西门子变频器初级培训教材
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西门子变频器培训
西门子变频器培训
CONTENTS
• 变频器基本原理与概述 • 西门子变频器产品介绍 • 西门子变频器安装与调试 • 西门子变频器操作与使用 • 西门子变频器维护与保养 • 西门子变频器应用案例分享
01
变频器基本原理与概述
变频器定义及作用
变频器定义
变频器是一种电力电子装置，通
过改变电源频率来控制交流电动
主要技术参数与性能指标
额定功率范围
从0.12kW到数MW不等，满足不同驱动需 求。
通信功能
支持多种通信协议，如PROFINET、 PROFIBUS、Modbus等，方便与上位机或 PLC进行通信。
额定电压范围
从200V到690V不等，适应不同电网电压等 级。
Байду номын сангаас
调速范围
宽调速范围，满足各种复杂工艺要求。
连接线路检查
每半年检查一次连接线路，确保连接紧固， 无松动或接触不良现象。
常见故障现象及原因分析
过载故障
可能是电机负载过重或加速时间 过短导致，应调整电机负载或延
长加速时间。
过热故障
可能是环境温度过高、散热不良 或风扇故障导致，应改善散热条 件、清洁散热器或更换风扇。
欠压故障
可能是电源电压过低或电源缺相 导致，应检查电源电压和相位， 确保其正常。
过流故障
可能是电机短路、电缆破损或变 频器内部故障导致，应检查电机、
电缆和变频器，排除故障。
预防性维护措施建议
01
保持变频器周围环境清洁干燥， 避免灰尘和潮湿影响变频器性能。
02
定期对变频器进行除尘和清洁工 作，确保其散热效果良好。
03
定期检查电源电压和频率，确保 其稳定且符合变频器要求。
CONTENTS
• 变频器基本原理与概述 • 西门子变频器产品介绍 • 西门子变频器安装与调试 • 西门子变频器操作与使用 • 西门子变频器维护与保养 • 西门子变频器应用案例分享
01
变频器基本原理与概述
变频器定义及作用
变频器定义
变频器是一种电力电子装置，通
过改变电源频率来控制交流电动
主要技术参数与性能指标
额定功率范围
从0.12kW到数MW不等，满足不同驱动需 求。
通信功能
支持多种通信协议，如PROFINET、 PROFIBUS、Modbus等，方便与上位机或 PLC进行通信。
额定电压范围
从200V到690V不等，适应不同电网电压等 级。
Байду номын сангаас
调速范围
宽调速范围，满足各种复杂工艺要求。
连接线路检查
每半年检查一次连接线路，确保连接紧固， 无松动或接触不良现象。
常见故障现象及原因分析
过载故障
可能是电机负载过重或加速时间 过短导致，应调整电机负载或延
长加速时间。
过热故障
可能是环境温度过高、散热不良 或风扇故障导致，应改善散热条 件、清洁散热器或更换风扇。
欠压故障
可能是电源电压过低或电源缺相 导致，应检查电源电压和相位， 确保其正常。
过流故障
可能是电机短路、电缆破损或变 频器内部故障导致，应检查电机、
电缆和变频器，排除故障。
预防性维护措施建议
01
保持变频器周围环境清洁干燥， 避免灰尘和潮湿影响变频器性能。
02
定期对变频器进行除尘和清洁工 作，确保其散热效果良好。
03
定期检查电源电压和频率，确保 其稳定且符合变频器要求。
西门子变频器技术入门及实践教学课件
变频器主要应用于工业领域的机械和设备制造，以及家用电器中。
本章小结
本章主要对变频器的产生、基本结构、工作原理、分类进行了 介绍，并总结了变频器的优点和应用，使初学者对变频器有一 个简单的认识。
2交流异步电动机
2.1 交流异步电动机的结构 2.2 交流异步电动机的工作原理
2.3转差率、极数和电磁转矩 2.4 机械特性 2.5 铭牌数据
1绪论
1.1变频器的产生及概念 1.2变频器的基本结构 1.3变频器的工作原理
1.4变频器的分类 1.5 变频器的优点及应用
1.1变频器的产生及概念
1968年，以丹佛斯为代表的企业批量化生产变频器； 20世纪80年代中后期，美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器技术实用化，商
品投入市场，得到了广泛应用； 近二十年，国产变频器逐步崛起，现已逐渐抢占高端市场。
