1、變變 頻頻 器器 知知 識識 培培 訓訓變頻器:（Variable-frequency Drive，VFD）是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。變頻器組成：主要由整流、濾波、逆變、制動單元、驅動單元、控制單元等組成。變頻器靠內部IGBT的開斷來調整輸出電源的電壓和頻率，根據電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節能、調速的目的。隨著工業自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應用。整流部分整流部分變頻器是：變頻器是： 將交流電源通過整流回路變換成直流，將交流電源通過整流回路變換成直流， 將變換后的直流經過逆變回路變換成電壓、頻

2、率可調節的交流電，將變換后的直流經過逆變回路變換成電壓、頻率可調節的交流電， 利用交流三相異步電動機的轉速與頻率成正比的特點，通過改變電源的頻率和幅度以達到改變利用交流三相異步電動機的轉速與頻率成正比的特點，通過改變電源的頻率和幅度以達到改變 電機轉速的目的。電機轉速的目的。 變頻器的基本構成變頻器的基本構成商用電源商用電源逆變部分逆變部分濾濾波波電電容容整流整流逆變逆變直流電壓直流電壓電源電壓電源電壓輸出電壓輸出電壓 變頻器的電壓波形變化變頻器的電壓波形變化輸出電壓的平均值是正弦波馬達馬達正弦波（正弦波（脈寬調制脈寬調制） ）控制控制方式方式優點：1、無級調速2、啟動電流小、起動轉矩大3、調

3、速精度高4、容易實現自動化控制5、效率高6、節能型調速缺點：1、成本高2、產生諧波污染電網3、輸出的PWM波，會造成電機、電纜的額外發熱。4、共模電壓的產生有可能會降低電機軸的壽命。變頻器的控制對象變頻器的控制對象三相異步電動機三相異步電動機【 【三相異步電動機三相異步電動機】 】 三相異步電動機主要由三相異步電動機主要由定子、轉子、轉軸定子、轉子、轉軸組成，當在定組成，當在定子繞組上加上三相交流電壓時，將會產生一個旋轉磁場，子繞組上加上三相交流電壓時，將會產生一個旋轉磁場，該旋轉磁場的速度由加在定子繞組上的三相交流電壓的頻該旋轉磁場的速度由加在定子繞組上的三相交流電壓的頻率所決定。位于該磁場

4、中的轉子繞組，將切割旋轉磁場的率所決定。位于該磁場中的轉子繞組，將切割旋轉磁場的磁力線，根據電磁感應原理，在轉子繞組中將產生感應電磁力線，根據電磁感應原理，在轉子繞組中將產生感應電動勢和感應電流，感應電流與旋轉磁場的磁通互相作用而動勢和感應電流，感應電流與旋轉磁場的磁通互相作用而產生電磁力，即轉矩。轉子及轉軸將沿著與旋轉磁場相同產生電磁力，即轉矩。轉子及轉軸將沿著與旋轉磁場相同的方向旋轉。任意改變三相定子繞組的兩個電壓相位，即的方向旋轉。任意改變三相定子繞組的兩個電壓相位，即可使磁場旋轉的方向發生改變，電動機的轉向也將隨之變可使磁場旋轉的方向發生改變，電動機的轉向也將隨之變化，即可逆控制。化，

5、即可逆控制。 變頻電機-在標準環境條件下，以100%額定負載在10%100%額定速度范圍內連續運行，溫升不會超過該電機標定容許值的電機。變頻電機具有如下特點：1、B級溫升設計，F級絕緣制造。采用高分子絕緣材料及真空壓力浸漆制造工藝以及采用特殊的絕緣結構，使電氣繞組采用絕緣耐壓及機械強度有很大提高，足以勝任馬達之高速運轉及抵抗變頻器高頻電流沖擊以及電壓對絕緣之破壞。2、平衡質量高，震動等級為R級（降振級）機械零部件加工精度高，并采用專用高精度軸承，可以高速運轉。3、強制通風散熱系統，全部采用進口軸流風機超靜音、高壽命，強勁風力。保障馬達在任何轉速下，得到有效散熱，可實現高速或低速長期運行。（3）

6、控制部分:電源板、驅動板、控制板（CPU板）電源板：開關電源電路向操作面板、主控板、驅動電路、檢測電路及風扇等提供低壓電源， 開關電源提供的低壓電源有：5V、15V 、24V向CPU其附屬電路、控制電路、顯示面板等提供電源。驅動板：主要是將CPU生成的PWM脈沖經驅動電路產生符合要求的驅動信號激勵IGBT輸出電壓。控制板（CPU板）：也叫CPU板相當人的大腦，處理各種信號以及控制程序等部分.部分變頻器還配備用戶板、通訊板、同步卡等功能滿足使用條件L1L2L3UVWPNl優點：結構簡單、成本低。l缺點：l輸出波形接近方波，輸出轉矩小，IGBT散熱大。l輸出電壓峰值達到近4000v，必須使用變頻電

