变频器讲义课件.ppt

胜利油田采油高级技师班胜利油田采油高级技师班技术讲义技术讲义石油工程教研部石油工程教研部王玉军王玉军胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校第二部分第二部分:变变 频频 技技 术术胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校变频技术变频技术为什么变频空为什么变频空调这么好呢？调这么好呢？变频空调的特点变频空调的特点1 1、省电、省电30302 2、更舒适、更舒适3 3、可以低压启动、可以低压启动胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校变频技术电机转速电机转速: :n=60f(1-s)/p其中其中: :f电源频率电源频率, ,p电动机定子绕组的极对数电动机定子绕组的极对数s转差率转差率所谓所谓“变频变频”就是通过改变电源频率来实现就是通过改变电源频率来实现对电动机的调速控制对电动机的调速控制胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校二二. .变频调速的发展概况变频调速的发展概况1 1、直流调速的主要缺点、直流调速的主要缺点1 1）直流电动机的结构复杂）直流电动机的结构复杂, ,需定期更换电刷和换向器需定期更换电刷和换向器, ,维护保养维护保养困难困难, ,寿命较短。

寿命较短2 2）由于直流电动机存在换向火花）由于直流电动机存在换向火花, ,难以应用于有易燃易爆气体的难以应用于有易燃易爆气体的恶劣环境恶劣环境3 3）换向器的换向能力限制了电机的容量和速度，难以制造大容）换向器的换向能力限制了电机的容量和速度，难以制造大容量、高转速的直流电机直电动机的极限容量一般只能做到量、高转速的直流电机直电动机的极限容量一般只能做到12-12-1515MW4）全部输入功率都通过换向器输入电枢全部输入功率都通过换向器输入电枢, ,电机效率低电机效率低, ,由于转子由于转子散热条件差散热条件差, ,冷却费用高冷却费用高5 5）为改善换向性能，直流电机的转子短粗，导致其转动惯量较）为改善换向性能，直流电机的转子短粗，导致其转动惯量较大，影响其动态性能大，影响其动态性能6 6）直流调速系统结构复杂、可靠性低、使用维护比较困难直流调速系统结构复杂、可靠性低、使用维护比较困难胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校二二. .变频调速的发展概况变频调速的发展概况2 2、交流调速的优点、交流调速的优点1 1）交流电机维修工作量小，维修停机时间较）交流电机维修工作量小，维修停机时间较少，一般维修量约是直流传动的少，一般维修量约是直流传动的1/41/4。

2 2）容易制造出大容量、高转速的交流电机容易制造出大容量、高转速的交流电机3 3）不存在换向火花，可以应用于恶劣环境不存在换向火花，可以应用于恶劣环境4 4）电机的转动惯量小，动态性能好电机的转动惯量小，动态性能好5 5）交流电动机体积小、结构简单，便于形成）交流电动机体积小、结构简单，便于形成机电一体化产品机电一体化产品胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校二、变频技术的发展概况二、变频技术的发展概况3 3、变频器的发展过程、变频器的发展过程从从8080年代初通用变频器问世以来年代初通用变频器问世以来, ,经过近经过近3030年通用变频器更新换年通用变频器更新换代了五次代了五次: :第一代是第一代是8080年代初的模拟式通用变频器年代初的模拟式通用变频器; ;第二代是第二代是8080年代中期的数字式通用变频器；年代中期的数字式通用变频器；第三代是第三代是9090年代初的智能型通用变频器年代初的智能型通用变频器; ;第四代是第四代是9090年代中期的多功能型通用变频器年代中期的多功能型通用变频器; ;最近研制的第五代集中型通用变频器最近研制的第五代集中型通用变频器目前，通用型变频器的品牌：目前，通用型变频器的品牌：芬兰芬兰VACON；日本富士、三垦；德国西门子公司；日本富士、三垦；德国西门子公司； 国产第一品牌：成都佳灵国产第一品牌：成都佳灵胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校二、变频技术的发展概况二、变频技术的发展概况通用变频器的发展情况可从以下几个方面来说明1 1）通用变频器的应用范围不断扩大，其产品正向以下三通用变频器的应用范围不断扩大，其产品正向以下三个方面发展变化个方面发展变化: :(1)(1)向无需调整便能得到最佳运行的多功能与高性能型向无需调整便能得到最佳运行的多功能与高性能型变频器方向发展变频器方向发展; ;(2)(2)向通过简单控制就能运行的小型及操作方便的变频向通过简单控制就能运行的小型及操作方便的变频器方向发展器方向发展; ;(3)(3)向大容量、高起动转矩及具有环境保护功能的变频向大容量、高起动转矩及具有环境保护功能的变频器方向发展。

