台达变频器怎么样的行业怎么样?

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浅析国产变频器如何打开市场
来源:机电在线&&&浏览:330
摘要:变频器具有节能的优势,具有调速的功能,因此在目前国家节能减排的趋势下,变频器受到关注。变频器广泛用于电力、冶金、水泥、石化和建材等等行业当中,未来将针对…
光伏系统网讯:&&& 变频器具有节能的优势,具有调速的功能,因此在目前国家节能减排的趋势下,变频器受到关注。变频器广泛用于电力、冶金、水泥、石化和建材等等行业当中,未来将针对这些行业的设备进行改造。使用变频器的电能系统具体的节电率达到30%,在某些场合甚至可以达到40%-60%。电力和冶金能行业,由于属于高耗能产业,使用变频器能够达到理想的节能效果。 &   高压变频器由于技术稳定、节能明显、安装简便,所以受到广泛的关注,后期具有理想的推广价值。国家目前倡导节能减排,节能环保帮助国产变频器打开市场,实现变频器技术从调速到节能的转变。变频器的整个行业从最初提供产品,变成现在为用户提供系统化的方案,从进口高端产品转变为打造国内品牌,有效打开国内和国际市场。
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Copyright By Power of China2011年末我国规模以上生产企业约有200家,这些规模以上的企业中,生产商以民营企业居多。2011年,行业实现销售收入252亿元,同比增长21%。
前瞻产业研究院变频器行业研究小组分析认为,由于变频器行业下游市场给力,我国变频器行业前景可期。具体分析如下:
一、行业变频器市场需求前景预测
前瞻产业研究院分析认为,电力行业对变频器需求将保持稳步增长,发电领域如和等新兴市场对变频器需求呈高增长态势,但整体使用规模不大。随着我国坚强智能和农村电网升级改造工程规模的扩大、新能源建设力度的增强,对大功率电机的需求将稳步上升,从而促进变频器需求的上升,未来电力行业对变频器的需求将保持15%的增长。
二、冶金行业变频器市场需求前景预测
前瞻产业研究院发布的《前瞻》通过对冶金行业发展状况的分析,结合变频器在该行业中的市场需求情况,预测在未来的两三年,冶金行业变频器的市场需求主要集中在项目改造过程中的节能减排设备上的使用,而在这方面,国家给予了积极的政策支持,企业单位也在大力推行中,因此,冶金行业变频器市场需求将进一步扩大,未来将保持20%左右的增长。
变频器(Variable-frequency&Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变工作频率方式来控制交流的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(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。通过改变电源的频率来达到改变电源电压的目的,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了非常广泛的应用。
& 变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说,有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。这是变频器修理中最变频器的定义。
&&&变频器的分类方法有多种,按照主电路工作方式分类,可以分为电压型变频器和电流型变频器;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;在变频器修理中,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。
&&&在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性,基于在改变电源频率进行调速的同时,又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的,通用型变频器基本上都采用这种控制方式。V/f控制变频器结构非常简单,但是这种变频器采用开环控制方式,不能达到较高的控制性能,而且,在低频时,必须进行转矩补偿,以改变低频转矩特性。在变频器修理中,转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式,它是在V/f控制的基础上,按照知道异步电动机的实际转速对应的电源频率,并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率,就可以使电动机具有对应的输出转矩。矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位,以达到对电动机在d、q、0坐标轴系中的励磁电流和转矩电流分别进行控制,进而达到控制电动机转矩的目的。通过控制各矢量的作用顺序和时间以及零矢量的作用时间,又可以形成各种PWM波,达到各种不同的控制目的。直接转矩控制是利用空间矢量坐标的概念,在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩,通过检测定子电阻来达到观测定子磁链的目的,因此省去了矢量控制等复杂的变换计算,系统直观、简洁,计算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。
变频器输出为PWM波,含有较多的高次谐波。变频功率传感器通过对输入的电压、电流信号进行交流采样,再将采样值通过电缆、光纤等传输系统与数字量输入变频功率分析仪,数字量输入变频功率分析仪对电压、电流的采样值进行运算,可以获取电压有效值、电流有效值、基波电压、基波电流、谐波电压、谐波电流、有功功率、基波功率、谐波功率等参数。
PWM和PAM的不同点
PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写,按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度,以调节输出量和波形的一种调值方式。
PAM是英文Pulse Amplitude Modulation () 缩写,是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度,以调节输出量值和波形的一种调制方式。 变频器
电压型与电流型的不同
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。
异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的,在额定频率下,如果电压一定而只降低频率,那么磁通就过大,磁回路饱和,严重时将烧毁电机。因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制变频器输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于、类节能型变频器。
5、电动机使用工频电源驱动时,电压下降则电流增加;对于变频器驱动,如果频率下降时电压也下降,那么电流是否增加? &下降(低速)时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。
6、采用变频器运转时,电机的起动电流、起动转矩怎样?
