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机电江苏大区变频器基础培训变频器原理及控制方式张根军2011.11内容大纲7.V/F 控制模式下的参数调试6.变频器的接线5.变频器的控制模式4.变频器原理3.电机转速转矩图2.异步电机与同步电机的特性1.异步电机的基本参数异步电机的基本参数•额定功率•额定电流•额定电压•额定转速•极数•引出端子基本接法•频率范围异步电机与同步电机异步电机同步电机电机铭牌IM与SPM/IPM的差异同步马达是一种交流马达，转子旋转速度与所提供交流电的频率相同。
交流马达的原理是由交流电在马达的定子处产生旋转磁场，因此使马达转子旋转。
在同步电动机的转子有电磁铁或永久磁铁，使用永久磁铁的称为永磁同步马达。
同步马达的定子所产生的磁场吸引转子磁场的异极，由于定子所产生的磁场是以若干速度旋转，因此转子会随着定子磁场的旋转速度，以相同的速度旋转。
同步马达的特点是转速固定，不受电源电压的影响。
只要马达的负载低于其最大转矩，转速也不会受负载的影响。
SPM(Surface Permanent Magnet)IPM(Interior Permanent Magnet)电机速度，电流与转矩图额定转矩与功率与转速的关系式电机的额定转矩并不是电机当前输出的转矩，它是电机在额定转速下能连续长期工作的转矩。
电机产生的转矩不是恒定的，当负载很小时，即使电机的容量很大，电机产生的转矩一样很小，并且正比于负载大小。
电机产生的转矩随负载转矩的变化而变化，电机的速度同样也是随负载的波动而波动。
电机特性曲线市电控制与变频控制的对比市电直接控制：起动转矩也大，起动电流大，对电网有冲击，且电机无法调速。
由变频器控制控制：从低频率起动，使电机的起动电流小，同时，起动转矩也相应减小，电机可无极调速。
(1) 起动电流Is = 600 to 700 [%](2) 起动转矩Ts = 150 to 250 [%](3) 最大转矩Tm = 200 to 300 [%](4) 额定负载下的滑差S = 3 to 5 [%]市电直接控制06-12电流限制06-12电流限制06-12电流限制06-12电流限制外部模拟端子03-0~02d7 正向扭力限制d10 正/负向扭力限制d9 回生扭力限制外部模拟端子03-0~02d8 反向扭力限制d10 正/负向扭力限制d9 回生扭力限制外部模拟端子03-0~02d7 正向扭力限制d10 正/负向扭力限制外部模拟端子03-0~02d8 反向扭力限制d10 正/负向扭力限制第1象限第4象限第3象限第2象限正转电动扭力限制07-32反转回生扭力限制07-3507-34反转电动扭力限制07-33正转回生扭力限制正转电动机模式反转发电机模式反转电动机模式正转发电机模式正转反转速度速度正向转矩负向转矩电机的四象限运行电机的四象限运行异步电动机的调速方法l调压调速——控制加于电动机定子绕组的电压；l串级调速——控制附加在转子回路的电势；l变频调速——控制定子的供电电压与频率；l异步电动机矢量变换控制系统；l无换向器电机调速系统；l电磁转差离合器调速系统等。
资料课件•变频器基础知识•ABB变频器产品概述•安装调试与操作维护目录•故障诊断与排除方法•应用案例分析与拓展•培训总结与展望变频器基础知识01CATALOGUE变频器定义与作用变频器定义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。
变频器作用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。
变频器发展历程及趋势发展历程从最初的电压控制型到矢量控制型，再到现代的直接转矩控制型，变频器的控制性能日益完善。
发展趋势向更高性能、更多功能、更小体积、更低成本等方向发展，同时注重节能环保和易操作性。
变频器主要类型及特点主要类型根据用途可分为通用型变频器、高性能变频器、专用变频器等；根据电压等级可分为低压变频器、中压变频器、高压变频器等。
特点通用型变频器性价比高，适用于大多数负载；高性能变频器控制精度高，动态响应快；专用变频器针对特定负载进行优化设计，具有更高的效率和更好的控制性能。
应用领域与市场前景应用领域广泛应用于电力、冶金、石油、化工、造纸、食品、纺织等领域，实现对各类机械设备的精确控制。
市场前景随着工业自动化水平的不断提高和节能环保政策的推行，变频器市场需求将持续增长，同时竞争也将更加激烈。
未来，变频器将向更高性能、更智能化、更环保等方向发展。
02CATALOGUEABB变频器产品概述适用于各种工业应用，具有高性能和灵活性，可满足多种控制需求。
ACS800系列通用型变频器，适用于风机、水泵等应用，具有高效能和稳定性。
ACS580系列紧凑型变频器，适用于小型机械设备，具有简单易用和经济实惠的特点。
