变频器最全培训资料
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– 恒转矩负载
• 例如输送带,提升,钻床,挤出机,容积泵
– 变转矩负载
• 例如离心风机, 离心泵
– 恒功率负载
• 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
� 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
– 设备产生的流量与泵或风机的转速成正比 – 设备产生的压力与泵或风机转速的平方成正比 – 设备消耗的功率与泵或风机转速的立方成正比
� 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.
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.
� 当直流母线电压超过某规定电压时,制动晶体管导通,直 流母线电容和电机向制动电阻释放能量.使直流母线电 压降低,降低到另一规定电压后,制动晶体管截止.所以 制动电阻的作用是能耗制动.
�
…
…
�
……
�
……
ACS150
EMC
通用变频器的合理选型
可选件的选择及功能
dV / dt 输 出 滤 波 器 ：
• dV/dt 输 出 滤 波 器 用 于 限 制 变 频 器 的 输 出 电 压 上 升 率 ， 限 制 电 机 接 线 端 的 电 压 尖 峰 ，增 强 电 机 的 绝 缘 性 能 。 • 当 电 源 电 压 为（ 或 超 过 ）575V ，或 电 机 绝 缘 情 况 不 太 好 时 ，推 荐安 装 一 台 dV/dt 输 出 滤 波 器 。 • 当 安 装 了 dV/dt 输 出 滤 波 器 后 ，变 频 器 的 输 出 开 关 频 率 必 须 限 制为 2KHZ。
� 变频器对电机有多种控制模式 � 不同的控制模式可以使变频器适用于各种类型
的电机和机械，可以获得不同的静态和动态性 能 � 电机控制模式包括： – 开环V/F模式（压频比模式） – 开环磁通矢量控制模式（SVC） – 闭环速度控制模式（FVC） – 转矩控制模式（TC） – 同步电机控制模式（开环和闭环）
� 5%线路电抗器 � 5%线路电抗器+3%DC电抗器 � 5次调制谐波滤波器 � 5次+7次调制谐波滤波器 � 12脉冲变频器(对称线路电流) � 18脉冲变频器(对称线路电流) � 宽域谐波滤波器
THDI=30-35% THDI=25-30% THDI=20-30% THDI=12-20% THDI=15% THDI<5% THDI=8-12%
ATV71
– 若需要整体满足电网质量标准IEEC519，A可TV选71 用正弦波滤波器附
件。
ATV71
1%
Irms 30%
3%
Irms 60% THD <=48%
15kW
75kW
5源自文库0kW
ACS150
外部可选件 用以减少部分负载中的THD（总谐波畸 变）并符合EN61000-3-2
� �
� 直流电抗器是串联在直流中间回路的一个或两个扼流圈 , 因其通过的电流为直流电流, 故亦成为直流扼流圈.
•输 出 电 抗 器 只 能 安 装 于 变 频 器 的 输 出 端 。
•当 多 台 电 机 并 联 连 接 到 一 台 变 频 器 时 ，总 的 电 机 电 缆 长 度 为单台电机电缆长度之和。
•当 安 装 了 输 出 电 抗 器 时 ，变 频 器 的 最 大 开 关 频 率 受 到 限 制 。 其 中 普 通 铁 芯 电 抗 器 的 最 大 开 关 频 率 限 制 为 2KHZ ，对 于 铁 氧 铁 芯 的 电 抗 器 ，其 最 大 开 关 频 率 为 4KHZ 。
� 图中Tfr为制动晶体管,PA-PB连接制动电阻。
� �
通用变频器的合理选型
海拔高度与变频器容量之间的关系
通用变频器的合理选型
选型注意事项
•是否需要频繁制动 ？ 若 需 要 的 话 则 需 要 制 动 单 元 和 制 动 电 阻。 •电 机 类 型 若 变 频 器 用 于 驱 动 同 步 电 机，磁 滞 电 机， 多 个 电 机，需 降 额 使 用。
� �
通用变频器的合理选型
可选件的选择及功能
输入电抗器：
•输 入 电 抗 器 用 于 降 低 由 变 频 器 产 生 的 谐 波 ；
•输 入 电 抗 器 也 用 于 增 加 电 源 阻 抗 ，并 帮 助 吸 收 附 近 备 用 发 电 机 工 作 或重载设备投入时产生的浪涌电压和主电源的电压尖峰；
� 直流电抗器的作用是抑制变频器的进线电流谐波,从而 减少对电网的污染.