（1）点a为电动机的空载工作点，此时T=0，n=n0，S=0。 （2）点b为电动机的额定工作点，此时T=TN，n=nN，S=SN。
TN
9.55
PN nN
一般nN=（0.94~0.95）n0，SN=0.06~0.015。
（3）点c为电动机的临界工作点，此时T=Tmax，n=nm，S=Sm。
Sm
R2 X 20
西门子变频器技术入门及实践 1-3
2020.5
目录
➢ 1绪论 ➢ 2交流异步电动机 ➢ 3西门子G120变频器 ➢ 4 G120变频器安装与接线 ➢ 5 G120变频器的基本调试 ➢ 6 G120变频器的操作与设置 ➢ 7 G120变频器的网络通信 ➢ 8 G120变频器的保存和传送设置 ➢ 9 G120变频器的故障检测与维护 ➢ 10 STARTER软件简介 ➢ 11 变频器操作实践
本章小结
本章主要对变频器的产生、基本结构、工作原理、分类进行了 介绍，并总结了变频器的优点和应用，使初学者对变频器有一 个简单的认识。
2交流异步电动机
2.1 交流异步电动机的结构 2.2 交流异步电动机的工作原理
2.3转差率、极数和电磁转矩 2.4 机械特性 2.5 铭牌数据
1绪论
1.1变频器的产生及概念 1.2变频器的基本结构 1.3变频器的工作原理
1.4变频器的分类 1.5 变频器的优点及应用
1.1变频器的产生及概念
1968年，以丹佛斯为代表的企业批量化生产变频器； 20世纪80年代中后期，美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器技术实用化，商
品投入市场，得到了广泛应用； 近二十年，国产变频器逐步崛起，现已逐渐抢占高端市场。
（1）点a为电动机的空载工作点，此时T=0，n=n0，S=0。 （2）点b为电动机的额定工作点，此时T=TN，n=nN，S=SN。
TN
9.55
PN nN
一般nN=（0.94~0.95）n0，SN=0.06~0.015。
（3）点c为电动机的临界工作点，此时T=Tmax，n=nm，S=Sm。
Sm
R2 X 20
西门子变频器技术入门及实践 1-3
2020.5
目录
➢ 1绪论 ➢ 2交流异步电动机 ➢ 3西门子G120变频器 ➢ 4 G120变频器安装与接线 ➢ 5 G120变频器的基本调试 ➢ 6 G120变频器的操作与设置 ➢ 7 G120变频器的网络通信 ➢ 8 G120变频器的保存和传送设置 ➢ 9 G120变频器的故障检测与维护 ➢ 10 STARTER软件简介 ➢ 11 变频器操作实践
《西门子变频器培训》课件
变频器维护与保养
日常维护及保养工作
进行定期的日常保养工作，可以 延长变频器的使用寿命，减少损 耗和故障的发生。
安全注意事项
进行定期的日常保养工作，可以 延长变频器的使用寿命，减少损 耗和故障的发生。
寿命和损耗的评估方法
对变频器的寿命和损耗进行评估， 可以更好地管理和掌控设备使用 状态，及时进行修复和更换。
变频器操作与调试
1
启停和调速操作
2
进行启停和调速操作时，应保证变频器和
电机的匹配，合理设置起、停、运行等参
数。
3
参数配置及参数讲解
了解并合理配置参数，是保证变频器正常 运行的基础，也是使用变频器的关键。
性能调试与优化
优化调节方法，保释传感器数据和输出波 形，提高启动效率，降低噪声和震动。
变频器应用实例
变频器基础知识
结构和组成部分
变频器主要包括滤波电容、IGBT 等组成部分，通过调整频率和电 压来实现对电机转速的控制。
工作原理与控制方式
变频器主要有矢量控制、直接转 矩控制等控制方式，通过改变电 机的电源电压来实现控制效果。
保护和故障处理方法
常见故障有过流、过压、过载等， 应及时排除隐患，采取措施避免 未来故障的发生。
变频器新技术和未来发展
1
新技术和研发趋势
变频器在智慧制造、大数据、人工智能等方面都有着广泛的应用前景，相关技术 的发展也将带来新的变革。
2
能源控制方面的应用前景
环保形势下，变频器在能源控制方面也有着广泛的应用前景，可以实现节能、减 排等目标。
3
绿色环保与可持续发展
变频器在应用中，将推动工业绿色化和可持续发展，为社会和环保事业做出更大 的贡献。
(2024年)西门子G120变频器培训教程和配套PDF
故障代码识别
介绍G120变频器中常见 的故障代码及其含义。
2024/3/26
故障诊断方法
阐述如何通过操作面板 、指示灯等信息进行故
