变频器的原理及应用1及危险源、危险点识别岗位培训

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,变频器的原理及应用,1,及危险源、危险点识别岗位培训,培训人：,变频器的定义,变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软启动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流,/,过压,/,过载保护等功能。,变频器的基本组成,变频器通常分为,4,部分：,整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。,整流单元：,将工作频率固定的交流电转换为直流电。,高容量电容：,存储转换后的电能。,逆变器：,由大功率开关晶体管阵列组成电子开关，将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。,控制器：,按设定的程序工作，控制输出方波的幅度与脉宽，使叠加为近似正弦波的交流电，驱动交流电动机。,变频器的分类,按变换的环节分类：,(1),交,-,直,-,交变频器，则是先把工频交流通过整流器变成直流，然后再把直流变换成频率电压可调的交流，又称间接式变频器，是目前广泛应用的通用型变频器。,(2),可分为交,-,交变频器，即将工频交流直接变换成频率电压可调的交流，又称直接式变频器 。,按直流电源性质分类：,(1),电压型变频器,电压型变频器特点是中间直流环节的储能元件采用大电容，负载的无功功率将由它来缓冲，直流电压比较平稳，直流电源内阻较小，相当于电压源，故称电压型变频器，常选用于负载电压变化较大的场合。,(2),电流型变频器,电流型变频器特点是中间直流环节采用大电感作为储能环节，缓冲无功功率，即扼制电流的变化，使电压接近正弦波，由于该直流内阻较大，故称电流源型变频器,(,电流型,),。电流型变频器的特点,(,优点,),是能扼制负载电流频繁而急剧的变化。常选用于负载电流变化较大的场合。,按主电路工作方法分类：电压型变频器、电流型变频器,按照工作原理分类：可以分为,V/f,控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等,按照开关方式分类：可以分为,PAM,控制变频器、,PWM,控制变频器和高载频,PWM,控制变频器 按照用途分类：可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。此外，变频器还可以按输出电压调节方式分类，按控制方式分类，按主开关元器件分类，按输入电压高低分类。,按变频器调压方法：,、,PAM,变频器是一种通过改变电压源,Ud,或电流源,Id,的幅值进行输出控制的。,、,PWM,变频器方式是在变频器输出波形的一个周期产生个 脉冲波个脉冲，其等值电压为正弦波，波形较平滑。,按工作原理分：,、,U/f,控制变频器,(VVVF,控制,),、,SF,控制变频器,(,转差频率控制,),、,VC,控制变频器,(,Vectory,Control,矢量控制,),。,按国际区域分类：,、国产变频器：浙江三科、欧瑞传动、森兰、英威腾、蓝海华腾、迈凯诺、伟创、美资易泰帝,;,、欧美变频器：,ABB,、西门子、日本变频器富士三菱、韩国变频器、台湾变频器台达、香港变频器。,按电压等级分类：,、高压变频器：,3KV,、,6KV,、,10KV,、中压变频器：,660V,、,1140V,、低压变频器：,220V,、,380V,按电压性质分类：,、交流变频器：,AC-DC-AC(,交,-,直,-,交,),、,AC-AC(,交,-,交,),、直流变频器：,DC-AC(,直,-,交,),变频器的工作原理,主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。 它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。,从上式可知，只要平滑地调节异步电机定子的供电频率,f,1,，同步转速,n,p,随之改变，就可以平滑地调节转速,n,，从而实现异步电机的无级调速，这就是变频调速的基本原理。,u/f,控制,u/f,控制：,u/f,控制变频器的方法是在改变频率的同时控制变频器的输出电压，通过使（电压和频率的比）保持一定或按一定的规律变化，而得到所需要的转矩特性。采用,u/f,控制的变频器结构简单，成本低，多用于要求精度不是太高的通用变频器。,u/f,控制的原理,采用,U/f,控制以后异步电机的机械特性曲线是什么样的？,不同电压,/,频率协调控制方式时的机械特性,0,s,1,0,T,e,恒,E,r,/,1,控制,恒,E,g,/,1,控制,恒,U,s,/,1,控制,a,b,c,不同电压,/,频率协调控制方式时的机械特性,恒,Us/,1,控制容易实现，机械特性基本上为平行下移，硬度也较好，能够满足一般的调速要求，但低速带载能力时须对定子压降实行补偿。,恒,Es/,1,控制是通常对恒压频比控制实行电压补偿的标准，可以在稳态时达到,气隙磁通恒定,，从而改善了低速性能。