� 通常采用适当大小的直流电抗器,即可使变频器的谐波 污染减少到符合标准,这是一种低成本的方案.
�
…
…
�
……
�
……
通用变频器的合理选型
可选件的选择及功能
电 磁 兼 容 性 （ EMC ）滤 波 器 ：
•电 磁 兼 容 性 （ EMC ） 滤 波 器 的 目 的 是 降 低 变 频 器 传 导 到 电 源 的 干 扰 ，它 并 不 减 少 辐 射 性 干 扰 或 降 低 到 变 频 器的干扰； •它 只 能 安 装 于 电 源 到 变 频 器 的 输 入 端 ，如 果 被 安 装 到 变 频 器 的 输出 端 ，它 将 被 损 坏 ； •在 许 多 运 用 中 ，可 以 在 无 滤 波 器 或 带 内 置 式 滤 波 器 情 况 下 运 行 。然 而 ，为 得 到 更 高 程 度 的 衰 减 性 能 ，需 要 有 外部的滤波器。
� 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.
� 逆变桥的桥臂的可控硅的类型主要是IGBT—绝缘珊双极 型晶体管.
� 变频器的选型和应用, 首先要考虑的就是负 载的类型
� 负载可以分为三大类
•输 入 电 抗 器 额 定 值 是 以 电 源 电 压 的 百 分 数 给 出 的（ 例 如 2％ 和 4％ 输 入 电 抗 器 ），因此 当 变 频 器 以 额 定 输 入 电 流 运 行 时 ，输 入 电 抗 器 的 电 感 在 电 抗 器 上 会 引 起 2％ 或 4％的 电 压 降 。一 般 2％ 的 输 入 电 抗 器 主 要 用 于 低 阻 抗 电 源 ，而 4％ 的 输 入 电 抗 器 还 可 以 用 于 降 低 谐 波 电 流 。
•输 入 电 抗 器 串 接 在 电 源 和 变 频 器 的 功 率 输 入 端 之 间 。如 果 还 使 用 了 电 磁 兼 容 滤 波 器 ，则 输 入 电 抗 器 应 串 接 在 电 磁 兼 容 滤 波 器 和 电 源 之 间。
•一 般 而 言，变 频 器 的 额 定 功 率 与 电 网 短 路 功 率 的 比 一 定 不 能 小 于 0.5 ％。如 果 电 源 阻 抗 低 于 这 个 值 ，则 较 高 的 电 流 会 流 入 整 流 桥 和 DC 电 容 ， 引 起 过 热 ，因 此 应 安 装 输 入 电 抗 器 来 增 加 电 源 阻 抗 。
� 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%
� �
通用变频器的合理选型
可选件的选择及功能
输出电抗器：
•当 电 机 电 缆 较 长 时 ，会 存 在 较 大 的 分 布 电 容 。该 分 布 电 容 与变频器输出端的残余电源峰值导致电流值流回变频器， 使 变 频 器 产 生 有 害 的 跳 闸 。通 过 安 装 输 出 电 抗 器 ，其 电 感 值 补 偿 了 电 机 电 缆 的 分 布 电 容 ，使 电 机 在 长 电 缆 的 情 况 下 也能正常运行。
� 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.
� 通常恒功率段是指在电机的基本频率之上
� 对于一个恒功率负载,实际上负载转矩是负载物理尺寸的函数
� 在转速较低时需要的转矩较高,在转速较高时,需要的转矩较低 .
� 负载转矩与转速成反比,其乘积,亦即功率为恒定值,称为恒功 率负载.
