变频器工艺说明分析.doc

变频器工艺说明 本变频器工艺说明主要参照中华人民共和国国家标准GB/T 12668.4-2006/IEC 61800-4:2002，即调速电气传动系统第4部分：一般要求 交流电压1000V以上但不超过35kv的交流调速电气传动系统额定值的规定。 一.变频器工作原理 1.变频器的基本原理 变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。 现在使用的变频器主要采用交-直-交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成交流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。 变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（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。 变频器的功用是将频率固定（通常为工频50Hz）的交流电（三相的或单相的）变换成频率连续可调（多数为0~400Hz）电压可调的（三相或单相）交流电源。变频过程中只有频率变化，电能不发生变化。 2.变频器的类型 （1）按变换环节可分为： ①交-直-交变频器：先把工频交流通过整流器变成直流，然后再把直流变换成频率电压可调的交流，又称间接式变频器，是目前广泛应用的通用型变频器； ②交-交变频器：将工频交流直接变换成频率电压可调的交流，又称直接式变频器。 （2）按直流电源性质可分为： ①电压型变频器：其特点是中间直流环节的储能元件采用大电容，负载的无功功率将由它来缓冲，直流电压比较稳定，直流电环内阻较小，相当于电压源，故称电压型变频器，常选用于负载电压变化较大的场合； ②电流型变频器：其特点是中间直流环节采用大电感作为储能环节，缓冲无功功率，即扼制电流的变化，使电压接近正弦波，由于该直流内阻较大，故称电流源型变频器（电流型）。电流型变频器的优点是能扼制负载电流频率而急剧的变化。常选用与负载电流变化较大的场合。 （3）按工作原理可分为： ①V/f控制变频器； ②转差频率控制变频器； ③矢量控制变频器。 （4）按开关方式可分为： ①PAM控制变频器； ②PWM控制变频器； ③高载频PWM控制变频器。 （5）按用途可分为： ①通用变频器； ②高性能专用变频器； ③高频率变频器； ④单相变频器； ⑤三相变频器等。 （6）按变频器调压方法可分为： ①PAM变频器：通过改变电压源Ud或电流源Id的幅值进行输出控制的。 ②PWM变频器：在变频器输出波形的一个周期产生的脉冲波的脉冲，其等值电压为正弦波，波形较平滑。 （7）按工作原理可分为： ①U/f控制变频器（VVVF控制）； ②SF控制变频器（转差频率控制）； ③VC控制变频器（Vectory Control矢量控制）。 （8）按电压等级可分为： ①高压变频器（输入电压为3kv、3.3kv、6kv、10kv等）； ②中压变频器（输入电压为690V1140V、2300V等）； ③低压变频器（输入电压不高于690V，常见的由110V、220V、380V）。 3.变频器的保护功能 为了防止变频器本身和三相异步电动机损坏，使变频器能停止工作或者有效地抑制电压、电流值，变频器的保护回路设置了多种保护功能失速。 （1）过压保护 过压保护又分为电源过电压、再生过电压。电源过电压是对于电源电压的上限，一般规定不能超过额定电压的10%，当电源线电压为380V时，其上限值为420V。当变频器输入电源电压发生冲突，电压急剧升高，变频器对直流母线电压进行实时检测，达到保护值时进行OU保护。再生过电压一般是变频器停车时、减速太快、电动机回馈能量使PN电压急剧升高引起。此保护采用变频器使电动机快速减速时，再生功率直流电路电压将升高，有时超过允许值，可采取停止变频器运转或停止快速减速的办法，防止过电压。 （2）欠压保护 当电源电压太低，电源瞬时停电，电网容量太小或电网内有较大的冲击电流。 （3）电流限幅保护 当变频器执行加速运行时，由于加速过快或电机负载过大，变频器输出电流会急速上升，若电流过大，则自动降频，以保证不跳过流，当电流低于标准时，频率回升到设定值。 （4）过流及瞬时过电流保护 在正常工作或是在升、降速过程中，短时间的过电流总是难免的。为此变频器配置了防止跳闸的功能，只有当冲击电流的峰值太大时，才迅速跳闸。 由于逆变器负载侧短路等，流过逆变器元件的电流达到异常值（超过允许值）时，瞬时停止变频器运转，切断电源。 (5)过载保护 当负载过大或造成电动机堵转使逆变器输出电流超过保护值，且持续流通达规定的时间以上时，为了防止逆变器元件、电线等损坏，变频器会停止变频器运转。 （6）电子热继电器 为防止自冷式电机在低速运转时发生电机过热现象，通过电子热继电器进行校正，当电机特性变化不大而电机容量变化时（比变频器额定容量变小），也可用此功能进行修正，以达到保护电机的目的