采用变频器运转,随着电机的加速相应提高频率和电压,起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同,为125%~200%)。用工频电源直接起动时,起动电流为6~7倍,因此,将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍,起动转矩为70%~120%额定转矩;对于带有转矩自动增强功能的变频器,起动转矩为100%以上,可以带全负载起动。
7、V/式是什么意思?
频率下降时电压V也成比例下降,这个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的,通常在控制器的存储装置(ROM)中存有几种特性,可以用开关或标度盘进行选择
8、按比例地改V和f时,电机的转矩如何变化?
频率下降时完全成比例地降低电压,那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变,将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。因此,在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法
9、在说明上写着变速范围60~6Hz,即10:1,那么在6Hz以下就没有输出功率吗?
在6Hz以下仍可输出功率,但根据电机温升和起动转矩的大小等条件,最低使用频率取6Hz左右,此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率(起动频率)根据机种为0.5~3Hz.
10、对于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩一定,是否可以?
通常情况下时不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)电压不变,大体为恒功率特性,在 高速下要求相同转矩时,必须注意电机与变频器容量的选择。
11、所谓开环是什么意思?
给所使用的电机装置设速度检出器(PG),将实际转速反馈给控制装置进行控制的,称为“闭环 ”,不用PG运转的就叫作“开环”。通用变频器多为开环方式,也有的机种利用选件可进行PG反馈.
12、实际转速对于给定速度有偏差时如何办?
开环时,变频器即使输出给定频率,电机在带负载运行时,的转速在额定转差率的范围内(1%~5%)变动。对于要求调速精度比较高,即使负载变动也要求在近于给定速度下运转的场合,可采用具有PG反馈功能的变频器(选用件)。
13、如果用带有PG的电机,进行反馈后速度精度能提高吗?
具有PG反馈功能的变频器,精度有提高。但速度精度的植取决于PG本身的精度和变频器输出频率的分辨率。
14、失速防止功能是什么意思?
如果给定的加速时间过短,的输出频率变化远远超过转速(电角频率)的变化,变频器将因流过过电流而跳闸,运转停止,这就叫作失速。为了防止失速使电机继续运转,就要检出电流的大小进行频率控制。当加速电流过大时适当放慢加速速率。减速时也是如此。两者结合起来就是失速功能。
15、有加速时间与减速时间可以分别给定的机种,和加减速时间共同给定的机种,这有什么意义?
加减速可以分别给定的机种,对于短时间加速、缓慢减速场合,或者对于小型需要严格给定的场合是适宜的,但对于风机传动等场合,加减速时间都较长,加速时间和减速时间可以共同给定。
16、什么是再生制动?
电动机在运转中如果降低指令频率,则电动机变为异步发电机状态运行,作为而工作,这就叫作再生(电气)制动。
17、是否能得到更大的制动力?
从电机再生出来的能量贮积在变频器的滤波中,由于电容器的容量和耐压的关系,通用变频器的再生制动力约为额定转矩的10%~20%。如采用选用件制动单元,可以达到50%~100%。
18、请说明变频器的保护功能?
保护功能可分为以下两类:
(1) 检知异常状态后自动地进行修正动作,如过电流失速防止,再生过电压失速防止。
(2) 检知异常后封锁电力半导体器件PWM控制信号,使电机自动停车。如过电流切断、再生过电压切断、半导体冷却风扇过热和瞬时停电保护等。
19、为什么用连续负载时,变频器的保护功能就动作?
用离合器连接负载时,在连接的瞬间,电机从空载状态向转差率大的区域急剧变化,流过的大电流导致变频器过电流跳闸,不能运转。
20、在同一工厂内大型电机一起动,运转中变频器就停止,这是为什么?
电机起动时将流过和容量相对应的起动电流,电机定子侧的产生电压降,电机容量大时此压降影响也大,连接在同一变压器上的变频器将做出欠压或瞬停的判断,因而有时保护功能(IPE)动作,造成停止运转。
21、什么是变频分辨率?有什么意义?
对于数字控制的变频器,即使频率指令为模拟信号,输出频率也是有级给定。这个级差的最小单位就称为变频分辨率。
变频分辨率通常取值为0.015~0.5Hz.例如,分辨率为0.5Hz,那么23Hz的上面可变为23.5、24.0 Hz,因此电机的动作也是有级的跟随。这样对于像连续卷取控制的用途就造成问题。在这种情况下,如果分辨率为0.015Hz左右,对于4级电机1个级差为1r/min 以下,也可充分适应。另外,有的机种给定分辨率与输出分辨率不相同。
22、装设变频器时安装方向是否有限制。
变频器内部和背面的结构考虑了冷却效果的,上下的关系对通风也是重要的,因此,对于单元型在盘内、挂在墙上的都取纵向位,尽可能垂直安装。
23、不采用软起动,将电机直接投入到某固定频率的变频器时是否可以?