器方向发展胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校二、变频技术的发展概况二、变频技术的发展概况2 2）. .通用变频器使用的功率器件不断更新换通用变频器使用的功率器件不断更新换代代3 3）. .通用变频器控制元件运行速度和可靠性通用变频器控制元件运行速度和可靠性提高提高, ,成本降低：成本降低： * * 从英国的初级集成电路从英国的初级集成电路HEF4752（1KHZ）发展到发展到ASIC专用集成电路（德国专用集成电路（德国IAM 生产的生产的VECON ，50KHZ）；）； * *现在使用的精简指令集计算机现在使用的精简指令集计算机RISC工作速度：工作速度：100100次次/ /S，时钟频率和运算速度大大提高时钟频率和运算速度大大提高4 4）. .通用变频器的控制技术性能达到了直流通用变频器的控制技术性能达到了直流电机的调速水平：电机的调速水平：* *在电机的控制技术方面；在电机的控制技术方面；* *在数字控制技术与接在数字控制技术与接口技术方面口技术方面胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校通用变频器常用电力半导体元器件的技术参数通用变频器常用电力半导体元器件的技术参数名称名称代号代号控制方式控制方式最高电压、电流及频率最高电压、电流及频率双极型晶双极型晶体管体管BJT（GTR）电流电流电压：电压：4501400V电流：电流：3080A 频率：频率：10K50KHZ门极关断门极关断晶闸管晶闸管GTO电流电流电压：电压：45006000V电流：电流：40006000A 频率：频率：1K10KHZ绝缘栅双绝缘栅双极晶体管极晶体管IGBT电压电压电压：电压：18003300V电流：电流：8001200A 频率：频率：20K50KHZ集成门极集成门极晶体管晶体管IGCT电压（光电压（光控）控）电压：电压：45006000V电流：电流：40006000A 频率：频率：20K50KHZ胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校三、变频调速技术的特点三、变频调速技术的特点最突出的特点：最突出的特点：节能节能变频器应用最典型的例子，是各种机械以节变频器应用最典型的例子，是各种机械以节约能源为目的。

表约能源为目的表1 1给出了世界上一些国家的给出了世界上一些国家的每一美元国民生产总值的能耗比较每一美元国民生产总值的能耗比较辽河油田署联合站采用变频调速技术辽河油田署联合站采用变频调速技术, ,安装了安装了2525台变频器台变频器1818.21818.2KW,年节约电年节约电602602万万KW.H,平均节电率在平均节电率在35%35%以上以上日本科学技术调查会推荐日本科学技术调查会推荐, ,如果日本全国采用变频调速可节如果日本全国采用变频调速可节约日本总电力的约日本总电力的10%10%胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校表一：每一美元国民生产总值能耗比较表一：每一美元国民生产总值能耗比较胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校第二节：通用变频器的基本结构一、变频的基本外形结构一、变频的基本外形结构变频调速器与外界的联系基本上分三部分：变频调速器与外界的联系基本上分三部分：主电路接线端主电路接线端：包括接工频电网的输入端（：包括接工频电网的输入端（R、S、T）和接电动机的频率、电压可调的输出端（和接电动机的频率、电压可调的输出端（U、V、W）控制端子：控制端子：包括外部信号控制变频器工作的端子；变包括外部信号控制变频器工作的端子；变频器工作状态指示端子、变频器与微机或其它变频器频器工作状态指示端子、变频器与微机或其它变频器的通讯接口。

的通讯接口操作面板操作面板:包括液晶显示屏和键盘包括液晶显示屏和键盘变频器根据功率大小，变频器根据功率大小，从外形上分为书本型结构（从外形上分为书本型结构（0.7537kw)和装柜型结构和装柜型结构(45kw1500kw)两大类两大类胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校西门子变频器的使用举例西门子变频器的使用举例1.控制端子说明控制端子说明胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校控制面板的说明控制面板的说明一、一、运转指令键运转指令键：1、FWD：开始正转方向的运转；开始正转方向的运转；2、REV ：开始反转方向的运转；开始反转方向的运转；3、STOP：停止运转；若是报警状态，则解除报警信号；停止运转；若是报警状态，则解除报警信号；二、显示的切换二、显示的切换/清除键：清除键：D I S P CLEAR：若是在状态显示模式，可切换监视器内显示的内容；若若是在状态显示模式，可切换监视器内显示的内容；若是功能指令码显示模式，即清除输入的数值数据；（可监测运是功能指令码显示模式，即清除输入的数值数据；（可监测运行过程中的电压、频率、电流等参数）行过程中的电压、频率、电流等参数）三、步进键：三、步进键：胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校1、显示变到显示变到P参数修改位置如参数修改位置如“P009”2、选择所要改变的参数；选择所要改变的参数；3、观看当前所选参数的值；、观看当前所选参数的值；4、你想改变吗？、你想改变吗？5、参数值增加或减小；、参数值增加或减小；6、锁定新参数，返回参数号的显示。

锁定新参数，返回参数号的显示4、运转设定键：、运转设定键：PROG：可切换状态显示模式或功能指令码显示模式；可切换状态显示模式或功能指令码显示模式；ENTER：确定确定7段字符监视器所显示的数据；段字符监视器所显示的数据；6、按、按P键锁定键锁定2、按、按键键3、按、按P键键5、按、按 键键4、改变？、改变？1、按、按P键键YYNN胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校变频器的使用举例变频器的使用举例2、控制面板的说明、控制面板的说明胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校二、变频器的类别二、变频器的类别 （一）从结构上看，（一）从结构上看，变频器可分为交变频器可分为交交变频器交变频器和交和交-直直-交变频器两类交变频器两类 1.交交交变频器交变频器 是把频率固定的交流电源直接变换成频率连续是把频率固定的交流电源直接变换成频率连续 可调的交流电源其主要优点是没有中间环节可调的交流电源其主要优点是没有中间环节故变换效率高但其连续可调的频率范围窄，故变换效率高但其连续可调的频率范围窄， 一般为额定频率的一般为额定频率的1/2以下，以下， 交交交变频调速适用于大功率（交变频调速适用于大功率（500或或 1000KW以上）、低速（以上）、低速（600r/min）以下且以下且 对调速范围要求不高的场合。

对调速范围要求不高的场合胜利石油管理局高级人才培训中心中共胜利石油管理局委员会党校。