工作原理编辑
概述
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
变频功率分析仪
变频功率分析仪(5张)
: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
整流器
大量使用的是二极管的变流器,它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器,由于其功率方向可逆,可以进行再生运转。
平波回路
在整流器整流后的直流电压中,含有电源6倍频率的脉动电压,此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动,采用电感和电容吸收脉动电压(电流)。装置容量小时,如果电源和主电路构成器件有余量,可以省去电感采用简单的平波回路。
逆变器
同整流器相反,逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率,以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。以电压型pwm逆变器为例示出开关时间和电压波形。
控制电路是给异步电动机供电(电压、频率可调)的主电路提供控制信号的回路,它有频率、电压的“运算电路”,主电路的“电压、电流检测电路”,电动机的“速度检测电路”,将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”,以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。
(1)运算电路:将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算,决定逆变器的输出电压、频率。
(2)电压、电流检测电路:与主回路电位隔离检测电压、电流等。
(3)驱动电路:驱动主电路器件的电路。它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。
(4)速度检测电路:以装在异步电动机轴机上的速度检测器(tg、plg等)的信号为速度信号,送入运算回路,根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。
(5)保护电路:检测主电路的电压、电流等,当发生过载或过电压等异常时,为了防止逆变器和异步电动机损坏
功能作用编辑
变频节能
变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。为了保证生产的可靠性,各种生产机械在设计配用动力驱动时,都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时,除达到动力驱动要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量,其输入功率大,且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。当使用变频调速时,如果流量要求减小,通过降低泵或风机的转速即可满足要求。
电动机使用变频器的作用就是为了调速,并降低启动电流。为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC),这个过程叫整流。把直流电(DC)变换为交流电(AC)的装置,其科学术语为“inverter”(逆变器)。一般逆变器是把直流电源逆变为一定的固定频率和一定电压的逆变电源。对于逆变为频率可调、电压可调的逆变器我们称为变频器。变频器输出的波形是模拟正弦波,主要是用在三相异步电动机调速用,又叫变频调速器。对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器,要对波形进行整理,可以输出标准的正弦波,叫变频电源。一般变频电源是变频器价格的15--20倍。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”,故该产品本身就被命名为“inverter”,即:变频器。
变频不是到处可以省电,有不少场合用变频并不一定能省电。 作为电子电路,变频器本身也要耗电(约额定功率的3-5%)。一台1.5匹的空调自身耗电算下来也有20-30W,相当于一盏长明灯. 变频器在工频下运行,具有节电功能,是事实。但是他的前提条件是:
**、大功率并且为风机/泵类负载;
第二、装置本身具有节电功能(软件支持);
这是体现节电效果的三个条件。除此之外,无所谓节不节电,没有什么意义。如果不加前提条件的说变频器工频运行节能,就是夸大或是商业炒作。知道了原委,你会巧妙的利用他为你服务。一定要注意使用场合和使用条件才好正确应用,否则就是盲从、轻信而“受骗上当”。