在很低的频率下是可以的,但如果给定频率高则同工频电源直接起动的条件相近。将流过大的起动电流(6~7倍额定电流),由于变频器切断过电流,电机不能起动。
24、电机超过60Hz运转时应注意什么问题? 超过60Hz运转时应注意以下事项
(1)机械和装置在该速下运转要充分可能(机械强度、噪声、振动等)。
(2) 电机进入恒功率输出范围,其输出转矩要能够维持工作(风机、泵等轴输出功率于速度的立方成比例增加,所以转速少许升高时也要注意)。
(3) 产生的寿命问题,要充分加以考虑。
(4) 对于中容量以上的电机特别是2极电机,在60Hz以上运转时要与厂家仔细商讨。
25、变频器可以传动电机吗?
根据的结构和润滑方式不同,需要注意若干问题。在齿轮的结构上通常可考虑70~80Hz为最大极限,采用油润滑时,在低速下连续运到齿轮的损坏等。 26、变频器能用来驱动单相电机吗?可以使用单相电源吗?
机基本上不能用。对于调速器开关起动式的单相电机,在工作点以下的调速范围时将烧毁
辅助绕组;对于电容起动或电容运转方式的,将诱发电容器爆炸。变频器的电源通常为3相,但对于小容量的,也有用单相电源运转的机种。
27、变频器本身消耗的功率有多少?
它与变频器的机种、运行状态、使用频率等有关,但要回答很困难。不过在60Hz以下的变频器效率大约为94%~96%,据此可推算损耗,但内藏再生制动式(FR-K)变频器,如果把制动时的损耗也考虑进去,功率消耗将变大,对于操作盘设计等必须注意。
28、为什么不能在6~60Hz全区域连续运转使用?
一般电机利用装在轴上的外扇或转子端环上的叶片进行冷却,若速度降低则冷却效果下降,因而不能承受与高速运转相同的发热,必须降低在低速下的负载转矩,或采用容量大的变频器与电机组合,或采用专用电机。
29、使用带制动器的电机时应注意什么?
制动器励磁回路电源应取自变频器的输入侧。如果变频器正在输出功率时制动器动作,将造成过电流切断。所以要在变频器停止输出后再使制动器动作。
30、想用变频器传动带有改善功率因数用电容器的电机,电机却不动,清说明原因
变频器的电流流入改善功率因数用的电容器,由于其充电电流造成变频器过电流(OCT),所以不能起动,作为对策,请将电容器拆除后运转,甚至改善功率因数,在变频器的输入侧接入AC是有效的。
31、变频器的寿命有多久?
变频器虽为静止装置,但也有像滤波电容器、冷却风扇那样的消耗器件,如果对它们进行定期的维护,可望有10年以上的寿命。
32、变频器内藏有冷却风扇,风的方向如何?风扇若是坏了会怎样?
对于小容量也有无冷却风扇的机种。有风扇的机种,风的方向是从下向上,所以装设变频器的地方,上、下部不要放置妨碍吸、排气的机械器材。还有,变频器上方不要放置怕热的零件等。风扇发生故障时,由电扇停止检测或冷却风扇上的过热检测进行保护 33、滤波电容器为消耗品,那么怎样判断它的寿命?
作为滤波电容器使用的电容器,其静电容量随着时间的推移而缓缓减少,定期地测量静电容量,以达到产品额定容量的85%时为基准来判断寿命。
34、装设变频器时安装方向是否有限制。
应基本收藏在盘内,问题是采用全封闭结构的盘外形尺寸大,占用空间大,成本比较高。其措施有:
(1)盘的设计要针对实际装置所需要的散热; 变频器
(2)利用散热片、翼片冷却剂等增加冷却面积;
(3) 采用热导管。
此外,已开发出变频器背面可以外露的型式。
35、想提高原有输送带的速度,以80Hz运转,变频器的容量该怎样选择?
