变频器入门课程PPT课件.ppt

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1、1变频器的简介变频器的简介 变变频频器器（Variable-frequency Variable-frequency DriveDrive，VFDVFD）是是应应用用变变频频技技术术与与微微电电子子技技术术，通通过过改改变变电电机机工工作作电电源源频频率率方方式式来来控控制制交交流流电电动动机机的的电电力控制设备。力控制设备。变变频频器器是是利利用用电电力力半半导导体体器器件件的的通通断断作作用用将将工工频频电电源源变变换换为为另另一一频频率率的的电电能能控控制制装装置置，能能实实现现对对交交流流异异步步电电机机的的软软起起动动、变变频频调调速速、提高运转精度、改变提高运转精度、改变功率因数功

2、率因数、过流、过流/过压过压/过载保护等功能。过载保护等功能。2变频器的内部结构变频器的内部结构变变频频器器主主要要由由整整流流（交交流流变变直直流流）、滤滤波波、逆逆变变（直直流流变变交交流流）、制制动动单单元元、驱驱动动单单元元、检检测测单单元元微微处处理理单单元元等等组组成成。变变频频器器靠靠内内部部IGBTIGBT的的开开断断来来调调整整输输出出电电源源的的电电压压和和频频率率，根根据据电电机机的的实实际际需需要要来来提提供供其其所所需需要要的的电电源源电电压压，进进而而达达到到节节能能、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。调速的目的，另外，变频器还

3、有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。3变频器内部结构变频器内部结构整流器整流器大大量量使使用用的的是是二二极极管管的的变变流流器器，它它把把工工频频电电源源变变换换为为直直流流电源。电源。逆变器逆变器同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使频率的交流功率，以所确定的时间使6 6个开关器件个开关器件导通、关断就可以得到导通、关断就可以得到3 3相交流输出。相交流输出。4制动单元及制动电阻在变频器中的应用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，当电动机快速停车时或者是提升

4、机带负载下降时，电动机变为电动机变为“发电发电”状态，反馈回能量给变频器，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造成直流母线电压升高甚至损坏IGBTIGBT，因此需要制，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。能量送回电网。5变频器节能变频器节能变频器节能变频器节能 变变频频器器节节能能主主要要表表现现在在风风机机、水水泵泵的的应应用

5、用上上。为为了了保保证证生生产产的的可可靠靠性性，各各种种生生产产机机械械在在设设计计配配用用动动力力驱驱动动时时，都都留留有有一一定定的的富富余余量量。当当电电机机不不能能在在满满负负荷荷下下运运行行时时，除除达达到到动动力力驱驱动动要要求求外外，多多余余的的力力矩矩增增加加了了有有功功功功率率的的消消耗耗，造造成成电电能能的的浪浪费费。风风机机、泵泵类类等等设设备备传传统统的的调调速速方方法法是是通通过过调调节节入入口口或或出出口口的的挡挡板板、阀阀门门开开度度来来调调节节给给风风量量和和给给水水量量，其其输输入入功功率率大大，且且大大量量的的能能源源消消耗耗在在挡挡板板、阀阀门门的的截截

6、流流过过程程中中。当当使使用用变变频频调调速速时时，如果流量要求减小，通过如果流量要求减小，通过降低泵或风机的转速降低泵或风机的转速即可满足要求即可满足要求6变频器节能变频器节能 无无功功功功率率不不但但增增加加线线损损和和设设备备的的发发热热，更更主主要要的的是是功功率率因因数数的的降降低低导导致致电电网网有有功功功功率率的的降降低低，大大量量的的无无功功电电能能消消耗耗在在线线路路当当中中，设设备备使使用用效效率率低低下下，浪浪费费严严重重，使使用用变变频频调调速速装装置置后后，由由于于变变频频器器内内部部滤滤波波电电容容的的作作用用，从从而而减减少了无功损耗少了无功损耗，增加了电网的有功

7、功率。，增加了电网的有功功率。电电机机硬硬启启动动对对电电网网造造成成严严重重的的冲冲击击，而而且且还还会会对对电电网网容容量量要要求求过过高高，启启动动时时产产生生的的大大电电流流和和震震动动时时对对挡挡板板和和阀阀门门的的损损害害极极大大，对对设设备备、管管路路的的使使用用寿寿命命极极为为不不利利。而而使使用用变变频频节节能能装装置置后后，利利用用变变频频器器的的软软启启动动功功能能将将使使启启动动电电流流从从零零开开始始，最最大大值值也也不不超超过过额额定定电电流流，减减轻轻了了对对电电网网的的冲冲击击和和对对供供电电容容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备的维护费用量的要求