功率因数补偿节能
无功功率不但增加线损和设备的发热,更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低,大量的无功电能消耗在线路当中,设备使用效率低下,浪费严重,使用变频调速装置后,由于变频器内部滤波电容的作用,从而减少了无功损耗,增加了电网的有功功率。
软启动节能
1:电机硬启动对电网造成严重的冲击,而且还会对电网容量要求过高,启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害较大,对设备、管路的使用寿命较为不利。而使用变频节能装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,较大值也不**过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备的维护费用。
2:从理论上讲,变频器可以用在所有带有电动机的机械设备中,电动机在启动时,电流会比额定高5-6倍的,不但会影响电机的使用寿命而且消耗较多的电量.系统在设计时在电机选型上会留有一定的余量,电机的速度是固定不变,但在实际使用过程中,有时要以较低或者较高的速度运行,因此进行变频改造是非常有必要的。变频器可实现电机软启动、补偿功率因素
基本组成编辑
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。
给定方式编辑
变频器常见的频率给定方式主要有:操作器键盘给定、接点信号给定、模拟信号给定、脉冲信号给定和通讯方式给定等。这些频率给定方式各有优缺点,须按照实际所需进行选择设置
工作原理编辑
根据电机转速的公式
n=n1(1-s)(1)
N1=60f/p(2)
式中:n-电机转速;n1-电机的同步转速;s-滑差;f-旋转磁场频率;P-电机较对数
可知改变电机转速的方法有改变滑差s、改变旋转磁场频率f、改变电机较对数p三种。
变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。是由由主电路和控制带电路组成的。主电路是给异步电动机提供可控电源的电力转换部分,变频器的主电路分为两类,其中电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波部分是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波部分是电感。它由三部分构成,将工频电源变换为直流功率的整流部分,吸收在转变中产生的电压脉动的平波回路部分,将直流功率变换为交流功率的逆变部分。控制电路是给主电路提供控制信号的回路,它有决定频率和电压的运算电路,检测主电路数值的电压、电流检测电路,检测电动机速度的的速度检测电路,将运算电路的控制信号放大的驱动电路,以及对逆变器和电动机进行保护的保护电路组成。
现在大多数的变频器基本都采用交直交方式(VVVF变频或矢量控制),将工频交流电源通过整流器转换为直流电源,再把直流电源转换成近似于正弦波可控的交流电以供给电动机。
三相交流电经过VD1~VD6整流后,正极经过RL,RL在这里是防止电流忽然变大。经过RL电流趋于稳定,晶闸管触点会导通。之后直流电压加在了滤波电容CF1、CF2上,这两个电容的作用是让直流电波形变得更加平滑。之所以是两个电容是由于一个电容的耐压有限,所以用两个电容串联起来使用。均压电阻R1、R2是让CF1和CF2上的电压一样,两个电容的容量不同的话,分压就会不同,所以各并联了一个均压电阻。而中间的放电回路作用则是释放掉感性负载启动或停止时的反电势,用来保护逆变管V1~V6和整流管VD1~VD6。直流母线电压加到V1~V6六个IGBT上,基较由控制电路控制。控制电路控制某三个管子的导通给电机绕组内提供电流,产生磁场使电机运转。
优点编辑
HMI纯文本面板简化了操作,并支持使用多种外国语言
动态驱动和制动
具有各种控制和制动类型
具有通讯功能
各种通讯接口可确保能够用于较常见的网络应用
技术数据编辑
电压和功率范围
200-240 V,± 10%,单相交流,0.12 - 3 kW (0.16 - 4 HP)
200-240 V,± 10%,0.12 - 45 kW (0.16 - 60 HP)
380-480 V,± 10%,0.37 - 250 kW (0.5 - 350 HP)
500-600 V,± 10%,0.75 - 90 kW (1.0 - 125 HP)
控制类型矢量控制,FCC(磁通电流控制),多点特性(可参数化的 V/f 特性),V/f特性
典型用途编辑
广泛应用于物流系统、纺织工业、升降机、举升设备、机械工程以及食品饮料和**等领域。
选型编辑