障诊断。
故障处理流程
提供针对不同故障的处 理方法，包括复位操作 、检查接线、更换部件
等。
17
预防措施与建议
给出减少故障发生的建 议，如定期检查、保养 维护、合理设置参数等
按控制方式分类
开环控制变频器和闭环控制变频器。
按功能分类
通用变频器和专用变频器。
2024/3/26
应用领域
变频器广泛应用于工业领域，如机械制造、石油化工、冶 金、纺织、造纸、食品等行业，用于实现电动机的调速、 节能和提高生产效率。
5
变频器性能指标与选型依据
2024/3/26
调速范围
指变频器输出的最低频率与最高 频率之比，反映了调速能力。
在G120变频器中，直接转矩控制通过先进的算法和高速的数字信号处理器实现。用户可以在变频器参数设置中 选择直接转矩控制模式，并根据需要调整相关参数，如转矩限幅、速度环增益等，以实现高性能的直接转矩控制 。
2024/3/26
20
多电机同步运行技术
2024/3/26
主从同步控制技术
主从同步控制技术是指多个电机中，以一个电机为主电机，其他电机为从电机。主电机的 速度或位置信号被实时地传递给从电机，从电机根据主电机的信号进行相应的调整，以实 现多个电机的同步运行。
01
02
03
参数分类
概述G120变频器中参数 的分类，如控制参数、电 机参数、应用参数等。
2024/3/26
参数设置流程
详细阐述如何进行参数设 置，包括选择参数、修改 参数值、保存设置等步骤 。
2024版西门子变频器培训
02
检查变频器外观是否完 好，有无损坏或变形
03
04
准备安装工具和材料， 如螺丝刀、扳手、电缆 等
12
确保安装场地干燥、通 风良好，且无腐蚀性气 体和尘埃
安装步骤与接线方法
将变频器固定在安装板上， 注意安装板应平整且坚固
2024/1/27
连接输出电机电缆，同样 要确保电缆规格和接线质 量
连接输入电源电缆，确保 电缆规格与变频器要求相 符，接线牢固可靠
使用诊断工具
利用西门子提供的诊断软件或面 板操作，对变频器进行故障诊断。
分析故障原因
根据故障代码、诊断结果及实际 运行情况，分析故障原因并制定
相应的解决方案。
2024/1/27
21
保养周期及建议
2024/1/27
保养周期 根据变频器使用频率、环境等因素，制定合理的保养周期， 通常建议每年进行一次全面保养。
上电前检查
再次确认所有接线正确，无短路 或接地现象
系统联调
将变频器与控制系统进行联合调 试，确保整个系统运行平稳、可 靠
2024/1/27
14
04
西门子变频器操作与使用
Chapter
2024/1/27
15
操作界面及功能介绍
01
主界面
显示当前运行状态、 故障信息等，提供基 本的操作按钮和菜单 选项。
03
整流电路
将交流电转换为直流电， 为后续的逆变电路提供稳 定的直流电源。
2024/1/27
逆变电路
将直流电转换为交流电， 通过控制逆变电路的输出 频率和电压来控制电动机 的转速。
控制电路
接收外部控制信号，对整 流电路和逆变电路进行控 制和保护。
G120变频器培训(工程师培训)
图2.1 START调试软件
3.变频器的参数
功能参数码 •变频器的基本功能被细化为“功能参数码”，存 储在变频器中供使用时调用和配置。 •功能参数码较多的变频器一般根据功能参数码的 用途和性质分为若干种类。 •功能参数码的结构由参数码和参数值组成，使用 时先确定功能参数码，再确定参数值。
G120变频器参数的分组
二、操作面板BOP-2
BOP-2 显示屏 BOP-2 用于调试、诊断（故障检测）和显示变
频器的状态。最多可以同时并连续监测 2 个 状态值。菜单结构合理、清晰，操作按键功 能明确，使菜单浏览变得非常简单。
一些参数会存储多个数值。这种情况下，
按 OK 并不会直接访问数值，而是会访问实 际值上方的方括号中显示的索引： [00] 。
三、项目实训
1、开关量控制实训 2、多段速控制实训 3、模拟量控制实训
主要内容： 西门子G120变频器的操作面板 西门子G120变频器的调试软件 变频器的参数 G120的调试步骤
1.西门子G120变频器的操作面板
基本操作面板（BOP） •为系统选件，可以直接插装到控制单元上。 •用于对变频器的调试，运行监控以及设置参数。
G120变频器培训
• 名称： G120变频器培训（工程师培训） • 所属班组：xx • 汇报人：xx
培训内容
