变频器入门课程.ppt

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1、1,变频器的简介,变频器（Variable-frequency Drive，VFD）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。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，能实现对交流异步电机的软起动、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,变频器的内部结构,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。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，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

2、，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。,3,变频器内部结构,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。,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。,4,制动单元及制动电阻在变频器中的应用,当电动机快速停车时或者是提升机带负载下降时，电动机变为“发电”状态，反馈回能量给变频器，造成直流母线电压升高甚至损坏IGBT，因此需要制动单元消耗这部分多余的能量以保护变频器。有的变频器是通过串接制动电阻以热量的形式消耗掉这些能量，也有的变频器是通过可控的整流桥将这些能量送回电网。,5,

3、变频器节能,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,6,变频器节能,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

4、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。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,7,变频器的应用领域,1、空调负载类其中主要技术是变频调速节电。2、破碎机类负载冶金矿山、建材应用不少破碎机、球磨机，该类负载采用变频后效果显著。3、大型窑炉煅烧炉类负载4、压缩机类负载 5

5、、轧机类负载如多机架铝轧机组采用通用变频器，满足低频带载启动，机架间同步运行，恒张力控制，操作简单可靠。6、卷扬机类负载卷扬机类负载采用变频调速，稳定、可靠。铁厂的高炉卷扬设备是主要的炼铁原料输送设备。它要求启、制动平稳，加减速均匀，可靠性高。,8,变频器的应用领域,7、转炉类负载8、辊道类负载9、泵类负载10、吊车、翻斗车类负载吊车、翻斗车等负载转矩大且要求平稳，正反频繁且要求可靠。11、拉丝机类负载12、运送车类负载13、电梯高架游览车类负载14、给料机类负载15、堆取料机类负载16、风机类负载17、搅拌机类负载18、造纸机类负载,9,变频器的应用领域,19、磨床等机械类负载20、卷烟机类

6、负载21、印染机类负载22、污水处理等环保类负载23、海上采油平台类负载 因篇幅有限，以上这些例子也只是部分列举，不是全部，所以我们可以看出变频器因为其优良的性能在工业各个领域都有着很好的应用。AB公司作为工控行业的领导者，其PowerFlex系列变频器在进入市场以来，凭借其先进的设计以及依托于罗克韦尔的强大软件支持，深得用户喜爱。主要有PF4/40/40P/400P/4M/523/525以及PF70/700/700H/700S/700L/7000/753/755等，下面我们着重介绍一下PF525变频器。,Allen-Bradley PowerFlex 525 变频器,具备卓越性能、能够灵活控

7、制的新一代,PowerFlex 525 变频器,Allen-Bradley的下一代PowerFlex紧凑型变频器系列的第一个应用起来非常灵活各项功能在市场上居于领先地位PowerFlex 525 能帮您 节省开支，最大化系统性能，减少设计乃至交机的时间,11,PowerFlex 525 变频器家族,功率范围、方便控制、灵活性和各种特色功能广泛适用于多种应用对单独运行的机器和简单系统的集成来说非常理想,12,功率范围:100-120V:0.4 到 1.1 kW/0.5 to 1.5 Hp200-240V:0.4 到15 kW/0.5 to 20 Hp380-480V:0.4 到 22 kW/0.

8、5 to 30 Hp525-600V:0.4 到 22 kW/0.5 to 30 Hp,独特的模块化设计 无缝集成于Logix控制架构具有EtherNet/IP和安全转矩关断的标准内置端口配置工具容易使用灵活的马达控制和安装选件,PowerFlex 525 变频器,创新性的设计控制模块可拆卸，安装更快速一种控制模块适用各种功率范围安装选件卡时，无需额外空间,13,易于编程Studio 5000:AOPs&ADCConnected Components Workbench(CCW)软件典型应用的预选参数组MainsFree 编程(无功率模块),通讯功能内置EtherNet/IP端口可选的双口Et

9、herNet/IP卡有支持DeviceNet 或 Profibus DP 的选件卡,PowerFlex 525 变频器,安全转矩关断内置标准的SIL2/PLd级别的安全转矩关断功能,14,能在更高环境温度下工作标准工作温度可达50C 降容条件下可达60C可选的风机卡支持在高达70C的环境下降容运行,功率范围更宽且 适应全球各种电压0.2 到 22kW(30HP),400V110V,200V,400V,600V,创新性的设计,独特的模块化设计节省了用户安装和配置的时间标准产品内置以太网口和安全转矩关断功能业界领先的紧凑型外观添加选件卡无需另外空间变频器上部和下部需要的安装间距相当小环境温度可达7