作为企业一名采购员,有必要在选购自动化产品MM4变频器选型时应需要注意那些事项,只有在了解MM4变频器选型八个原则才能为企业选购更好MM4变频器。
一、以实际电机电流值作为变频器选择的根据。在选择MM4变频器应充分考虑变频器的输出高次谐波比较高,高次谐波会使电动机的功率因数和效率变坏。所以在选择电动机和变频器时,应考虑到这种情况,适当留有余量,以防止温升过高,影响电动机的使用寿命。
二、根据负载特性选择变频器。如负载为恒转矩负载需选siemensMM4变频器,如果是负载为风机、泵类负载需选择MM430变频器。
三、需要长电缆变频器运行的,应采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响,避免变频器出力不够。
四、对于一些高环境温度、高开关频率(尤其是在楼宇自控等对噪音限制较高的应用场所使用时需注意)、高海拔高度等,此时会引起变频器的降容,变频器需放大一档选择。如果变频器的供电电源是自备电源,较好加上进线电抗器。
五、运用变频器驱动齿轮减速电动机时,运用范围遭到齿轮转变有些光滑方法的制约。光滑油光滑时,在低速范围内没有约束;在追赶额外转速以上的高速范围内,有可能发生光滑油用光的风险。因而,不要追赶较高转速容许值。
六、变频器驱动绕线转子异步电动机时,大多是使用已有的电动机。绕线电动机与通常的鼠笼电动机比较,绕线电动机绕组的阻抗小。因而,容易发生因为纹波电流而导致的过电流跳闸表象,所以应挑选比通常容量稍大的变频器。通常绕线电动机多用于飞轮力矩GD2较大的场合,在设定加减速时间时应多注重。
七、变频器驱动同步电动机时,与工频电源比较,会下降输出容量10%~20%,变频器的接连输出电流要大于同步电动机额外电流与同步牵入电流的标幺值的乘积 。
八、关于压缩机、振动机等转矩动摇大的负载和油压泵等有峰值负载状况下,若是依照电动机的额外电流或功率值挑选变频器的话,有可能发生因峰值电流使过电流维护举措表象。因而,应知道工频运转状况,挑选比其较大电流更大的额外输出电流的变频器。 [2]
调试编辑
一、对于440变频器的调试应首先确认变频器的一些初始状态,在确认好电动机与变频器的连接后,利用内控先用操作器来控制电动机转动,首先需要设置以下参数:P0003=3,P0700=1,P1070=1050。设置完成后,可以把操作权交给操作器来手动操作。
二、 在第一步顺利完成后,应首先对电动机做快速调试,只有在这种模式下才可输入电机参数,而做好快速调试有利于变频器对电机参数的计算与优化,但快速调试的前提是变频器的另一端是空电机,如联**械部分有可能造成变频器对电机模型计算的不准确,快速调试步骤如下:
P0003=3 P0004=0 P0010=1(启用快速调试)
P0100=0 P0205=0 P0300=1
P0304=电动机额定电压 P0305=额定电流 P0307=额定功率
P0308=功率因数 P0310=额定频率 P0311=额定转速
P0335=0 P0640=过载倍数 P0700=2(选择命令源)
P1000=2 P1080=0 P1082=50
P1120=10 P1121=10 P1135=5
P1300=0线性V/F控制 P1500=0 P1910=1
P3900=1
三、 快速调试过后根据电机有无编码器还有变频器所控制的电机的数量来选择对电机的控制方式(P1300)。再把P1070设置为755,也就是选择由模拟量输入1来控制电机的速度给定,根据操作台电位计的实际情况来选择端子上的ADC1与ADC2两个开关,0-10V打成OFF,0-20mA打成ON。如果选择*5口数字输入DIN1为给定允许的话,将P0701=1,选择有了速度给定后电机的运行方式为接通正转,这样就实现了变频器速度的远程控制。
四、 对于点动的控制应首先根据设计中点动所对应的数字输入的端口,来选择P701-P708之间所对应的数字输入的端口的参数,例如:端子的7和8口为正点与反点,应把P703=99(BICO参数化),P704=99(BICO参数化),将P1055=722.2(正点动使能),P1056=722.3(反点动使能),这样就可以通过外控来控制点动了。通过改变P1058与P1059可改变点动的频率值,而改变P1060与P1061可改变点动的响应时间。
五、模拟量输出口(功能图8000):输出类型为0-20mA。选择P0771(0)=27,(**组参数,将其修改为27)则将模拟量输出1选择为电流表模式,通过改变P2002的数值来修正电流表。将P0771(1)=21,(*二组参数选择为21)则将模拟量输出2定义为转速表,通过改变P2000来确定转速表的范围,默认为50Hz,而一般的变频器调速均为0-50Hz,所以采用默认值即可。 [3]
故障复位编辑
为使故障码复位,可以采用以下3种方法中的1种:
1. 使变频器断电、再重新通电。
2. 按BOP或AOP上的Fn键。
3. 通过数字输入3(缺省设置)。