设基准速度为50Hz,50Hz以上为恒功率输出特性。像输送带这样的恒转矩特性负载增速时,容量 需要增大为80/50≈1.6倍。电机容量也像变频器一样增大
基础原理知识
1、什么是变频器? 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,能实现对的软起动、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。 & 2、PWM和PAM的不同点是什么?PWM是英文Pulse&Width&Modulation(脉冲宽度调制)缩写,按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度,以调节输出量和波形的一种调制方式。PAM是英文Pulse&Amplitude&Modulation&(脉冲幅值调制)&缩写,是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度,以调节输出量值和波形的一种调制方式。&  3、电压型与电流型有什么不同?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。&  4、为什么变频器的电压与频率成比例的改变? &  任何电动机的电磁转矩都是电流和磁通相互作用的结果,电流是不允许超过额定值的,否则将引起电动机的发热。因此,如果磁通减小,电磁转矩也必减小,导致带载能力降低。&  由公式E=4.44*K*F*N*Φ&可以看出,在变频调速时,电动机的磁路随着运行频率fX是在相当大的范围内变化,它极容易使电动机的磁路严重饱和,导致励磁电流的波形严重畸变,产生峰值很高的。&  因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制变频器输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。5、电动机使用工频电源驱动时,电压下降则电流增加;对于变频器驱动,如果频率下降时电压也下降,那么电流是否增加? &  频率下降(低速)时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。&  6、采用变频器运转时,电机的起动电流、起动转矩怎样? &  采用变频器运转,随着电机的加速相应提高频率和电压,起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同,为125%~200%)。用工频电源直接起动时,起动电流为额定电流6~7倍,因此,将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍,起动转矩为70%~120%额定转矩;对于带有转矩自动增强功能的变频器,起动转矩为100%以上,可以带全负载起动。&  7、V/f模式是什么意思? &  频率下降时电压V也成比例下降,这个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的,通常在控制器的存储装置(ROM)中存有几种特性,可以用开关或标度盘进行选择。& 8、按比例地改V和f时,电机的转矩如何变化?&  频率下降时完全成比例地降低电压,那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变,将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。因此,在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法。&  9、在说明书上写着变速范围60~6Hz,即10:1,那么在6Hz以下就没有输出功率吗? &  在6Hz以下仍可输出功率,但根据电机温升和起动转矩的大小等条件,最低使用频率取6Hz左右,此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率(起动频率)根据机种为0.5~3Hz。。&  
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网络,称为控制回路,控制电路由频率,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等组成。无速度检测电路为开环控;在控制电路增加了速度检测电路,即增加速度指令,可以对异步电动机的速度进行更精确的闭环控制。
  (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、电流检测电路为与主回路电位隔离检测电压,电流等。
  (3)驱动电路为驱动主电路器件的电路,它与控制电路隔离,控制主电路器件的导通与关断。
  (4)I/O电路使变频更好地人机交互,其具有多信号(比如运行多段速度运行等)的输入,还有各种内部参数(比如电流,频率,保护动作驱动等)的输入。
  (5)速度检测电路将装在异步电动机轴上的速度检测器(TG、PLG等)的信号设为速度信号,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。
  (6)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,使逆变器停止工作或抑制电压,电流值。
  逆变器控制电路中的保护电路,可分为逆变器保护和异步电动机保护两种,保护功能如下:
  (1)逆变器保护
  ①瞬时过电流保护,用于逆变电流负载侧短路等,流过逆变电器回件的电流达到异常值(超过容许值)时,瞬时停止逆变器运转,切断电流,变流器的输出电流达到异常值,也得同样停止逆变器运转。
  ②过载保护,逆变器输出电流超过额定值,且持续流通超过规定时间,为防止逆变器器件、电线等损坏,要停止运转,恰当的保护需要反时限特性,采用热或电子热保护,过载是由于负载的GD2(惯性)过大或因负载过大使电动机堵转而产生。
  ③再生过电压保护,应用逆变器使电动机快速减速时,由于再生功率使直流电路电压升高,有时超过容许值,可以采取停止逆变器运转或停止快速的方法,防止过电压。
