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变频器的作用与原理_组成单元_怎么接线_故障处理知识

摘要: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。变频器的出现,使得复杂的调速控制简单化,它的作用是改变交流电机供电的频率和幅值,因而改变其运动磁场的周期,达到平滑控制电动机转速的目的。那么变频器的分类有哪些?变频器怎么接线?下面为大家介绍相关知识。

变频器的工作原理

变频器是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。主要通过控制电路来控制主电路,主电路中的整流器将交流电转变为直流电,直流中间电路将直流电进行平滑滤波,逆变器最后将直流电再转换为所需频率和电压的交流电。

变频器的组成

变频器是一种电源转换装置,将输入给变频器固定频率,固定电压的三相交流电,转换成可调频率和可调电压的三相交流点,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的。

1、整流器

近大量使用的是二级管的变流器,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。

2、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。


3、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、关断就可以得到三相交流输出。

4、主电路和控制电路

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”。

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,使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。

变频器的作用

1、变频器可以调整电机的功率,实现电机的变速运行,以此来达到省电的目的。例子体现在离心风机和水泵上,当离心风机和水泵使用了变频器后,操作人员变频调速,可根据需要轻松控制流量,从而节省了能源。

2、变频器可以降低电力线路中电压的波动,避免了一旦电压发生异常而导致设备的跳闸或者出现异常运行的现象。

3、变频器可以减少对电网的冲击,从而有效地减少了无功损耗,增加了电网的有效功率。

4、变频器还可以减少机械中传动部件之间的磨损,在一定程度上也降低了成本,提高了系统的稳定性。

5、此外变压器的控制功能非常齐全,可以很好的配合其他的控制设备或者一起,从而实现集中监视和实时控制,为用户解决了很多系统兼容性的麻烦等问题。

变频器的分类有哪些

1、按输入电压等级分类

变频器按输入电压等级可分低压变频器和高压变频器,低压变频器国内常见的有单相220 V变频器、三相220 V变频器、i相380 V变频器。高压变频器常见有6 kV、10 kV变压器,控制方式一般是按高低一高变频器或高一高变频器方式进行变换的。

2、按变换频率的方法分类

变频器按频率变换的方法分为交-交型变频器和交-直交型变频器。交-交型变频器可将工频交流电直接转换成频率、电压均可以控制的交流,故称直接式变频器。交直-交型变频器则是先把工频交流电通过整流装置转变成直流电,然后再把直流电变换成频率、电压均可以调节的交流电,故又称为间接型变频器。

3、按直流电源的性质分类

在交-直-交型变频器中,按主电路电源变换成直流电源的过程中,直流电源的性质分为电压型变频器和电流型变频器。

4、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。

5、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。

变频器怎么接线

主电路的接线

1、电源应接到变频器输入端R、S、T接线端子上,一定不能接到变频器输出端(U、V、W)上,否则将损坏变频器。接线后,零碎线头必须清除干净,零碎线头可能造成异常,失灵和故障,必须始终保持变频器清洁。

2、在端子+,PR间,不要连接除建议的制动电阻器选件以外的东西,或绝对不要短路。

3、电磁波干扰,变频器输入/输出(主回路)包含有谐波成分,可能干扰变频器附近的通讯设备。因此,安装选件无线电噪音滤波器FR-BIF或FRBSF01或FR-BLF线路噪音滤波器,使干扰降到最小。

4、长距离布线时,由于受到布线的寄生电容充电电流的影响,会使快速响应电流限制功能降低,接于二次侧的仪器误动作而产生故障。因此,最大布线长度要小于规定值。不得已布线长度超过时,要把Pr.156设为1。

5、在变频器输出侧不要安装电力电容器,浪涌抑制器和无线电噪音滤波器。否则将导致变频器故障或电容和浪涌抑制器的损坏。

6、为使电压降在2%以内,应使用适当型号的导线接线。变频器和电动机间的接线距离较长时,特别是低频率输出情况下,会由于主电路电缆的电压下降而导致电机的转矩下降。

7、运行后,改变接线的操作,必须在电源切断10min以上,用万用表检查电压后进行。断电后一段时间内,电容上仍然有危险的高压电。

控制电路的接线

变频器的控制电路大体可分为模拟和数字两种。

1、控制电路端子的接线应使用屏蔽线或双绞线,而且必须与主回路,强电回路(含200V继电器程序回路)分开布线。

2、由于控制电路的频率输入信号是微小电流,所以在接点输入的场合,为了防止接触不良,微小信号接点应使用两个并联的节点或使用双生接点。

3、控制回路的接线一般选用0.3~0.75平方米的电缆。

地线的接线

1、由于在变频器内有漏电流,为了防止触电,变频器和电机必须接地。

2、变频器接地用专用接地端子。接地线的连接,要使用镀锡处理的压接端子。拧紧螺丝时,注意不要将螺丝扣弄坏。

3、接地电缆尽量用粗的线径,必须等于或大于规定标准,接地点尽量靠近变频器,接地线越短越好。

变频器参数设置操作步骤

1、取出说明书

首先取出变频的说明书,然后按变频器上的编程按键。

2、找到设置参数

在说明书上找到想要设置参数的编号,如上限频率,编号:F003。

3、调至编号

按上键或下键把变频器上的编号调至F003。

4、点击确认

编号调好后,点击中间的确认按键。

5、调至频率最高

点击确认好,按上键把频率调至最高。

6、再次点击确认

频率调至最高后,再次点击中间的确认按键。

7、点击绿色运行按键

后点击绿色的运行按键,变频器的参数就设置好了。

变频器的控制方式有哪些

1、控制面板控制

操作人员通过控制面板操控是最简单的操作指令方式。用户可以通过变频器操作界面上的操作键、停止/复位键和正/反转/点动键直接控制变频器的运行。

操作人员键盘控制最大的特点是方便实用,同时可以对故障进行报警,并能告知用户变频器是否在运行、故障或报警。因此,用户无需接线即可判断变频器是否运行,并通过数字液晶屏显示故障类型。

2、外部终端控制

端子控制是通过变频器的外部输入端子从外部输入开关信号来控制变频器运行指令的一种方式。这些按钮、选择开关、继电器、PLC或继电器模块取代了操作者键盘上的操作键、停止键、点动键和复位键,可以远距离控制变频器的运行。

3、通信控制

通信控制的方式与通信给出的方式相同。无需增加线路,通过改变上位机到变频器的传输数据就可以控制变频器,如正反转、点动、故障复位等。为了正确建立通信,必须在变频器中设置与通信相关的参数,如站号、波特率和奇偶校验。主机以主从模式与变频器通信,主机和变频器作为从机。网络中只能有一台主机。主机通过站号区分不同的从机,从机只有收到主机的读写命令后才发送数据。

变频器故障怎么处理

1、过流故障

故障原因:起动加速时间太短;逆变器与电机容量不匹配;接地故障。

解决方法:延长加速时间,设计负荷分配,检查线路。

2、欠压故障

故障原因:电源缺相;多台变频器同时启动;受到外界的干扰。

解决方法:检查变频器电源空开,减少同时起动的变频器的台数,增强变频器的抗干扰能力。

3、过热故障

故障原因:周围环境温度过高;变频器通风不良;风扇卡阻或损坏;负载过重。

解决方法:降低变频器所在场所的温度,定期检修变频器,更换风扇,减小负载。

4、过载故障

故障原因:电量太重,或者是电压负荷不起相对应的电压。

解决方法:变换更加大的功率的变换器以及电机。

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