7、機或增加濾波裝置l輸出側漏電流大，共模電壓大，EMC干擾嚴重。l輸入側干擾大，影響同一電源的其他設備兩電平變頻器原理圖三電平變頻器原理圖l優點：l輸出更接近正弦波，輸出力矩增大。l輸出電壓峰值只有二電平時的1/2，可直接用普通電機而不用加LC濾波l輸出漏電流只有二電平時的1/2（共模電流小）EMC干擾減少很大。l輸入端干擾較二電平降底20dBlIGBT增多，單支IGBT發熱量更小，散熱效果更好。l缺點：成本高、結構復雜 1通用變頻器：通用變頻器是數量最多、應用最為廣泛的一種。通用變頻器正在朝著兩個方向發展：一是以節能為主要目的而簡化了一些系統功能的低成本簡易型通用變頻器，它主要應用于水泵、風扇

8、、鼓風機等對于系統調速性能要求不高的場合，并具有體積小、價格低等方面的優勢；二是在設計過程中充分考慮了應用中各種需要的高性能、多功能通用變頻器，在使用時，用戶可以根據負載的特性選擇算法對變頻器的各種參數進行設定，也可以根據系統的需要選擇廠家所提供的各種備用選件來滿足系統的特殊需要。廣泛應用于電梯、數控機床、電動車輛等對調速系統的性能有較高要求的場合。通用變頻器基本上采用的是電路結構比較簡單的U/f控制方式，與VC方式相比，在轉矩控制性能方面要差一些。2專用變頻器 隨著控制理論、交流調速理論和電力電子的發展，異步電動機的VC得到發展，VC變頻器及其專用電動機構成的交流伺服系統已經達到并超過了直流

9、伺服系統。此外，由于異步電動機還具有環境適應性強、維護簡單等許多直流伺服所不具備的優點，在要求高速、高精度的控制中，這種高性能交流伺服變頻器正在逐步取代直流伺服系統，例如：軋鋼系統。 變頻器過載保護機制針對近期我礦皮帶頻繁壓死：皮帶壓死變頻器運行過程中過載保護停車，或者重載停車后無法正常啟動，根據變頻器手冊及廠家說明，變頻器過載保護采用反時限保護機制：1.2倍電流不保護；1.3倍約7-8分鐘保護；1.4倍2-3分鐘；1.5倍1分鐘；1.6倍10s；2倍1-2s；即電流越大時間越短。避免措施：1、嚴控水煤，減少水煤集堆，降低皮帶運行阻力；2、優化變頻器運行參數，我隊將和廠家商議，檢查變頻器運行狀

10、況，優化運行參數，確保變頻器工況良好；3、盡快增加皮帶驅動，確保皮帶安全運行。 葫蘆素礦目前在用變頻器掘進皮帶-北京山潛變頻器掘進皮帶使用-北京山潛-ZJT-2250/660ZJT-2250/660內部全景圖內部全景圖掘進皮帶使用-北京山潛-ZJT-2250/660ZJT-2250/660人機界面人機界面掘進皮帶使用-北京山潛-ZJT-2250/660 順槽皮帶使用西安華光變頻器綜采和水處理使用青島天信變頻器目前我礦在用變頻器幾乎全是采用ABB ACS800技術。目前最成熟技術、可靠、應用范圍廣。小提示：凡是使用CDP-312的變頻器皆是采用 ACS800技術變頻器的組成變頻器的組成-功率單元

11、功率單元n整流單元n1。二極管整流n2。二極管+晶閘管整流n3。晶閘管反向并聯整流n4。IGBT整流n儲能單元n1。電容儲能n2。電感儲能n逆變單元n1。IGBT變頻器的組成變頻器的組成-功率單元功率單元 主控板 1-1 RMIO-R2R6 1-2 RDCU-R7，R8RMIO-01C或RMIO-11CRDCU-02C或RDCU-12CRMIO-02C或RMIO-12C變頻器的組成-控制單元 功率板 2-1。RINT-R2R6RINT5514-R5變頻器的組成-控制單元RINT6611C-R6（現被RINT5611C組件替代） 功率板AINP+AINT+APOW+AGDRAINP-01CAIN