  ④瞬时停电保护,对于毫秒级内的瞬时断电,控制电路工作正常。但瞬时停电如果达数10ms以上时,通常不仅控制电路误动作,主电路也不供电,所以检测出后使逆变器停止运转。
  ⑤接地过电流保护,逆变器负载接地时,为了保护逆变器,要有接地过电流保护功能。但为了保证人身安全,需要装设漏电保护断路器。
  ⑥冷却风机异常,有冷却风机的装置,当风机异常时装置内温度将上升,因此采用风机热继电器或器件散热片温度,检测出异常后停止逆变电器工作。
  (2)异步电动机的保护
  ①过载保护,过载检测装置与逆变器保护共用,但考虑低速运转的过热时,在异步电动机内埋入温度检出器,或者利用装在逆变器内的电子热保护来检出过热。动作过频时,应考虑减轻电动机负荷,增加电动机及逆变器的容量等。
  ②超速保护,逆变器的输出频率或者异步电动机的速度超过规定值时,停止逆变器运转
  (3)其他保护
  ①防止失速过电流,加速时,如果异步电动机跟踪迟缓,则过电流保护电路动作,运转就不能继续进行(失速)。所以,在负载电流减小之前要进行控制,抑制频率上升或使频率下降。对于恒速运转中的过电流,有时也进行同样的控制。
  ②防止失速再生过电压,减速时产生的再生能量使主电路直流电压上升,为防止再生过电压电路保护动作,在直流电压下降之前要进行控制,抑制频率下降,防止不能运转(失速)。
  一、静态测试
  1、测试整流电路
  找到变频器内部直流电源的P端和N端,将万用表调到电阻X10档,红表棒接到P,黑表棒分别依到R、S、T,应该有大约几十欧的阻值,且基本平衡。相反将黑表棒接到P&端,红表棒依次接到R、S、T,有一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到N端,重复以上步骤,都应得到相同结果。如果有以下结果,可以判定电路已出现异常,A.阻值&  &三相不平衡,可以说明整流桥故障。B.红表棒接P端时,电阻无穷大,可以断定整流桥故障或起动电阻出现故障。
  2、测试逆变电路
  将红表棒接到P端,黑表棒分别接U、V、W上,应该有几十欧的阻值,且各相阻值基本相同,反相应该为无穷大。将黑表棒接到N端,重复以上步骤应得到相同结果,否则可确定逆变模块故障
  二、动态测试
  在静态测试结果正常以后,才可进行动态测试,即上电试机。在上电前后必须注意以下几点:
  1、上电之前,须确认输入电压是否有误,将380V电源接入220V级变频器之中会出现炸机(炸电容、压敏电阻、模块等)。
  2、检查变频器各接播口是否已正确连接,连接是否有松动,连接异常有时可能导致变频器出现故障,严重时会出现炸机等情况。
  一、静态测试
  1、测试整流电路
  找到变频器内部直流电源的P端和N端,将万用表调到电阻X10档,红表棒接到P,黑表棒分别依到R、S、T,应该有大约几十欧的阻值,且基本平衡。相反将黑表棒接到P&端,红表棒依次接到R、S、T,有一个接近于无穷大的阻值。将红表棒接到N端,重复以上步骤,都应得到相同结果。如果有以下结果,可以判定电路已出现异常,A.阻值&  &三相不平衡,可以说明整流桥故障。B.红表棒接P端时,电阻无穷大,可以断定整流桥故障或起动电阻出现故障。
  2、测试逆变电路
  将红表棒接到P端,黑表棒分别接U、V、W上,应该有几十欧的阻值,且各相阻值基本相同,反相应该为无穷大。将黑表棒接到N端,重复以上步骤应得到相同结果,否则可确定逆变模块故障
  二、动态测试
  在静态测试结果正常以后,才可进行动态测试,即上电试机。在上电前后必须注意以下几点:
  1、上电之前,须确认输入电压是否有误,将380V电源接入220V级变频器之中会出现炸机(炸电容、压敏电阻、模块等)。
  2、检查变频器各接播口是否已正确连接,连接是否有松动,连接异常有时可能导致变频器出现故障,严重时会出现炸机等情况。
  3、上电后检测故障显示内容,并初步断定故障及原因。
  4、如未显示故障,首先检查参数是否有异常,并将参数复归后,进行空载(不  & 接电机)情况下启动变频器,并测试U、V、W三相输出电压值。如出现缺相、三相不平衡等情况,则模块或驱动板等有故障
  5、在输出电压正常(无缺相、三相平衡)的情况下,带载测试。测试时,最好是满负载测试。
  3、上电后检测故障显示内容,并初步断定故障及原因。
  4、如未显示故障,首先检查参数是否有异常,并将参数复归后,进行空载(不  & 接电机)情况下启动变频器,并测试U、V、W三相输出电压值。如出现缺相、三相不平衡等情况,则模块或驱动板等有故障
  5、在输出电压正常(无缺相、三相平衡)的情况下,带载测试。测试时,最好是满负载测试。
  1、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。
  2、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、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:
  第一、大功率并且为风机/泵类负载;
  第二、装置本身具有节电功能(支持);
  第三、长期连续运行。
  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”。
  3、软启动节能
  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极大,对设备、管路的使用寿命极为不利。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,最大值也不超过额定电流,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。
  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、通过改变设备输入电压频率达到节能调速的目的,而且能给设备提供过流、过压、过载等保护功能。
变频器的品牌
&日本富士&&三菱& 西门子& 罗克韦尔 LG,西门子,,欧姆龙,丹佛斯,罗克韦尔,台达,施耐德,ABB,艾默生,汇川,松下,AB,,欧瑞,台安,台宇,康沃等
变频器的选购.