一、认识G120C变频器 二、G120变频器的操作面板 三、 G120变频器的调试软件 四、变频器的参数 五、G120的调试步骤
一、认识G120C变频器
SINAMICS G120C 变频器是一款用于控制三相电 机转速的紧凑型变频器。
快速调试流程图
西门子异步电动机铭牌
4.2.2 电机参数识别的步骤
由于控制的要求，电机参数识别是必须要进行的 •如果不进行电机参数识别，那么变频器只能通过 电机铭牌的信息来估计等效电路参数。 •例如，定子电阻对于闭环矢量控制和V/F控制方式 下的电压提升特性是非常重要的。 •如果电机电缆较长或者采用第三方的电机，则也 需要进行电机参数识别。
3.变频器的参数
功能参数码 •变频器的基本功能被细化为“功能参数码”，存 储在变频器中供使用时调用和配置。 •功能参数码较多的变频器一般根据功能参数码的 用途和性质分为若干种类。 •功能参数码的结构由参数码和参数值组成，使用 时先确定功能参数码，再确定参数值。
G120变频器参数的分组
二、操作面板BOP-2
BOP-2 显示屏 BOP-2 用于调试、诊断（故障检测）和显示变
频器的状态。最多可以同时并连续监测 2 个 状态值。菜单结构合理、清晰，操作按键功 能明确，使菜单浏览变得非常简单。
一些参数会存储多个数值。这种情况下，
按 OK 并不会直接访问数值，而是会访问实 际值上方的方括号中显示的索引： [00] 。
三、项目实训
1、开关量控制实训 2、多段速控制实训 3、模拟量控制实训
主要内容： 西门子G120变频器的操作面板 西门子G120变频器的调试软件 变频器的参数 G120的调试步骤
1.西门子G120变频器的操作面板
基本操作面板（BOP） •为系统选件，可以直接插装到控制单元上。 •用于对变频器的调试，运行监控以及设置参数。
G120变频器培训
• 名称： G120变频器培训（工程师培训） • 所属班组：xx • 汇报人：xx
培训内容
一、认识G120C变频器 二、G120变频器的操作面板 三、 G120变频器的调试软件 四、变频器的参数 五、G120的调试步骤
一、认识G120C变频器
SINAMICS G120C 变频器是一款用于控制三相电 机转速的紧凑型变频器。
快速调试流程图
西门子异步电动机铭牌
4.2.2 电机参数识别的步骤
由于控制的要求，电机参数识别是必须要进行的 •如果不进行电机参数识别，那么变频器只能通过 电机铭牌的信息来估计等效电路参数。 •例如，定子电阻对于闭环矢量控制和V/F控制方式 下的电压提升特性是非常重要的。 •如果电机电缆较长或者采用第三方的电机，则也 需要进行电机参数识别。
变频器初级培训教材(201004)
逆变部分
M
交流
直流
直流
交流
控制系统
整流器：将交流电变换成直流的电力电子装置，其输入电压为正弦波，输入电流非
正弦，带有丰富的谐波
逆变器：将直流电转换成交流电的电力电子装置，其输出电压为非正弦波，输出电
流近似正弦
那么他是如何实现的？
2020/11/25
2、变频器基础知识 2-6 简要工作原理
变频调速的优势（与其它交流电机调速方式对比）
序号 优点 1 平滑软启动，降低启动冲击电流，减少变压器占有量，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 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 非常方便接入通讯网络控制，实现生产自动化控制
2020/11/25
2、变频器基础知识 2-4 变频调速的发展历程
60年代
电机控制 算法
70年代 V/F控制
80年代
90年代
00年代
矢量控制
无速度矢量控制
电流矢量V/F
算法优化
功率半
SCR
导体技术
计算机 技术
PWM技术
大功率传 动使用变 频器，体 积大，价 格高
GTR
IGBT
IGBT大容量化
PWM技术
变频器体 积缩小， 开始在中 小功率电 机上使用
2、变频器基础知识
2-5 变频器分类 为什么还要
两种类型变频器 交-交变频器
交-直-交变压变频器
变压？
在交-直-交变压变频器中，又可分为电流型和电压型。电流型
的变频器如图2-5 a所示,电压型的变频器如图2-5b所示。
2020/11/25
a) 电流型变频器 b) 电压型变频器
M
交流
直流
直流
交流
