ABB变频器培训课件

ABB变频器工作原理

一、基本概念：

把电压和频率固定不变的交流电变换为电压和频率可变的交

流电的装置称作“变频器”。所有变频器的工作原理基本上相同。主要工作方式：三相交流电经桥式整流变为直流电，通过限

流电阻给电容充电75％时，接触器吸合，限流电阻被短接，然后直接充电到变频器的额定电压。变频器的CPU当接到启动信号时，发出触发信号，使驱动电路工作触发LGBT，将直流电压变成频率可调的三相交流电，驱动电机。目前，变频装置有两种，一

种是交—交变频装置，三相感应电动机的每相绕组由两套极性相

反的晶闸管整流装置供电，交替地以低于电源频率切换正、反两

组整流电路的工作状态，使负载端得到相应频率的交变电压。第

二种是交—直—交变频装置，先用晶闸管整流装置将交流转换成

直流，再用逆变器将直流变成频率可调的交流供给电动机。最常

见的是后一种，它主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等

组成的。变频器的调速公式：n=(1-s)n0= (1-s)60f/p n: 转速

s: 转差率

n0: 同步转速

f: 电源频率

p: 电机极对数

由上式可看出，电机的转差率及极对数已经固定不变，要想改变电机转速，将电源的频率改变即可。由于电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的，由于该极数值不是一个连续的数值（为2的倍数，例如极数为2，4，6），所以一般不适合通过改变该值来调整

电机的速度。由上式可以看出，转速n 与频率f 成正比，如果不改变电动机的极数，只要改变频率f 即可改变电动机的转速，当频率f 在0～50Hz 的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽，变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。频率能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。

变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动，电机在工频电源供电时起动和加速冲击很大，而当使用变频

器供电时，这些冲击就要弱一些。工频直接起动会产生一个大的

起动起动电流。而当使用变频器时，变频器的输出电压和频率是

逐渐加到电机上的，所以电机起动电流和冲击要小些。通常，变

频器输出频率在额定频率（如我国额定频率50Hz）以下时，电机产生的转矩要随频率的减小（速度降低）而减小。通过使用磁通

矢量控制的变频器，可以改善电机低速时转矩的不足，甚至在低

速区电机也可输出足够的转矩。通常的电机是按照额定频率电压

设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在

额定频率之下的调速称为恒转矩调速。变频器输出频率大于额定

频率时，电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。额

定频率之上的调速称为恒功率调速。

二、ACS550系列变频器基本设置：

1、应用宏设置：

宏是一组预先定义的参数集。应用宏将现场实际使用过程中所需设定的参数的数量减至最少。选择一个宏会将所有的参数设置

为该宏的默认值。除了与电机本身有关的一些参数。同时也定义

了端子功能。ACS550系列的变频器共有8种应用宏：ABB标准宏、3-线宏、交变宏、电动电位器宏、手动/自动宏、PID控制宏、PFC控制宏、转矩控制宏。干二线该系列变频器均采用“手

注意：手动/自动宏方式：参数 2108 START INHIBIT （禁止起动）必须保持为默认设置 0 (OFF)。

2、接线举例 :

3、参数设置：

三、常见故障

变频器本身具有异常故障显示、报警和保护功能。当故障发生时，变频器将异常故障代码显示在屏幕上,或者将故障信息储存在程序的某个参数内，以便维修检查。变频器异常故障分为软故障

和硬故障两大类，软故障多是因操作或参数设置不当造成的，而硬故障则是由于变频器本身器件损坏造成的，维修起来难度大。

1、参数设置类故障

常用变频器在使用中，是否能满足传动系统的要求，变频器的参数设置非常重要，如果参数设置不正确，会导致变频器不能正常工作。常用变频器，一般出厂时，厂家对每一个参数都有一个默认值，这些参数叫工厂值。在这些参数值的情况下，用户能以面板操作方式正常运行的，但以面板操作并不满足大多数传动系统的要求。所以，用户在正确使用变频器之前，要对变频器参数时从以下几个方面进行：

a、确认电机参数，变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。

b、变频器采取的控制方式，即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度，需要进行静态或动态辨识。

c、设定变频器的启动方式，一般变频器在出厂时设定从面板启动，用户可以根据实际情况选择启动方式，可以用面板、外部端

子、通讯方式等几种。

d、给定信号的选择，一般变频器的频率给定也可以有多种方式：面板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给定，当然对于变频器的频率给定也可以是这几种方式的一种或几种方式之和。正确设置以上参数之后，变频器基本上能正常工作，如要获得更好的控制效果则只能根据实际情况修改相关参数。一旦发生了参数设置类故障后，变频器都不能正常运行，一般可根据说明书进行修改参数。如果以上不行，最好是能够把所有参数恢复出厂值，然后按上述步骤重新设置，对于每一个公司的变频器其参数恢复方式也不相同。

2、过压类故障

变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上。正常情况下，变频器直流电为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算，则平均直流电压Ud=1.35U线＝513V。在过电压发生时，直流母线的储能电容将被充电，当电压上至760V左右时，变频器过电压保护动作。因此，变频器来说，都有一个正常的工作电压范围，当电压超过这个范围时很可能损坏变频器，常

见的过电压有两类。一是输入交流电源过压，这种情况是指输入电压超过正常范围，一般发生在节假日负载较轻，电压升高或降低而线路出现故障，此时最好断开电源，检查、处理。第二种是发电类过电压，主要是电机的同步转速比实际转速还高，使电动机处于发电状态。

3、过载故障

过载故障包括变频过载和电机器过载。其可能是加速时间太短，直流制动量过大、电网电压太低、负载过重等原因引起的。一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等。

负载过重，所选的电机和变频器不能拖动该负载，也可能是由于机械润滑不好引起。如前者则必须更换大功率的电机和变频器；如后者则要对生产机械进行检修。

4、其他故障

如欠压：说明变频器电源输入部分有问题，需检查后才可以运行。

温度过高：如电动机有温度检测装置，检查电动机的散热情况；变频器温度过高，检查变频器的通风情况。

外部的电磁感应干扰：如果变频器周围存在干扰源，它们将通过辐射或电源线侵入变频器的内部，引起控制回路误动作，造成工作不正常或停机，严重时甚至损坏变频器。

雷击、感应雷电：雷击或感应雷击形成的冲击电压，有时也会造成变频器的损坏。此外，当电源系统一次侧带有真空断路器时，短路开闭会产生较高的冲击电压。为防止因冲击电压造成过电压损坏，通常需要在变频器的输入端加压敏电阻等吸收器件。

四、维护

1.检查散热器温度并清洁散热器：

散热器会因冷却空气流过而积尘。由于散热器积尘，冷却效率会降低，就有可能发生过温故障。在正常环境（无灰尘、清洁的）下，散热器应每年检查一次，在灰尘多的环境下，散热器应经常清扫。断开变频器电源、拆下冷却风机、使用清洁干燥的压缩气体从下往上吹扫散热器，同时使用吸尘器在空气出口吸收灰尘、恢复冷却风机、恢复上电。

2.变频器控制柜顶部过滤网在灰尘多的情况下须经常使用吸尘器除尘。

3.变频器控制柜内下部容易积尘，须经常使用吸尘器除尘。以免因积尘引起短路或接触不良。