变频器原理及应用 第2版 教学课件 ppt 作者 王廷才 课件 第6章 变频器的组成与功能

变频器原理与应用（第2版）第6章,第6章 变频器的组成与功能,6.1 变频器的组成及接线端子 6.1.1 变频器的外形 图6-l所示为成都森兰通用变频器的外形。 图6-1 成都森兰通用变频器的外形,变频器原理与应用（第2版）第6章,6.1.2 变频器的结构,图6-2所示为变频器 的组成框图。 图6-2,变频器原理与应用（第2版）第6章,变频器的实际电路相当复杂，图6-2所示为变频器的组成框图。图的上方是由电力电子器件构成的主电路(整流器、中间环节、逆变器)，R、S、T是三相交流电源输入端，U、V、W是变频器三相交流电输出端。图的下方是以16位单片机为核心的控制电路。,变频器原理与应用（第2版）第6章,控制电路的基本结构如图6-3所示，它主要由主控板、键盘与显示板、电源板、外接控制电路等构成 。 图6-3 控制电路的基本结构,变频器原理与应用（第2版）第6章,1主控板 主控板是变频器运行的控制中心，其主要功能有： (1) 接受从键盘输入的各种信号。 (2) 接受从外部控制电路输入的各种信号。 (3) 接受内部的采样信号，如主电路中电压与电流的采样信号、各部分温度的采样信号、各逆变管工作状态的采样信号等。 (4) 完成SPWM调制，将接受的各种信号进行判断和综合运算，产生相应的SPWM调制指令，并分配给各逆变管的驱动电路。 (5) 发出显示信号，向显示板和显示屏发出各种显示信号。 (6) 发出保护指令，变频器必须根据各种采样信号随时判断其工作是否正常，一旦发现异常工况，立即发出保护指令进行保护。 (7) 向外电路发出控制信号及显示信号，如正常运行信号、频率到达信号、故障信号等。,变频器原理与应用（第2版）第6章,2键盘与显示板 键盘是向主控板发出各种信号或指令的，显示板是将主控板提供的各种数据进行显示两者总是组合在一起。 (1) 键盘 不同类型的变频器配置的键盘型号是不一样的，尽管形式不一样，但基本的原理和构成都差不多。通用变频器的键盘配置示意图如图6-4所示。 图6-4 通用变频器的键盘配置示意图,变频器原理与应用（第2版）第6章,(2) 显示屏 大部分变频器配置了液晶显示屏，它可以完成各种指示功能。通用变频器的显示屏示意图如图6-5所示。 图6-5 通用变频器的显示屏示意图,变频器原理与应用（第2版）第6章,数据显示主要内容有： 1) 在监视模式下，显示各种运行数据，如频率、电流、电压等 2) 在运行模式下，显示功能码和数据码。 3) 在故障状态下，显示故障原因的代码。 指示灯主要有： 1) 状态指示 如RUN(运行)、STOP(停止)、FWD(正转)、REV(反转)、FLT(故障)等。 2) 单位指示 显示屏上数据的单位，如Hz、A、V等。,变频器原理与应用（第2版）第6章,3 电源板 变频器的电源板主要提供以下电源： (1) 主控板电源 它要求有极好的稳定性和抗干扰能力。 (2) 驱动电源 因逆变管处于直流高压电路中，又分属于三相输出电路中不同的相。所以驱动电源非但和主控板电源之间必须可靠隔离，各驱动电源之间也必须可靠绝缘(和直流高压的负极相接的三个驱动电路可以共“地”)。 (3) 外控电源 为外接控制电路提供稳定的直流电源。例如当由外接电位器给定时，其电源就是由变频器内部的电源板提供的。,变频器原理与应用（第2版）第6章,6.1.3 变频器与外部连接的端子,变频器的外部连接端子分为主电路端子和控制电路端子，图6-6示出森兰SB70G变频器的连接端子图。,变频器原理与应用（第2版）第6章,变频器原理与应用（第2版）第6章,1主电路端子 变频器通过主电路端子与外部连接，主电路端子及其功能如表6-1所示。,变频器原理与应用（第2版）第6章,3. 控制板端子,SB70G375kW及以下机型控制板端子排列如图6-11所示。 图6-11 SB70G375kW及以下机型控制板端子排列,变频器原理与应用（第2版）第6章,6.2 变频器的主要功能参数及预置,6.2.1 变频器运行前的功能参数预置 给定频率 2. 输出频率 3基准频率 4. 上限频率和下限频率 5. 跳跃频率 8.2.2 变频器的其他频率参数 1. 点动频率 2. 载波频率(PWM频率) 3. 起动频率 4. 直流制动起始频率 5. 多挡转速频率,变频器原理与应用（第2版）第6章,6.2 变频器的主要功能参数及预置,6.2.1 变频器运行前的功能参数预置 1. 功能参数预置 （1） 功能参数预置步骤 1) 查功能码表，找出需要预置参数的功能码。 2) 在参数设定模式(编程模式)下，读出该功能码中原有的数据。 3) 修改数据，送入新数据。,变频器原理与应用（第2版）第6章,变频器程序设定的方法,1) 按模式转换键(FUNC、MODE或PRG)；使变频器处于程序设定状态。 2) 按数字键或数字增减（和）键，找出需预置的功能号。 3) 按读出键或设定键(READ或SET)，读出该功能中原有的数据码。 4) 如需修改，则按数字键或数字增减键来修改数据码。 5) 按写入键或设定键(WRT或SET)，将修改后的数据码写入存储器中。 6) 判断预置是否结束，如未结束，则转入第二步继续预置其他功能；如已结束，则按模式转换键，使变频器进入运行状态。