，他们会起很大的作用。
举个实例，MOTOR STALL(7121)，电机堵转。
该故障属于保护行动作，引起的原因有多种：1、煤壁夹矸比较多，或者平滑靴损坏卡阻，采煤机负载比较大，牵引速度快，故障复位后，采煤机能够正常运行；2、在采煤机运行的过程中，操作人员会发现一个变频器的电流显示比较大，另一个电流显示接近空转电流，一般空转电流为额定电流的20%左右，则需要检查机械传动部分，在牵引箱和行走箱连接为一个保护轴（也叫扭矩轴），检查该轴是否损坏，如果没
有损坏，检查电机齿轮轴。
（5）当两个控制盘均显示如下
ACS800-01-0070-3
***FAULT***
COMM MODULE(7510)
则可以判断主变频器没有接到调用主用户命令，检查PLC到X22端子的连线。
如果只有从变频器显示上面的故障，则需要检查光纤和通讯模块RDCO-03或02，由于采煤机割煤过程中振动比较大，有可能通讯模块RDCO-03或02振动松，如果还不能解决问题，请采取更换的方法判断通讯模块是否损坏。
7、变频器报警和故障一览表
8、四象限变频器操作补充
由于四象限变频器有两个ID号，我们一般需要观察ID1电机侧的电机运行实时数据，具体在控制盘切换如下：
进线侧整流部分的报警和故障一览表。