8、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、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

9、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变频器的应用领域变频器的应用领域19、磨床等机械类负载20、卷烟机类负载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

10、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 变频器变频器具备卓越性能、能够灵活控制的新一代具备卓越性能、能够灵活控制的新一代PowerFlex 525 变频器变频器Allen-Bradley的下一代下一代PowerFlex紧凑型变频器系列的第一个第一个应用起来非常灵活非常灵活各项功能在市场上居于领先地位领先地位PowerFlex525能帮您节省开支，节省开支，最大化系统性能，减少设计乃至交最大化系统性能，减

11、少设计乃至交机的时间机的时间11PowerFlex 525 变频器家族器家族功率范围、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1.1kW/0.5to1.5Hp200-240V:0.4到15kW/0.5to20Hp380-480V:0.4到22kW/0.5to30Hp525-600V:0.4到22kW/0.5to30Hp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 变频器变频器创新性的设

12、计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易于编程易于编程Studio5000:AOPs&ADCConnectedComponentsWorkbench(CCW)软件典型应用的预选参数组MainsFree编程(无功率模块)通讯功能通讯功能内置EtherNet/IP端口可选的双口EtherNet/IP卡有支持DeviceNet或ProfibusDP的选件卡PowerFlex 525 变频器变频器安全转矩关断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能在更高环境温度下工作标准工作温度可达50C降容条

13、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功率范围更宽且且 适应全球各种电压适应全球各种电压0.2到22kW(30HP),400V110V,200V,400V,600V创新性的设计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70C安装方式灵活：竖直、水平和堆叠均可15快速安装快速安装&配置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M

14、ainsFree配置方式允许对控制模块通过USB线供电16参数表参数表17快速安装快速安装&配置配置上传/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ConnectedComponentsWorkbench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灵活的电机控制方式PF525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

15、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DeviceNetProfibusDP(单口)EtherNet/IP 网络拓扑网络拓扑线型星型环型21仅有Rockwell Automation 支持设备级的环网(DLR)自动设备配置自动设备配置(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

16、在LogixV20及以上版本中支持得力于以下产品和功能的支持:Stratix6000&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下载按键RSLogix 5000中的目标变频器的属性说明(AOP)自动设备配置自动设备配置(ADC)举例举例EtherNet/IP2:00 AMStratix 6000/8000/5700 IP AddressFlashConfiguration减少停机时间，从而帮助客户节省时间和成本减少停机时间，从而帮助客户节省时间和成本自动设备配置（自动设备配置（ADC）减少停机时间）减少停机时间24拓扑拓扑ADC自动设定自动设定 EtherNet

17、/IP 地址地址手动设定手动设定EtherNet/IP 地址地址竞争对手控制网络否否必需Stratix2000是否必需Stratix5700,6000,8000是是是是非必需非必需DLR是否必需仅有Rockwell Automation的变频器支持此功能内置内置EtherNet/IP接口接口&双口以太网卡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安全性安全性标准内置“安全转矩关断”功能可帮助

18、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/PLdCat326PowerFlex 525 PowerFlex 525 输入输入&输出输出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路模拟量输出2路继电器输出(1常开,1常闭)27PowerFlex 525 PowerFlex 525 输入输入&输出输出28PowerFlex 525 PowerFlex 525 输入输入&输出输出29Copyright2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.多变频器级联的配置模式多

19、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EtherNet/IP 或 DeviceNetDSI世界范围内的产品认证世界范围内的产品认证UL 508CUL 508CcUL508CcUL508CREACHREACHCECE低压低压:EN61800-5-1:EN61800-5-1机器安全机器安全:EN60204:2006:EN60204:2006EMC:EMC:IEC 61800-3:2004

20、IEC 61800-3:2004+Am1:2011Am1:2011C-TickC-TickEN61800-3(1996 with A.11,EN61800-3(1996 with A.11,2000)2000)TUVTUVSIL2:EN 62061:2005/IEC 61508 SIL2:EN 62061:2005/IEC 61508/EN 61800-5-2:2007/EN 61800-5-2:2007Cat 3/PLd:EN ISO 13849-Cat 3/PLd:EN ISO 13849-1:20081:2008ATEXATEXEN 50495EN 50495SEMI-F47SEMI-F47GOST-RGOST-RMarine:RINA RulesMarine:RINA RulesACS 156(2003 build.code)ACS 156(2003 build.code)RoHSRoHSKCCKCC符合世界范符合世界范围内的各内的各项标准准31PowerFlex 525 的网上资源的网上资源 You!Thank You!