,变频器原理与应用（第2版）第6章,2. 运行模式的选择 运行模式是指变频器运行时，给定频率和起动信号从哪里给出。根据给出地方的不同，运行方式主要可分为：面板操作，外部操作(端子操作)，通信控制(上位机给定)。 选择运行模式，大多采用功能预置的方法，如森兰SB70系列的功能码F0-01的参数：设置为0，F0-00数字给定；设置为1，通讯给定；设置为2，UP/DOWN调节值；设置为3，AI1；设置为4，AI2；设置为5，PFI；设置为6，算术单元1；设置为7，算术单元2 ；设置为8，算术单元3；设置为9，算术单元4；设置为10，面板电位器给定。,变频器原理与应用（第2版）第6章,3. 给出起动信号 经过以上两步，变频器巳做好了运行的准备，只要起动信号一到，变频器就按照预置的参数运转。,变频器原理与应用（第2版）第6章,6.2.2 变频器的运行功能参数,1. 加速时间 指工作频率从0Hz升至基本频率fb所需要的时间，给定加速时间的基本原则是在电动机的起动电流不超过允许值的前提下，尽量地缩短加速时间。 2. 加速模式 根据各种负载的不同要求，给出了各种不同的加速曲线(模式)供用户选择。常见的曲线有线性方式、S形方式和半S形方式等。 3. 减速时间 输出频率从基本频率fb减至0Hz所需的时间，减速时间的给定方法同加速时间一样，其值的大小主要考虑系统的惯性。 4. 减速模式 减速模式设置与加速模式相似，也有线性和S形、半S形等几种方式。 5. 多功能端子 多功能端子的功能由用户可根据需要通过功能代码进行设置，以节省变频器控制端子的数量。 6. 程序控制 也称简易PLC控制。对于一个需要多挡速操作的拖动系统来说，多挡速的选择可用外部控制来切换 ，也可依靠变频器内部定时器来自动执行。,变频器原理与应用（第2版）第6章,6.2.3 优化特性功能及预置,1. 节能功能 很多变频器都提供了自动节能功能，只需用户选择“用”，变频器就可自动搜寻最佳工作点，以达到节能的目的。 2. PID控制功能 给定信号与反馈信号相比较的偏差值，经过P、I、D调节，变频器通过改变输出频率，迅速、准确地消除拖动系统的偏差，回复到给定值。 3自动电压调整 当遇到输入电压降低时，变频器会适当提高其输出电压，以保证电动机的带负载能力不变。 4瞬间停电再起动 是在发生瞬时停电又复电时，使变频器仍然能够根据原定的工作条件自动进入运行状态 。 5. 电动机参数的自动调整 很多变频器都提供了电动机参数的自动调整功能，对电动机的参数进行测试。 6. 变频器和工频电源的切换 如果采用自动切换方式，需要对变频器进行参数预置。,变频器原理与应用（第2版）第6章,6.2.4 变频器的保护功能及预置,1过电流保护 过电流是指变频器的输出电流的峰值超出了变频器的容许值。由于逆变器的过载能力很差，大多数变频器的过载能力都只有150，允许迟续时间为1min。因此变频器的过电流保护，就显得尤为重要。 2电动机过载保护 当变频器的输出电流大于过载保护电流，在超过时限后过载电流仍然存在，则变频器将跳闸，停止输出。 3. 过电压保护 电动机处于再生制动状态，若减速时间设置得太短，或是由于电源系统的浪涌电压都可以引起的过电压。对于电源过电压的情况，规定：电源电压的上限一般不能超过电源电压的10。如果超过该值，变频器将会跳闸。 4. 欠电压保护和瞬间停电的处理 当电网电压过低时，会引起变频器中间直流电路的电压下降，从而使变频器的输出电压过低并造成电动机输出转矩不足和过热现象。欠电压保护的作用就是在变频器的直流中间电路出现欠电压时，使变频器停止输出。,变频器原理与应用（第2版）第6章,6.3 变频器的频率参数及预置,6.3.1 各种基本频率参数 1. 给定频率 用户根据生产工艺的需求所设定的变频器输出频率。 2. 输出频率 输出频率即变频器实际输出的频率。 3基准频率 用fb表示。一般以电动机的额定频率fN作为基频fb的给定值。 4. 上限频率和下限频率 指变频器输出的最高、最低频率，常用fH和fL来表示。 5. 跳跃频率 也叫回避频率，是指不允许变频器连续输出的频率，常用fJ表示。,变频器原理与应用（第2版）第6章,6.3.2 变频器的其他频率参数 1. 点动频率 点动频率是指变频器在点动时的给定频率。 2. 载波频率(PWM频率) PWM变频器的输出电压大小取决于调制波(基波)和载波(三角波)的交点。载波频率越高，电流波形的平滑性就越好，但是对其他设备的干扰也越大。 3. 起动频率 是指电动机开始起动时的频率，常用fs表示。 4. 直流制动起始频率 当变频器的工作频率下降至fDB时，通入直流电。 5. 多挡转速频率,变频器原理与应用（第2版）第6章,本 章 小 结,变频器的基本组成可分为两大部分：由电力电子器件构成的主电路；以微处理器为核心的控制电路。 变频器与外部连接的端子分为主电路端子和控制电路端子。 变频器在使用前，一定要对功能参数进行预置，预置过程大致有下面几个步骤： 1) 查功能参数码表，找出需要预置参数的功能码。 2) 在参数设定模式(编程模式)下，读出该功能码中原有的数据。 3) 修改数据，送入新数据。,变频器原理与应用（第2版）第6章,谢谢！,