ACS380系列ABB 变频器系列介绍性能参数与技术指标包括V/F控制、矢量控制等，可满足不同应用对控制精度的要求。
涵盖从0.12kW到数十兆瓦的广泛功率范围，可满足各种规模的应用需求。
支持从0到400Hz的频率调节，适用于多种电源和电机类型。
变频器基础讲座（三）
作者：佚名文章来源：网上收集点击数：685 更新时间：2007-7-24 【文章收藏】中国技术资料网本讲讨论变频器电机的转矩问题。
当电机的旋转速度改变时，其输出转矩会怎样？
1: 工频电源
由电网提供的动力电源（商用电源）
2: 起动电流
当电机开始运转时，变频器的输出电流
变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动，我们经常听到下面的说法："电机在工频电源供电时（*1）时，电机的起动和加速冲击很大，而当使用变频器供电时，这些冲击就要弱一些"。
如果用大的电压和频率起动电机，例如使用工频电网直接供电，就会产生一个大的起动冲击（大的起动电流 (*2) ）。
而当使用变频器时，变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的，所以电机产生的转矩要小于工频电网供电的转矩值。
所以变频器驱动的电机起动电流要小些。
通常，电机产生的转矩要随频率的减小（速度降低）而减小。
减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。
通过使用磁通矢量控制的变频器，将改善电机低速时转矩的不足，甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。
当变频器调速到大于60Hz频率时，电机的输出转矩将降低，通常的电机是按50Hz(60Hz)电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。
因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速. (T=Te, P<=Pe)
变频器输出频率大于50Hz频率时，电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。
当电机以大于60Hz频率速度运行时，电机负载的大小必须要给予考虑，以防止电机输出转矩的不足。
举例，电机在100Hz时产生的转矩大约要降低到50Hz时产生转矩的1/2。
因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速. (P=Ue*Ie)
更正一下: 最后一段应全为"50Hz"
变频器50Hz以上的应用情况
大家知道, 对一个特定的电机来说, 其额定电压和额定电流是不变的.(我们先不考虑短时的过流过压).
如变频器和电机额定值都是: 15kW/380V/30A, 电机可以工作在50Hz以上
当转速为50Hz时, 变频器的输出电压为380V, 电流为30A. 这时如果增大输出频率到60Hz, 变频器的最大输出电压电流还只能为380V/30 A. 很显然输出功率不变. 所以我们称之为恒功率调速.
这时的转矩情况怎样呢?
因为P=wT (w:角速度, T:转矩). 因为P不变, w增加了, 所以转矩会相应减小.
我们还可以再换一个角度来看:
电机的定子电压 U = E + I*R (I为电流, R为电子电阻, E为感应电势)
可以看出, U,I不变时, E也不变.
而E = k*f*X, (k:常数, f: 频率, X:磁通), 所以当f由50-->60Hz时, X会相应减小
对于电机来说, T=K*I*X, (K:常数, I:电流, X:磁通), 因此转矩T会跟着磁通X减小而减小.
同时, 小于50Hz时, 由于I*R很小, 所以U/f=E/f不变时, 磁通(X)为常数. 转矩T和电流成正比. 这也就是为什么通常用变频器的过流能力来描述其过载(转矩)能力. 并称为恒转矩调速(额定电流不变-->最大转矩不变)
结论: 当变频器输出频率从50Hz以上增加时, 电机的输出转矩会减小.
其他和输出转矩有关的因素
载波频率: 一般变频器所标的额定电流都是以最高载波频率, 最高环境温度下能保证持续输出的数值.
一般变频器如果负载能力不够, 大都是变频器检测到电流太大而报警
如果降低载波频率, 但是电机的电流不会受到影响. 虽然元器件的发热会减小,但我觉得这个量很难定量给出, 不同功率的也不同. 一般的厂商会在功率器件选型上留很大的裕量. 不大会因为你设定的载波频率小了而把内部的电流保护水平放宽. 就向厂商不会因为检测到周围温度比较低时就增大变频器保护电流值.
海拔高度: 海拔高度增加, 对散热和绝缘性能都有影响.一般1000m以下可以不考虑. 以上每1000米降容5%就可以了。