& & &对变频器进行选型,找到适合自己用的品牌和型号 。各种品牌的价格都是不一样的,国产的相对便宜一些,进口的就比较贵。
变频器的应用
机床行业的应用& & 由于机床加工范围较广,不同的工件,不同的工序,使用不同的刀具,要求机床执行部件具有不同的运动速度,因此机床的主运动应能进行调速,机床用户对变频器产品的调速作用更为关注。
  主轴是车床构成中一个重要的部分,对于提高加工效率,扩大加工材料范围,提升加工质量都有着很重要的作用,变频器主要应用于主轴调速系统。目前对客户来说变频器的性价比很高,所以变频器在车床上使用非常普遍。
  通用变频器要想顺利的使用在机床行业必须有两个重要考虑:一是选用无速度传感器矢量控制的产品,二是要设计在超速运转以提高低速转矩。变频器在机床应用的特点& & & & 变频调速的调节范围很广,一般通用型变频器都可以实现0—400HZ范围内无级调速。
   & &考虑到机床要求具有较硬的机械特性。符合变频器+普通电机(或)传动具有机械特性硬的特点。一般在低频下都可以提供150%负载转矩的能力。
   & &考虑到机床需要在低速时具有强大过载能力。变频器可以提供150%的过载保护(60S),能够满足设备的要求。
   & &使用变频调速后,可以简化齿轮变速箱等原有复杂的机械拖动机构,自动化程度高,操作简单,维修方便。
   & &变频器具有电压(DC0—5V,DC0—10V),电流模拟输入接口,可以与数控系统的控制信号很好的匹配。变频器在机床应用的优点& & 目前由于变频器的高性价比,所以变频器在经济型数控机床和普通机床的数控化改造中使用非常普遍。其主要优点在于:
  首先,简化控制线路。变频器的使用极为方便、可通过其外围的少数几个端子进行全范围的控制。变频器内部有完善的保护措施,勿需在其外围线路中设计各种保护电路。由于变频器的正反向运行是通过控制端子来改变逆变器的输出相位来实现。因此,可以比原直流调速系统少两个大型直流接触器。采用具有无速度传感器的矢量控制变频器后,还可以去掉用作传速反馈的速度传感器,使控制线路大为简化;可以采用标准异步电机。采用笼型异步电机可以发挥它结构简单、坚固耐用、运行可靠、维修方便、价格低廉的优势,避免直流电机定期更换、维护电刷和的问题。
  调试方便。变频器的各种运行参数调试通过智能化键盘和显示器来完成,设置方便、更改灵活、调试时间短。传统的直流调速系统调试涉及到触发脉冲相位调整,转速负反馈调试等多项参数的综合统调,调试难度大、时间长,且不易达到最优控制。
  此外,用变频器来改变切削速度,选定经济效益最佳切削速度。速度选择好之后,用改变皮带轮直径和(或)更换电机的方法来改变切削速度,既经济又方便,是机械加工行业提高加工质量、降低加工成本的一种行之有效的方法。
  变频器能减少变速传动齿轮的对数,降低噪音,提高主轴精度,有较强的适应各类产品及各种不同材质加工时所需主轴速度配给的特性。可方便实现数控,且其成本大大低于同类由直流调速组成的数控系统。
  经济型数控车床大多数是不能自动变速的,需要变速时,只能把机床停止,然后手动变速。而全功能数控车床的主传动系统大多采用无级变速。目前,无级变速系统主要有变频主轴系统和伺服主轴系统两种,一般采用直流或交流主轴电机。通过带传动带动主轴旋转,或通过带传动和主轴箱内的减速齿轮(以获得更大的转矩)带动主轴旋转。由于主轴电机调速范围广,又可无级调速,使得主轴箱的结构大为简化。目前对客户来说由于变频器的高性价比,在车床上使用非常普遍。变频器在机床行业中的总体市场情况& & 根据据国际模具及五金塑胶产业供应商协会负责人罗百辉的调查,目前机床行业变频器的市场总额约为8亿元左右。车床中变频器的应用规模最多,安川、台达、富士、三菱等都有较大的市场份额,国产品牌在机床中应用也较多,如汇川在车床中表现都不俗。而磨床、锻压行业中对变频器产品的性能要求较高,国外品牌较多,三菱、富士、西门子、台达等处于优势,并且一台机床需用的变频器数量也较多,高的可达4-5台。由于三菱变频器接近伺服的功能,其在机床中的应用也较大;台达由于其功能接近三菱,但价钱便宜许多,性价比较高,并且售后服务完善,近年来市场份额增加较大。在塑料机械中的应用& & 由于塑料制品在工农业生产中的广泛应用,因此塑料机械成为机械行业中的一个重要行业。塑料机械在应用变频调速技术后可以节约电能(可节电约20-60%)、减少对电网的冲击,实现绿色用电、还可以提高产品质量和产量。
变频器内容的拓展
二极管箝位中压三电平变频器系统设计
市场潜力巨大
  &随着变频高速技术的发展与综合利用,使变频器行业在水泥、电梯、印刷、电力等现代化以及医学、通讯、交通、运输、电力、电子、环保等领域得到空前的发展和应用,几乎国民经济各行各业都与变频器密不可分。
  自“十二五”规划出台以来,节能减排就是各行各业发展的关键,这个时候,各种节能环保产品的应用更加广泛,前景更加明朗。受益于节能减排、绿色环保等战略的拉动,变频器作为变频调速领域内的重要设备,其产业成为未来几年市场潜力非常巨大。据测算,使用变频器的电机系统节电率普遍达30%左右,某些较高场合可达40%~60%,节能效果显著。