10、0C 安装方式灵活：竖直、水平和堆叠均可,15,快速安装&配置,配置变频器和对功率模块进行安装接线可以同时进行一种控制模块适用所有功率段，减少了客户的备件库存用标准USB线进行参数的上传、下载和固件更新MainsFree配置方式允许对控制模块通过USB线供电,16,参数表,17,快速安装&配置,上传/下载配置文件时采用USB连接仅作为数据传输口:上传配置下载配置更新固件不能采用USB连接来进行编程配置用Connected Components Workbench 来生成配置文件载配置时的计算机可以不安装CCW这种USB连接类似于把一个智能设备与计算机实现同步,18,灵活的电机控制方式,PF52

11、5是许多应用的理想选择比任何其它同类变频器的控制选件都要多V/Hz 压频比无传感器矢量控制(SVC)经济运行模式(Economizer)闭环速度矢量控制永磁电机控制(预计在2013年12月发布相应固件)采用闭环反馈的定位功能可实现简单的定位控制,19,通讯功能,20,上位可以利用PF525的网口来配置、控制和监视本机以标准内置EtherNet/IP端口无缝集成于 Logix架构可选的双端口EtherNet/IP网卡使得连接方式更多，并支持设备级环网(DLR)可添加网卡，支持以下网络DeviceNetProfibus DP(单口),EtherNet/IP 网络拓扑,线型星型环型,21,仅有Roc

12、kwell Automation 支持设备级的环网(DLR),自动设备配置(ADC),ADC 功能允许用户通过配置Logix系统，使得变频器的配置能够自动被下载更换变频器时，表现最优异ADC 在Logix V20及以上版本中支持得力于以下产品和功能的支持:Stratix 6000&8000 和5700交换机自动设置 IP地址固件版本管理刷新变频器及附件的固件,自动设备配置(ADC),举例,EtherNet/IP,2:00 AM,Stratix 6000/8000/5700,减少停机时间，从而帮助客户节省时间和成本,自动设备配置（ADC）减少停机时间,24,仅有Rockwell Automati

13、on的变频器支持此功能,内置EtherNet/IP接口&双口以太网卡,双网口EtherNet/IP网卡能提供额外的网络连接，简化安装，减少与交换机相关的成本双网口支持设备级环网(DLR)设备级环网(DLR)上的建议最大节点数为50安装双网口后,内置的单网口仍可用来进行编程变频器工作方式与E-Tap不同,25,安全性,标准内置“安全转矩关断”功能可帮助保护您的工作人员和资产安全功能内置使得接线少，安装空间小初次启动更快速，减少电机资产上的损耗安全等级可达 SIL2/PLd Cat 3,26,PowerFlex 525 输入&输出,7 路数字输入(其中6个可编程)2 路数字输出2 路模拟量输入1路

14、模拟量输出2路继电器输出(1常开,1常闭),27,PowerFlex 525 输入&输出,28,PowerFlex 525 输入&输出,29,Copyright 2007 Rockwell Automation,Inc.All rights reserved.,多变频器级联的配置模式,至多5台PF525共用EtherNet/IP或DeviceNet 网络上的一个节点要求一台PF525作为RS-485/DSI的主站连接到EtherNet/IP或DeviceNet至多四台变频器可以作为从站连接到RS-485/DSI网络,世界范围内的产品认证,UL 508CcUL508CREACHCE低压:EN61

15、800-5-1机器安全:EN60204:2006EMC:IEC 61800-3:2004+Am1:2011C-TickEN61800-3(1996 with A.11,2000)TUVSIL2:EN 62061:2005/IEC 61508/EN 61800-5-2:2007Cat 3/PLd:EN ISO 13849-1:2008ATEXEN 50495SEMI-F47GOST-RMarine:RINA RulesACS 156(2003 build.code)RoHSKCC,符合世界范围内的各项标准,31,PowerFlex 525 的网上资源,http:/,33,Will-Tech,Thank You!,