• 例如输送带,提升,钻床,挤出机,容积泵
– 变转矩负载
• 例如离心风机, 离心泵
– 恒功率负载
• 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
� 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
– 设备产生的流量与泵或风机的转速成正比 – 设备产生的压力与泵或风机转速的平方成正比 – 设备消耗的功率与泵或风机转速的立方成正比
� 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.
ACS150
外部可选件 电机电缆可更长
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� 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.
� 当直流母线电压超过某规定电压时,制动晶体管导通,直 流母线电容和电机向制动电阻释放能量.使直流母线电 压降低,降低到另一规定电压后,制动晶体管截止.所以 制动电阻的作用是能耗制动.
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ACS150
EMC
通用变频器的合理选型
可选件的选择及功能
dV / dt 输 出 滤 波 器 ：
• dV/dt 输 出 滤 波 器 用 于 限 制 变 频 器 的 输 出 电 压 上 升 率 ， 限 制 电 机 接 线 端 的 电 压 尖 峰 ，增 强 电 机 的 绝 缘 性 能 。 • 当 电 源 电 压 为（ 或 超 过 ）575V ，或 电 机 绝 缘 情 况 不 太 好 时 ，推 荐安 装 一 台 dV/dt 输 出 滤 波 器 。 • 当 安 装 了 dV/dt 输 出 滤 波 器 后 ，变 频 器 的 输 出 开 关 频 率 必 须 限 制为 2KHZ。
� 变频器对电机有多种控制模式 � 不同的控制模式可以使变频器适用于各种类型
的电机和机械，可以获得不同的静态和动态性 能 � 电机控制模式包括： – 开环V/F模式（压频比模式） – 开环磁通矢量控制模式（SVC） – 闭环速度控制模式（FVC） – 转矩控制模式（TC） – 同步电机控制模式（开环和闭环）
� 5%线路电抗器 � 5%线路电抗器+3%DC电抗器 � 5次调制谐波滤波器 � 5次+7次调制谐波滤波器 � 12脉冲变频器(对称线路电流) � 18脉冲变频器(对称线路电流) � 宽域谐波滤波器
THDI=30-35% THDI=25-30% THDI=20-30% THDI=12-20% THDI=15% THDI<5% THDI=8-12%
ATV71
– 若需要整体满足电网质量标准IEEC519，A可TV选71 用正弦波滤波器附
件。
ATV71
1%
Irms 30%
3%
Irms 60% THD <=48%
15kW
75kW
5源自文库0kW
ACS150
外部可选件 用以减少部分负载中的THD（总谐波畸 变）并符合EN61000-3-2
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� 直流电抗器是串联在直流中间回路的一个或两个扼流圈 , 因其通过的电流为直流电流, 故亦成为直流扼流圈.
•输 出 电 抗 器 只 能 安 装 于 变 频 器 的 输 出 端 。
•当 多 台 电 机 并 联 连 接 到 一 台 变 频 器 时 ，总 的 电 机 电 缆 长 度 为单台电机电缆长度之和。
•当 安 装 了 输 出 电 抗 器 时 ，变 频 器 的 最 大 开 关 频 率 受 到 限 制 。 其 中 普 通 铁 芯 电 抗 器 的 最 大 开 关 频 率 限 制 为 2KHZ ，对 于 铁 氧 铁 芯 的 电 抗 器 ，其 最 大 开 关 频 率 为 4KHZ 。
� 图中Tfr为制动晶体管,PA-PB连接制动电阻。
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通用变频器的合理选型
海拔高度与变频器容量之间的关系
通用变频器的合理选型
选型注意事项
•是否需要频繁制动 ？ 若 需 要 的 话 则 需 要 制 动 单 元 和 制 动 电 阻。 •电 机 类 型 若 变 频 器 用 于 驱 动 同 步 电 机，磁 滞 电 机， 多 个 电 机，需 降 额 使 用。
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通用变频器的合理选型
可选件的选择及功能
输入电抗器：
•输 入 电 抗 器 用 于 降 低 由 变 频 器 产 生 的 谐 波 ；
•输 入 电 抗 器 也 用 于 增 加 电 源 阻 抗 ，并 帮 助 吸 收 附 近 备 用 发 电 机 工 作 或重载设备投入时产生的浪涌电压和主电源的电压尖峰；
� 直流电抗器的作用是抑制变频器的进线电流谐波,从而 减少对电网的污染.