控制系统
整流器：将交流电变换成直流的电力电子装置，其输入电压为正弦波，输入电流非
正弦，带有丰富的谐波
逆变器：将直流电转换成交流电的电力电子装置，其输出电压为非正弦波，输出电
流近似正弦
那么他是如何实现的？
2020/11/25
2、变频器基础知识 2-6 简要工作原理
变频调速的优势（与其它交流电机调速方式对比）
序号 优点 1 平滑软启动，降低启动冲击电流，减少变压器占有量，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 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 非常方便接入通讯网络控制，实现生产自动化控制
2020/11/25
2、变频器基础知识 2-4 变频调速的发展历程
60年代
电机控制 算法
70年代 V/F控制
80年代
90年代
00年代
矢量控制
无速度矢量控制
电流矢量V/F
算法优化
功率半
SCR
导体技术
计算机 技术
PWM技术
大功率传 动使用变 频器，体 积大，价 格高
GTR
IGBT
IGBT大容量化
PWM技术
变频器体 积缩小， 开始在中 小功率电 机上使用
2、变频器基础知识
2-5 变频器分类 为什么还要
两种类型变频器 交-交变频器
交-直-交变压变频器
变压？
在交-直-交变压变频器中，又可分为电流型和电压型。电流型
的变频器如图2-5 a所示,电压型的变频器如图2-5b所示。
2020/11/25
a) 电流型变频器 b) 电压型变频器
西门子MMX440型变频器培训资料
第一讲硬件准备以及软件安装第二讲MMX440控制端子详解（1）.端子1、2是变频器为用户提供的10V直流稳压电源，当采用模拟电压信号输入方式输入给定频率时，用它作为高精度的直流稳压电源为模拟电压输入的直流电源；（2）3、4和10、11是模拟输入端，为用户提供两对模拟电压或电流给定输入端作为频率给定信号；（3）.端子5、6、7、8、16、17是为用户提供6个完全可编程数字输入端，对电动机进行（5）12、13和26、27端为两对模拟输出端；（6）18、19、20、21、22、23、24、25端为输出继电器的触头；（7）14、15端为电动机过热保护输入端；（8）29、30为RS485(USS协议)端。
DIP开关的介绍：左边的DIP开关（DIP1）=模拟输入1；右边的DIP开关（DIP2）=模拟输入2AIN1:DIP1=OFF=[V],0-10V;DIP1=ON=[A],0~20mAAIN2: DIP2=OFF=[V] ,0-10V;DIP2=ON=[A],0~20mA第三讲MMX440型变频器参数一览表常用的参数：参数复位：计数应用功能：第四讲MMX440参数复位操作在使用变频器之前，首先要对变频器进行参数设置。
MMX变频器参数的设置可以通过BOP（Basic Opration Panels基本操作面板）、AOP（Advanced Opration Panels高级操作面板）、计算机（通过专用软件以及RS485通讯端子）等完成。
其中BOP设置参数作为一种低成本、低成本的参数工具，被广泛应用。
BOP（AOP）外形如图4-1所示，其操作按钮的作用如表4-1所示，利用BOP 设置变频器参数的方法如图4-2所示。
图4-1 BOP（AOP）外形图表4-1 BOP（AOP）操作按钮作用一览表图4-2 利用BOP设置变频器参数变频器出厂时，每个参数都有默认值。
如果变频器经过使用，在设定新的运行参数前，最好进行参数复位（恢复到出厂状态）。
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变频调速的优势（与其它交流电机调速方式对比）
序号 1 2 3 4 5
优点 平滑软启动，降低启动冲击电流，减少变压器占有量，确保电机安全 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 无级调速，调速精度大大提高 电机正反向无需通过接触器切换 非常方便接入通讯网络控制，实现生产自动化控制
Page ▪ 6
载波
Page ▪ 12
SPWM调制
西门子罗宾康完美无谐波系列变频器介绍
罗宾康公司（品牌）历史ROBICON(罗宾 康)公司成立于1964年。总部在美国宾西 法尼亚州。