12、T-02CAPOW-01CAGDR-71C變頻器的組成-控制單元+=RINT主電路：完成對電機提供驅動功率的變換過程主電路：完成對電機提供驅動功率的變換過程電路板電路板: : 控制電路完成計算，通訊，數據采集和電機控制等功能。控制電路完成計算，通訊，數據采集和電機控制等功能。I/O接口接口Port1Port2Port3RMIO-01ACS 800-01 電路板的連接。電路板的連接。變頻器的組成變頻器的組成-電路板連接圖電路板連接圖TMRMIOAINTExternaloptionmodulesOptionmodulesUVWOptionmodules+24VRDCOoptionACS 800-0

13、4Pulse encoder, Fieldbus, Extended I/OCDP312RFAN230+ -Ch 3Ch 2Ch 1Ch 0APOWAGDRAINPAIBPADPI+24V主電路：完成對電機提供驅動功率的變換過程主電路：完成對電機提供驅動功率的變換過程電路板電路板: : 控制電路完成計算，通訊，數據采集和電機控制等功能。控制電路完成計算，通訊，數據采集和電機控制等功能。ACS 800-04 電路板的連接。電路板的連接。變頻器的組成變頻器的組成-電路板連接圖電路板連接圖變頻器的組成-電機控制和 I/O 板(RMIO-02C或RMIO-12C)+24VDC 電源2 路用于現場總線的

14、并聯端口現場總線I/O 擴展脈沖編碼器新的可選件系列PPCC-link = 串口通訊 與AINT通訊: 光纖連接控制盤連接器模擬 I/O2 路電流輸入1 雙極性電壓輸入2 路電流輸出AI 電氣隔離數字輸入6 路可編程1 固定為停車 (啟動互鎖)兩組隔離+24VDC3 可編程繼電器輸出DDCS 適配器連接器DDCS 適配器帶4路通道PC 連接主從通訊老版可選件變頻器的組成- ACS800-04主電路板 (AINT)包括傳動中的所有的高壓和內部測量元件自動電流測量比例換算 - 不再需要焊接槽縫給 AINP 和 AGDR 板 (+ ABRC板)供電接地故障和短路保護 可調整的接地故障電流跳閘極限 接

15、地故障檢測是基于輸出的三相電流一種型號適用于所有 ACS800-04 的型號AINT-02（C ）變頻器的組成- ACS800-04 電源板 (APOW)直接給 RMIO 和 AINT 板提供電源通過AINT板間接給AINP板提供電源直接與直流回路連接診斷和控制盤接口板 (ADPI)板上有控制盤的連接座，紅色指示燈和綠色指示燈每個模塊可以并聯兩塊這樣的電路板 (用于平板式安裝和書架式安裝) 控制盤即插即用 - 兩個控制盤不能同時工作變頻器的組成- ACS800-04 輸入橋控制板 (AINP)啟動輸入橋的晶閘管電源來自于 AINT軟件控制充電過程:輸入橋啟動，當直流母線電壓達到 0.7 * 1

16、.35 * 380 V 并且電壓上升的變化率 0.01 * UN / 10 ms變頻器的組成- ACS800-04 門極驅動板 (AGDR) 直接與 IGBT 模塊相連 門極控制，飽和反饋和溫度檢測都通過這塊電路板ACS800-04 輸入橋保護板 (AIBP) 針對瞬變，保護輸入橋變頻器輸入輸出電抗器作用（1）變頻器進線電抗器：主要作用是抑制進線電源的網側諧波，增大進線電源主回路的短路阻抗；用來限制電網電壓突變和操作過電壓引起的電流沖擊，平滑電源電壓中包含的尖峰脈沖，或平滑橋式整流電路換相時產生的電壓缺陷； 有效地保護變頻器和改善功率因數，它既能阻止來自電網的干擾，又能減少整流單元產生的諧波電

17、流對電網的污染。（2）變頻器出線電抗器：主要作用是平衡出線電纜的分布容性負載，增大出線主回路的短路阻抗；兩臺以上變頻器并聯運行時，還起到限制換相環流和負荷平衡的作用；輸出電抗器能夠補償長線分布電容的影響，并能抑制輸出諧波電流，提高輸出高頻阻抗,有效抑制dv/dt.減低高頻漏電流,起到保護變頻器,減小設備噪聲的作用；電容器在補償功率的時候，往往會受到諧波電壓和諧波電流的沖擊，造成電容器損壞和功率因數降低，為此，需要在補償的時候進行諧波治理。 控制變頻器-手操器CDP-312控制盤控制和編程可以安裝在變頻器上也可以安裝在柜門上鍵盤是扁平，帶標簽的按鈕LCD顯示：4X20個字符顯示 1: 變頻器狀態