但机械特性还是非线性的，产生转矩的能力仍受到限制。,恒,Er/,1,控制可以得到和直流他励电机一样的线性机械特性，机械特性曲线最硬，电磁转矩和转差率成正比。,U/f,电压补偿的原理是什么？,所谓的,U/f,电压补偿，其实就是伏,/,赫限制，是为了避免发电机或与发电机相连的变压器过激磁而设计的一个限制功能。通常,U/f=,常数，即电压标幺值与频率标幺值的比值在限制区段为一常数，多数调节器比值为,1.1,，限制区段为,40-47Hz,。多数励磁调节器设计有低频保护功能，当发电机频率低于下限频率，励磁调节器会发出命令逆变灭磁，即低频保护。,变频器工作原理详解,1,、变频器的主回路,电压型变频器主电路包括：整流电路、中间直流电路、逆变电路三部分组，交,-,直,-,交型变频器结构见附图,1,1,）整流电路：,VD1VD6,组成三相不可控整流桥，,220V,系列采用单相全波整流桥电路；,380V,系列采用桥式全波整流电路。,2,）中间,滤波电路,：整流后的电压为,脉动电压,，必须加以滤波；,滤波电容,c1 c2,除滤波作用外，还在整流与,逆变,之间起,去耦,作用、消除干扰、提高,功率,因数，由于该大电容储存能量，在断电的短时间内电容两端存在高压电，因而要在电容充分放电后才可进行操作。,3,）,限流电路,：由于,储能,电容较大，接入电源时电容两端电压为零，因而在上电瞬间,滤波电容,CF,的充电电流很大，过大的电流会损坏,整流桥,二极管，为保护,整流桥,上电瞬间将充电电阻,RL,串入直流,母线,中以限制充电电流，当,CF,充电到一定程度时由开关,SL,将,RL,短路。,4,）,逆变电路,：,逆变,管,V1V6,组成,逆变,桥将直流电逆变成频率、,幅值,都可调的交流电，是变频器的核心部分。常用逆变模块有：,GTR,、,BJT,、,GTO,、,IGBT,、,IGCT,等，一般都采用,模块化,结构有,2,单元、,4,单元、,6,单元,变频器工作原理详解,5,）,续流二极管,D1D6,：其主要作用为：,（,1,）电机,绕组,为感性具有无功分量，,VD1VD7,为无功电流返回到,直流电源,提供通道,（,2,）当电机处于制动状态时，再生电流通过,VD1VD7,返回,直流电路,。,（,3,）,V1V6,进行逆变过程是同一桥臂两个逆变管不停地交替导通和截止，在换相过程中也需要,D1D6,提供通路。,6,）,缓冲电路,由于逆变管,V1V6,每次由导通切换到截止状态的瞬间，,C,极和,E,极间的电压将由近乎,0V,上升到,直流电压,值,UD,，这过高的电压增长率可能会损坏逆变管，,吸收电容,的作用便是降低,V1V6,关断时的电压增长率。,7,）,制动单元,电机在减速时,转子,的转速将可能超过此时的,同步转速,（,n=60f/P,）而处于,再生制动,（发电）状态，拖动系统的动能将反馈到,直流电路,中使直流,母线,（,滤波电容,两端）电压,UD,不断上升（即所说的泵升电压），这样变频器将会产生,过压保护,，甚至可能损坏变频器，因而需将反馈能量消耗掉，,制动电阻,就是用来消耗这部分能量的。,制动单元,由开关管与,驱动电路,构成，其功能是用来,控制流,经,RB,的放电电流,IB,变频器工作原理图,变频器的应用,变频器的应用,变频器的应用,变频器的应用,变频器的应用,变频器危险源危险点识别,1.,变频器应安装在金属等不燃物体上否则会有引发火灾的危险。变频器应安装在无振动、无强腐蚀气体、无大量灰尘、无潮气的场所以确保变频器的健康寿命。,2.,变频器周围的环境温度请控制在,40,以下否则会有引发变频器过热损坏和引发火灾的危险。,3.,接电源线前请先确认电源电压与变频器的额定电压是否一致否则会有引发变频器炸机和引发火灾的危险。接电源线前请先确认输入电源处于关断状态否则会有触电的危险。,4,请勿将电源线错接到变频器的,U-V W,输出端子上否则会导致变频器损坏或炸机甚至引发火灾。,变频器危险源危险点识别,5.,连接电机线到变频器前请先测试电机、电机连线不能有短路或接地相与相、相对地绝缘电阻应不小于,5,兆欧。请勿用兆欧表摇表测试变频器绝缘测试电机、电机连线绝缘时请务必将,U-V-W,端子连接断开否则会有引发变频器炸机和引发火灾的危险。,变频器危险源危险点识别,6.,请务必将变频器及电动机的接地端子可靠接地接地电阻至少应在,10,欧姆以下,4,欧姆以下最佳否则会有引发触电和火灾的危险另外还有可能影响变频器稳定运行。变频器的,-,端子是内部直流主回路的负极请勿连接零线或地线否则会有引发变频器损坏和引发火灾的危险。,变频器危险源危险点识别,7.,变频器输出端只允许连接三相交流电动机若电动机上连有补偿电容请务必拆除否则会有引发变频器过流报警及炸机的危险。,变频器危险源危险点识别,8.,在接通运行信号的状态下打开电源或报警复位时电机会自动开始运行。操作前请务必先检查现场情况是否允许否则会有引发人员伤害和设备损坏的危险。最好先断开运行信号再打开电源或复位。,变频器危险源危险点识别,9.,检修设备时请务必将变频器主电源断开仅断开运行信号不能保证设备,100,受控可能会因控制信号线意外短接、人员误操作启动设备会有引发人员伤害和设备损坏的危险。,变频器危险源危险点识别,