1994年，罗宾康制造出了世界上第一台 电压源型完美无谐波的高压变频器。
2005年7月份，SIEMENS公司成功收购 ROBICON公司
通过改变开关管导通顺序改础知识—简要工作原理
三相逆变电路
S1 S3 S5 电机
W
Ed
V
U
S4 S6 S2
Ed UUV
UVW 561 612 123 234 345 456 561 612
UVW
缺点： 输出电压的谐波分量太大 电机谐波损耗增加，发热严重甚至烧坏电机 转矩脉动较大，低速运行时影响转速的平稳 直到从通信技术中采用PWM调制才大大的缓解了以上问题
培训目标 了解电气传动的基本概念 掌握变频器的基本工作原理和设备结构 能初步理解变频器资料
Page ▪ 2
目目录录： 电气传动基础知识 通用变频器的构成及简单工作原理 完美无谐波系列高压变频器特点 提高篇——高压变频器设计理念 春晓所用变频器硬件介绍
Page ▪ 3
电气传动基础知识—电气传动系统概述
电力传动系统运动方程式
中间传动机构
T电T机电力机矩转－ 矩－T负T负载载阻转力矩＝ J
dn dt
M
T电机转矩
P电机功率＝ T电机转矩×N电机速度×K常数
终端机械
T负载转矩
T电机转矩>T负载转矩－－－加速运行 T电机转矩<T负载转矩－－－减速运行 T电机转矩＝T负载转矩－－－恒速运行
电机转矩控制性能是影响电气传动系统性能高低的最重要因素 加减速时间和电机转矩、负载转矩以及系统惯量有关
逆变器：将直流电转换成交流电的电力电子装置，其输出电压为非正弦波，输出电 流近似正弦
Page ▪ 8
变频器基础知识—简要工作原理
单相逆变电路工作原理
U1
S1,S3导通
S1 Ed
S4
S2 U1
S3
S2,S4导通 S1,S3导通
f1
Ed S1,S3导通
S2,S4导通
S2,S4导通
f2
逆变器的功能：
通过改变开关管导通时间改变输出电压的频率
Page ▪ 13
为什么采用高压变频器？
Page ▪ 14
1. 降低成本 风机，水泵，压缩机的节能 减少机械设备的维护费用 延长机械设备的使用寿命
2. 改善过程控制 提高产量 增强适用性 适于各种环境 适用于重载启动恒转矩负载情况，比如皮 带机
3. 在质量较差的电网系统启动大型电机 消除电压波动 减少冲击电流 比降压启动器更大的启动力矩
注： 交直交电压型变频器因结构简单，功率因素高，目前广泛使用 常用设计功率在315KW
Page ▪ 7
变频器基础知识—简要工作原理
交流低压交直交通用变频器系统框图
～
整流部分
储能环节
逆变部分
M
交流
直流
直流
交流
控制系统
整流器：将交流电变换成直流的电力电子装置，其输入电压为正弦波，输入电流非 正弦，带有丰富的谐波
Page ▪ 5
变频器基础知识—变频器及其特点
变频器 变频器是交流电气传动系统的一种,是将交流工频电源转换成电压、频率均可 变的适合交流电机调速的电力电子变换装置，英文简称VVVF ( Variable Voltage Variable Frequency）
变频器的控制对象 三相交流异步电机和三相交流同步电机，标准适配电机极数是2/4极
定义 以交流（直流）电动机为动力拖动各种生产机械的系统我们称之为交流（直流） 电气传动系统，也称交流（直流）电气拖动系统 构成
交流电源 输入
直流 调速 装置
直流输出 直流 电机
中间传动机构
终端机械
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变频 器
交流 调速 装置
交流输出
交流 电机
皮带轮、齿轮箱等
执行机构
风机、泵等
电气传动基础知识—电气传动系统基本工作原理
变频器基础知识—变频器分类
供电电源
控制算法
变换方法 （拓朴结构）
低压 高压 通用 高性能
交直交
交交
220V/1PH、220V/3PH、380V/3PH
3000、6000、10000V/3PH 内置V/F控制方式，简单，性能一般 内置矢量控制方式，复杂，高性能
电压型（储能环节为电解电容） 电流型(储能环节为电抗器） 无储能环节
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变频器基础知识—简要工作原理
PWM（Pulse Width Moduration）调制 PWM调制是：利用半导体开关器件的导通和关断把直流电压调制成电压可变、频