18、 所選擇變頻器的ID號 控制盤狀態: L = Local 本地 R = Remote 遠程 旋轉方向: = Forward(正轉) = Reverse(反轉) Value of the reference給定值 Run status: 運行狀態 I = Run(運行) 0 = Stop(停止) = No start permission(無使能信號) 2-4: 實際信號名稱和值1234操作模式鍵 操作模式鍵 Actual (顯示操作數據或實際信號) Parameter (顯示和編輯參數名稱和參數值) Function (進入助手向導和上載/下載參數) Drive (在網絡中分配傳動的ID號)變

19、頻器控制鍵 變頻器控制鍵 Start 啟動變頻器 Stop 停止變頻器 REF - 通過控制盤設置給定值 Forward and Reverse keys -改變電機旋轉方向 LOC/REM - 在本地和遠程切換控制模式 RESET - 故障復位讀取實際值 這個模式包括兩個顯示：實際值信號顯示和故障記錄顯示 實際值信號顯示是顯示所選擇的信號的實時值 實際值信號顯示下面的信息: 狀態欄 三個可選擇的實際信號參數值可以通過箭頭鍵 和ENTER鍵來更改狀態欄實際信號設置參數 參數模式是用來改變ACS800參數 控制盤顯示下面的信息: 狀態欄 參數組和名稱 參數號和名稱 參數值 改變參數 參數組通過雙

20、前頭鍵來更改 參數號通過單箭頭鍵來更改 參數值可以通過箭頭鍵和ENTER鍵來更改讀取警告和故障信息 當故障和警告發生時，出現故障顯示 控制盤顯示下面信息: 狀態欄 傳動型號 故障或警告信息 警告或故障名稱. 故障能通過RESET鍵或PC工具復位故障歷史記錄 通過ACT鍵和雙箭頭按鈕選擇故障記錄 控制盤顯示下面信: 事件的序號，從最近一個事件 警告或故障的名稱 事件符號+ 事件激活 - 事件復位 累計上電時間 通過單箭頭鍵可以查看變頻器的故障記錄功能模式 功能模式是用來選擇特殊功能的變頻器助手向導(僅用于單傳動)，用助手向導能啟動向導程序來設置變頻器參數上傳和下載設置控制盤對比度 選擇功能 通過

21、雙前頭鍵來翻頁通過單箭頭鍵來選擇功能光標所在行時按ENTER鍵確認所選擇的功能 傳動模式顯示變頻器的基本信息: 變頻器型號 變頻器軟件版本和測試日期 變頻器ID號 符號狀態變頻器停止，方向為正變頻器運行，方向為負變頻器故障觸發 傳動模式電機辨識異步電機控制策略中應用最多的是矢量控制和直接轉矩控制DTC，電機模型的目的是為了很好的把電機解耦成公式再組裝成電機，方便理解，而參數辨識是在做電機控制時，需要用到電機參數，那么參數辨識的準確性就會影響電機的調速控制了。變頻器初次安裝使用必須建立電機模型和電機辨識。電機在運行一段時間后出現運行不平穩、振動等現象時，需要對電機進行新的辨識，以使電機在最優狀態

22、下運行。變頻器（ZJT-2250/660）電機辨識一、切換驅動操作步驟：1）、切換至1#驅動、按DRIVE鍵 、按（向上、向下）參數增減鍵，直至手操器顯示屏最下面一行顯示ID MUMBER 1、按ACT鍵返回2）、切換至2#驅動與切換一號驅動同理。二、電機辨識操作步驟：1）、將所需辨識驅動切換至當前驅動，在手操器上按下LOC鍵，將所做辨識驅動至于本地模式，此時手操器左上角會有L顯示，例如”1 L”。2）、按PAR鍵，再按（向上、向下）參數換行鍵將參數翻至99行，再用（向上、向下）參數增減鍵與ENTER鍵將05、06、07、08、09項參數修改為所用電機銘牌參數值。注：修改參數時先按ENTER鍵

23、，此時所修改參數值會在中括號中閃動，接著按（向上、向下）參數增減鍵即可修改參數，待參數修改完畢在按ENTER鍵即可保存。3）、將所做驅動設為主機，然后短接變頻器接線腔端子排上的216#與GND線，此時變頻器主機驅動會有直流電壓值顯示。4）、按下啟動鍵（綠色的菱形鍵），此時手操器顯示屏會出現FF31，然后變頻器開始自動辨識，直至出現FF32，即為辨識完畢。5）、在手操器上按下LOC鍵，將所做辨識驅動至于遠控模式，此時手操器左上角會有無顯示，例如”1 ”。變頻器（ZJT-2250/660）IGBT故障查詢一、IGBT故障查詢操作步驟：1）、按ENTER鍵2）、用（向上、向下）參數換行鍵與（向上、向