� 通常采用适当大小的直流电抗器,即可使变频器的谐波 污染减少到符合标准,这是一种低成本的方案.
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通用变频器的合理选型
可选件的选择及功能
电 磁 兼 容 性 （ EMC ）滤 波 器 ：
•电 磁 兼 容 性 （ EMC ） 滤 波 器 的 目 的 是 降 低 变 频 器 传 导 到 电 源 的 干 扰 ，它 并 不 减 少 辐 射 性 干 扰 或 降 低 到 变 频 器的干扰； •它 只 能 安 装 于 电 源 到 变 频 器 的 输 入 端 ，如 果 被 安 装 到 变 频 器 的 输出 端 ，它 将 被 损 坏 ； •在 许 多 运 用 中 ，可 以 在 无 滤 波 器 或 带 内 置 式 滤 波 器 情 况 下 运 行 。然 而 ，为 得 到 更 高 程 度 的 衰 减 性 能 ，需 要 有 外部的滤波器。
� 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.
� 逆变桥的桥臂的可控硅的类型主要是IGBT—绝缘珊双极 型晶体管.
� 变频器的选型和应用, 首先要考虑的就是负 载的类型
� 负载可以分为三大类
•输 入 电 抗 器 额 定 值 是 以 电 源 电 压 的 百 分 数 给 出 的（ 例 如 2％ 和 4％ 输 入 电 抗 器 ），因此 当 变 频 器 以 额 定 输 入 电 流 运 行 时 ，输 入 电 抗 器 的 电 感 在 电 抗 器 上 会 引 起 2％ 或 4％的 电 压 降 。一 般 2％ 的 输 入 电 抗 器 主 要 用 于 低 阻 抗 电 源 ，而 4％ 的 输 入 电 抗 器 还 可 以 用 于 降 低 谐 波 电 流 。
•输 入 电 抗 器 串 接 在 电 源 和 变 频 器 的 功 率 输 入 端 之 间 。如 果 还 使 用 了 电 磁 兼 容 滤 波 器 ，则 输 入 电 抗 器 应 串 接 在 电 磁 兼 容 滤 波 器 和 电 源 之 间。
•一 般 而 言，变 频 器 的 额 定 功 率 与 电 网 短 路 功 率 的 比 一 定 不 能 小 于 0.5 ％。如 果 电 源 阻 抗 低 于 这 个 值 ，则 较 高 的 电 流 会 流 入 整 流 桥 和 DC 电 容 ， 引 起 过 热 ，因 此 应 安 装 输 入 电 抗 器 来 增 加 电 源 阻 抗 。
� 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%
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通用变频器的合理选型
可选件的选择及功能
输出电抗器：
•当 电 机 电 缆 较 长 时 ，会 存 在 较 大 的 分 布 电 容 。该 分 布 电 容 与变频器输出端的残余电源峰值导致电流值流回变频器， 使 变 频 器 产 生 有 害 的 跳 闸 。通 过 安 装 输 出 电 抗 器 ，其 电 感 值 补 偿 了 电 机 电 缆 的 分 布 电 容 ，使 电 机 在 长 电 缆 的 情 况 下 也能正常运行。
� 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.
� 通常恒功率段是指在电机的基本频率之上
� 对于一个恒功率负载,实际上负载转矩是负载物理尺寸的函数
� 在转速较低时需要的转矩较高,在转速较高时,需要的转矩较低 .
� 负载转矩与转速成反比,其乘积,亦即功率为恒定值,称为恒功 率负载.