  应节能环保的市场需求,近几年国内变频企业如雨后春笋般兴起,但是在产品质量上叫的响当当的企业却寥寥无几。据业内人士讲,目前与国外变频企业相比,走在技术顶端的几个国内企业是很有竞争优势的,国内企业的产品设计完全适合国内用户的指标需求,在性能上相当的变频器产品,在价格上,国外产品要高于国内产品的1/3,而且国外企业在售后服务方面更是费用昂贵,大多国内企业的劣势在于资金不足,所以不能大幅度的发拓市场,相信随着用户节能环保意识的进一步提高,经过两三年自身的发展壮大,国内企业一定会赶上并超过国外企业,占领更大份额的国内市场。
  有市场研究显示,目前国内带变动负载,具有节能潜力的电机在中国至少有1.8亿千瓦。由此可见,能源紧张所提出的节能、降耗需求,为变频器的应用提供了更广阔的空间,也给变频器企业带来更多发展契机。
  从整体看,目前我国变频器行业的竞争日趋激烈。由于市场极具吸引力,不但市场已形成一定规模,而且潜在容量也十分可观,不断吸引着行业新参与者。随着国内厂家的技术进步和质量稳定性的提升,加上服务和价格方面的优势,预计未来几年高端产品被国外厂家垄断的市场局面将有所改观。
  中国变频器市场具有广阔的发展空间,目前则达到100亿元左右。随着市场的扩大和用户端需求的多样化,国内变频器产品的功能在不断完善和增加,集成度和系统化越来越高,并且已经出现某些专用变频器产品。据了解,近年来,中国变频器的市场保持着12-15%的增长率,预计至少在未来5年内将会保持10%以上的增长率。目前,中国市场上变频器安装容量(功率)的增长率实际上在20%左右,预计至少在10年以后,变频器市场才能饱和并逐渐成熟。
变频器的设定参数较多,每个参数均有一定的选择范围,使用中常常遇到因个别参数设置不当,导致变频器不能正常工作的现象,因此,必须对相关的参数进行正确的设定。
1&、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进行静态或动态辨识。
2&、最低运行频率:
即电机运行的最小转速,电机在低转速下运行时,其散热性能很差,电机长时间运行在低转速下,会导致电机烧毁。而且低速时,其电缆中的电流也会增大,也会导致电缆发热。
3&、最高运行频率:
一般的变频器最大频率到&60Hz&,有的甚至到&400&Hz&,高频率将使电机高速运转,这对普通电机来说,其不能长时间的超额定转速运行,电机的转子是否能承受这样的离心力。
4&、载波频率:
载波频率设置的越高其高次谐波分量越大,这和电缆的长度,电机发热,电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。
5&、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。
6&、跳频:
在某个频率点上,有可能会发生共振现象,特别在整个装置比较高时;在控制压缩机时,要避免压缩机的喘振点。
7、加减速时间
加速时间就是输出频率从&0&上升到最大频率所需时间,减速时间是指从最大频率下降到&0&所需时间。通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流,减速时则限制下降率以防止过电压。
加速时间设定要求:将加速电流限制在变频器过电流容量以下,不使过流失速而引起变频器跳闸;减速时间设定要点是:防止平滑电路电压过大,不使再生过压失速而使变频器跳闸。加减速时间可根据负载计算出来,但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间,通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警;然后将加减速设定时间逐渐缩短,以运转中不发生报警为原则,重复操作几次,便可确定出最佳加减速时间。
8、&转矩提升
又叫转矩补偿,是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低,而把低频率范围&f/V&增大的方法。设定为自动时,可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩,使电动机加速顺利进行。如采用手动补偿时,根据负载特性,尤其是负载的起动特性,通过试验可选出较佳曲线。对于变转矩负载,如选择不当会出现低速时的输出电压过高,而浪费电能的现象,甚至还会出现电动机带负载起动时电流大,而转速上不去的现象。
9、电子热过载保护
本功能为保护电动机过热而设置,它是变频器内&CPU&根据运转电流值和频率计算出电动机的温升,从而进行过热保护。本功能只适用于&“&一拖一&”&场合,而在&“&一拖多&”&时,则应在各台电动机上加装热继电器。
电子热保护设定值&(%)=[&电动机额定电流&(A)/&变频器额定输出电流&(A)]×100%&。
10、频率限制