率可变的电压脉冲列。 SPWM调制是：采用三角波和正弦波相交获得的PWM波形直接控制各个开关可以得
到脉冲宽度和各脉冲间的占空比可变的呈正弦变化的输出脉冲电压电压，能获 得理想的控制效果：输出电流近似正弦 载波频率必须高，才能保证调制后得到的波形与调制前效果相同 GTR变频器由于开关频率太低，电机噪声较大，IGBT有效的解决了这个问题
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变频器基础知识—简要工作原理
调制解调器 调制解调器 的英文是MODEM，其作用是利用模拟信号传输线路传输数字信号
。 电子信号分两种，一种是“模拟信号”，一种是“数字信号”。我们使用的电话线 路传输的是模拟信号，而PC机之间传输的是数字信号。所以当你想通过电话线把 自己的电脑连入Internet时，就必须使用调制解调器来“翻译”两种不同的信号。 连入Internet后，当PC机向Internet发送信息时，由于电话线传输的是模拟信号 ，所以必须要用调制解调器来把数字信号“翻译”成模拟信号，才能传送到 Internet上，这个过程叫做“调制”。 当PC机从Internet获取信息时，由于通过 电话线从 Internet传来的信息都是模拟信号，所以PC机想要看懂它们，还必须 借助调制解调器这个“翻译”,这个过程叫作“解调”。合起来就是“调制解调”。
序号 1 2 3 4 5
优点 平滑软启动，降低启动冲击电流，减少变压器占有量，确保电机安全 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 无级调速，调速精度大大提高 电机正反向无需通过接触器切换 非常方便接入通讯网络控制，实现生产自动化控制
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载波
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SPWM调制
西门子罗宾康完美无谐波系列变频器介绍
罗宾康公司（品牌）历史ROBICON(罗宾 康)公司成立于1964年。总部在美国宾西 法尼亚州。
1994年，罗宾康制造出了世界上第一台 电压源型完美无谐波的高压变频器。
2005年7月份，SIEMENS公司成功收购 ROBICON公司
通过改变开关管导通顺序改础知识—简要工作原理
三相逆变电路
S1 S3 S5 电机
W
Ed
V
U
S4 S6 S2
Ed UUV
UVW 561 612 123 234 345 456 561 612
UVW
缺点： 输出电压的谐波分量太大 电机谐波损耗增加，发热严重甚至烧坏电机 转矩脉动较大，低速运行时影响转速的平稳 直到从通信技术中采用PWM调制才大大的缓解了以上问题
培训目标 了解电气传动的基本概念 掌握变频器的基本工作原理和设备结构 能初步理解变频器资料
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目目录录： 电气传动基础知识 通用变频器的构成及简单工作原理 完美无谐波系列高压变频器特点 提高篇——高压变频器设计理念 春晓所用变频器硬件介绍
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电气传动基础知识—电气传动系统概述
电力传动系统运动方程式
中间传动机构
T电T机电力机矩转－ 矩－T负T负载载阻转力矩＝ J
dn dt
M
T电机转矩
P电机功率＝ T电机转矩×N电机速度×K常数
终端机械
T负载转矩
T电机转矩>T负载转矩－－－加速运行 T电机转矩<T负载转矩－－－减速运行 T电机转矩＝T负载转矩－－－恒速运行
电机转矩控制性能是影响电气传动系统性能高低的最重要因素 加减速时间和电机转矩、负载转矩以及系统惯量有关
逆变器：将直流电转换成交流电的电力电子装置，其输出电压为非正弦波，输出电 流近似正弦
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变频器基础知识—简要工作原理
单相逆变电路工作原理
U1
S1,S3导通
S1 Ed
S4
S2 U1
S3
S2,S4导通 S1,S3导通
f1
Ed S1,S3导通
S2,S4导通
S2,S4导通
f2
逆变器的功能：