24、下）參數增減鍵將參數翻至04行02項。3）、查看手操器顯示屏最下面一行參數值：“0”為正常，“1 2”為U相IGBT故障，“4 8”為V相IGBT故障，“10 20”為W相IGBT 故障。變頻器IGBT從左到右依次為W相、V相、U相。二、故障排查出現故障后可以第一時間通過手操器查看故障代碼，通過查詢ABB ACS800 標準固件手冊即可排查。安全操作規程一、使用維護1.操作人員必須通曉和遵守電工安全操作規程、煤礦安全規程、煤礦電工手冊、設備說明書的有關規則。2.操作人員必須具備資格：2.1具備相應的自動化控制知識、變頻器原理，有一定的工作經驗。2.2通曉交流電動機工作原理，變頻調速方法及其機械

25、特性基礎知識。2.3通曉電子技術知識，經培訓的合格人員。3.操作人員對裝置操作時，應遵守以下規定：3.1必須遵守變頻器有關規定方可操作，否則回造成嚴重的人身傷害或裝置損毀及重大的財產損失。3.1.1查看裝置銘牌，熟悉了解裝置配置與狀況。3.1.2查校裝置是否處于出廠狀態或者是否完整、完備。3.1.3查看銘牌出廠日期是否超出一年，超出須對裝置電容“充電”。3.1.4輸入電源只允許永久性緊固連接，設備必須接地。3.1.5根據準確圖紙檢查校對線路（動力與控制）連接是否正確無誤。3.1.6測校變頻器供電電源與控制電源是否正確無誤。3.1.7有條件考慮先對裝置先單獨供控制電源（動力電源先不供），來檢測變

26、頻器控制、顯示是否正常。3.1.8在滿足和達到上述要求后，對裝置供動力與控制電源，查看裝置器件與直流電壓顯示是否正常。3.1.9檢查電機固定是否牢固，電機機械連接須處于脫開狀態。3.1.10輸入裝置電機與控制參數進行調諧（參見調試說明書），此時電機會瞬間高速轉，在場人員避離電機注意安全。安全操作規程3.1.11讓電機額定轉速空轉10分鐘對裝置進行觀測，如有異常立即停止。3.1.12即使變頻器處于不工作狀態，以下端子仍然可能帶有危險電壓。電源端子L1 、L2、L3連接電動機的端子U、V、W端子DC、DC電抗器連接端子3.1.13在電源開關斷開以后，必須等待30分鐘，使變頻器放電完畢，測量無危險電

27、壓后，才允許開始檢查、檢修操作。3.1.14本設備不可作為“緊急停車機構”使用。3.1.15接地導體的最小截面積必須等于或大于供電電源電纜的截面積。3.1.16連接到變頻器的供電電源電纜，電動機電纜和控制電纜必須按照有關規定進行連接，避免由于變頻器工作所造成的感性或容性干擾。安全操作規程3.2變頻器運行的環境條件3.2.1溫度、濕度等的符合要求。3.2.2不允許變頻器掉到地上或遭受突然撞擊，不允許安裝在有可能經常受到振動的地方。3.2.3變頻器不得臥式安裝（水平位置），安裝時要符合間隙要求。3.3禁止用高壓絕緣測試設備（兆歐表等）測試與變頻器連接的電纜的絕緣。3.4變頻器電磁干擾的保護3.4.

28、1柜內所有設備都要可靠接地，與變頻器連接的任何控制設備均可靠接地。3.4.2控制回路的連接線應采用屏蔽電纜，截斷電纜的端頭時應盡可能整齊，保證未經屏蔽的線段盡可能短。3.4.3控制電纜應遠離供電電源線，使用單獨的走線槽。在必須與電源線交叉時，相互應采取90直角安全操作規程4.變頻器設置或修改參數4.1只有經過培訓并認證合格的人員方可在操作面板上輸入設定值或修改參數。任何時候都應注意遵守說明手冊中要求采取的安全措施和給予的警告。4.2修改參數必須得到授權，要有相關設備負責人、電氣技術人員的監護。5.操作人員不得私自啟動、停止變頻器。6.任何沒有得到授權的操作人員、不具備資格的人員、非電氣工作人員一律禁止操作。7.變頻器調試正常完畢后，須對使用人員或者使用單位進行相應的使用、維護、保養和注意事項的培訓，且做好相應的記錄。安全操作規程真做好變頻