即变频器输出频率的上、下限幅值。频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障,而引起输出频率的过高或过低,以防损坏设备的一种保护功能。在应用中按实际情况设定即可。此功能还可作限速使用,如有的皮带输送机,由于输送物料不太多,为减少机械和皮带的磨损,可采用变频器驱动,并将变频器上限频率设定为某一频率值,这样就可使皮带输送机运行在一个固定、较低的工作速度上。
11、偏置频率
有的又叫偏差频率或频率偏差设定。其用途是当频率由外部模拟信号&(&电压或电流&)&进行设定时,可用此功能调整频率设定信号最低时输出频率的高低&。有的变频器当频率设定信号为&0%&时,偏差值可作用在&0&~&fmax&范围内,有的变频器&(&如明电舍、三垦&)&还可对偏置极性进行设定。如在调试中当频率设定信号为&0%&时,变频器输出频率不为&0Hz&,而为&xHz&,则此时将偏置频率设定为负的&xHz&即可使变频器输出频率为&0Hz&。
12、&频率设定信号增益
此功能仅在用外部模拟信号设定频率时才有效。它是用来弥补外部设定信号电压与变频器内电压&(+10v)&的不一致问题;同时方便模拟设定信号电压的选择,设定时,当模拟输入信号为最大时&(&如&10v&、&5v&或&20mA)&,求出可输出&f/V&图形的频率百分数并以此为参数进行设定即可;如外部设定信号为&0&~&5v&时,若变频器输出频率为&0&~&50Hz&,则将增益信号设定为&200%&即可。
13、转矩限制
可为驱动转矩限制和制动转矩限制两种。它是根据变频器输出电压和电流值,经&CPU&进行转矩计算,其可对加减速和恒速运行时的冲击负载恢复特性有显著改善。转矩限制功能可实现自动加速和减速控制。假设加减速时间小于负载惯量时间时,也能保证电动机按照转矩设定值自动加速和减速。
驱动转矩功能提供了强大的起动转矩,在稳态运转时,转矩功能将控制电动机转差,而将电动机转矩限制在最大设定值内,当负载转矩突然增大时,甚至在加速时间设定过短时,也不会引起变频器跳闸。在加速时间设定过短时,电动机转矩也不会超过最大设定值。驱动转矩大对起动有利,以设置为&80&~&100%&较妥。
制动转矩设定数值越小,其制动力越大,适合急加减速的场合,如制动转矩设定数值设置过大会出现过压报警现象。如制动转矩设定为&0%&,可使加到主电容器的再生总量接近于&0&,从而使电动机在减速时,不使用制动电阻也能减速至停转而不会跳闸。但在有的负载上,如制动转矩设定为&0%&时,减速时会出现短暂空转现象,造成变频器反复起动,电流大幅度波动,严重时会使变频器跳闸,应引起注意。
14、加减速模式选择
又叫加减速曲线选择。一般变频器有线性、非线性和&S&三种曲线,通常大多选择线性曲线;非线性曲线适用于变转矩负载,如风机等;&S&曲线适用于恒转矩负载,其加减速变化较为缓慢。设定时可根据负载转矩特性,选择相应曲线,但也有例外,笔者在调试一台引风机的变频器时,先将加减速曲线选择非线性曲线,一起动运转变频器就跳闸,调整改变许多参数无效果,后改为&S&曲线后就正常了。究其原因是:起动前引风机由于烟道烟气流动而自行转动,且反转而成为负向负载,这样选取了&S&曲线,使刚起动时的频率上升速度较慢,从而避免了变频器跳闸的发生,当然这是针对没有起动直流制动功能的变频器所采用的方法。
15、转矩矢量控制
矢量控制是基于理论上认为:异步电动机与直流电动机具有相同的转矩产生机理。矢量控制方式就是将定子电流分解成规定的磁场电流和转矩电流,分别进行控制,同时将两者合成后的定子电流输出给电动机。因此,从原理上可得到与直流电动机相同的控制性能。采用转矩矢量控制功能,电动机在各种运行条件下都能输出最大转矩,尤其是电动机在低速运行区域。
现在的变频器几乎都采用无反馈矢量控制,由于变频器能根据负载电流大小和相位进行转差补偿,使电动机具有很硬的力学特性,对于多数场合已能满足要求,不需在变频器的外部设置速度反馈电路。这一功能的设定,可根据实际情况在有效和无效中选择一项即可。
与之有关的功能是转差补偿控制,其作用是为补偿由负载波动而引起的速度偏差,可加上对应于负载电流的转差频率。这一功能主要用于定位控制。
16、节能控制
风机、水泵都属于减转矩负载,即随着转速的下降,负载转矩与转速的平方成比例减小,而具有节能控制功能的变频器设计有专用&V/f&模式,这种模式可改善电动机和变频器的效率,其可根据负载电流自动降低变频器输出电压,从而达到节能目的,可根据具体情况设置为有效或无效。
要说明的是,九、十这两个参数是很先进的,但有一些用户在设备改造中,根本无法启用这两个参数,即启用后变频器跳闸频繁,停用后一切正常。究其原因有:
(1)&原用电动机参数与变频器要求配用的电动机参数相差太大。
(2)&对设定参数功能了解不够,如节能控制功能只能用于&V/f&控制方式中,不能用于矢量控制方式中。
(3)&启用了矢量控制方式,但没有进行电动机参数的手动设定和自动读取工作,或读取方法不当。
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