通过改变开关管导通时间改变输出电压的频率
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为什么采用高压变频器？
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1. 降低成本 风机，水泵，压缩机的节能 减少机械设备的维护费用 延长机械设备的使用寿命
2. 改善过程控制 提高产量 增强适用性 适于各种环境 适用于重载启动恒转矩负载情况，比如皮 带机
3. 在质量较差的电网系统启动大型电机 消除电压波动 减少冲击电流 比降压启动器更大的启动力矩
注： 交直交电压型变频器因结构简单，功率因素高，目前广泛使用 常用设计功率在315KW
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变频器基础知识—简要工作原理
交流低压交直交通用变频器系统框图
～
整流部分
储能环节
逆变部分
M
交流
直流
直流
交流
控制系统
整流器：将交流电变换成直流的电力电子装置，其输入电压为正弦波，输入电流非 正弦，带有丰富的谐波
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变频器基础知识—变频器及其特点
变频器 变频器是交流电气传动系统的一种,是将交流工频电源转换成电压、频率均可 变的适合交流电机调速的电力电子变换装置，英文简称VVVF ( Variable Voltage Variable Frequency）
变频器的控制对象 三相交流异步电机和三相交流同步电机，标准适配电机极数是2/4极
定义 以交流（直流）电动机为动力拖动各种生产机械的系统我们称之为交流（直流） 电气传动系统，也称交流（直流）电气拖动系统 构成
交流电源 输入
直流 调速 装置
直流输出 直流 电机
中间传动机构
终端机械
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变频 器
交流 调速 装置
交流输出
交流 电机
皮带轮、齿轮箱等
执行机构
风机、泵等
电气传动基础知识—电气传动系统基本工作原理
变频器基础知识—变频器分类
供电电源
控制算法
变换方法 （拓朴结构）
低压 高压 通用 高性能
交直交
交交
220V/1PH、220V/3PH、380V/3PH
3000、6000、10000V/3PH 内置V/F控制方式，简单，性能一般 内置矢量控制方式，复杂，高性能
电压型（储能环节为电解电容） 电流型(储能环节为电抗器） 无储能环节
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变频器基础知识—简要工作原理
PWM（Pulse Width Moduration）调制 PWM调制是：利用半导体开关器件的导通和关断把直流电压调制成电压可变、频
率可变的电压脉冲列。 SPWM调制是：采用三角波和正弦波相交获得的PWM波形直接控制各个开关可以得
到脉冲宽度和各脉冲间的占空比可变的呈正弦变化的输出脉冲电压电压，能获 得理想的控制效果：输出电流近似正弦 载波频率必须高，才能保证调制后得到的波形与调制前效果相同 GTR变频器由于开关频率太低，电机噪声较大，IGBT有效的解决了这个问题
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变频器基础知识—简要工作原理
调制解调器 调制解调器 的英文是MODEM，其作用是利用模拟信号传输线路传输数字信号
。 电子信号分两种，一种是“模拟信号”，一种是“数字信号”。我们使用的电话线 路传输的是模拟信号，而PC机之间传输的是数字信号。所以当你想通过电话线把 自己的电脑连入Internet时，就必须使用调制解调器来“翻译”两种不同的信号。 连入Internet后，当PC机向Internet发送信息时，由于电话线传输的是模拟信号 ，所以必须要用调制解调器来把数字信号“翻译”成模拟信号，才能传送到 Internet上，这个过程叫做“调制”。 当PC机从Internet获取信息时，由于通过 电话线从 Internet传来的信息都是模拟信号，所以PC机想要看懂它们，还必须 借助调制解调器这个“翻译”,这个过程叫作“解调”。合起来就是“调制解调”。