-380V-5.5KW变频器总体技术方案
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-380V-55K W变频器总体技术方案-380V-5.5KW变频器总体技术方案一、设计遵从的规范、标准或依据< 器件选用规范 >二、单板技术条件注:以上交流电流值、交流电流电压值均为有效值变频器驱动板在控制电路发出的六路驱动信号的控制下,把电压、频率固定的三相交流输入电压变换成频率、电压可调的三相交流输出电压供给负载电机,同时将变频器的输出电流、直流电压、模块温度等检测信号送控制板处理及提供控制板工作电源。
三、计算说明书3.1 主电路交-直-交变频器驱动板主回路由输入保护电路、PIM模块(包括整流电路、逆变电路、制动电路)、上电缓冲环节、滤波储能电路等组成。
整流电路将三相交流输入整流成直流。
上电缓冲环节包括限流电阻R4、R5和继电器K1,限流电阻在上电过程中限制流过整流桥和电容器的充电电流,当电解电容器两端电压达到正常工作电压80%后,限流电阻被与之并联的继电器短接。
滤波、储能电路由电解电容C1A、C1B、C1C并联后和电容板上电容串联组成(注:电容板借用TD1000变频器电容板,由C2A、C2B、C2C并联组成),起到储能和滤波作用。
滤波后的直流作为逆变电路输入,通过对逆变器的导通、关断进行控制,供给负载频率、电压可调的交流输出电压3.1.1 原理图3.1.2 设计、选用依据.本设计依据有限公司制定的功率元器件器件降额规范及EUPEC功率模块手册3.1.3 计算过程3.1.3.1 整流电路一、电压计算整流电路输入电压最大值为380VAC×1.1=418VAC,其峰值电压为1.414×418=591V。
EUPEC公司模块整流桥耐压V RRM =1600V,计算出整流桥电压降额为591/1600=37%,满足设计要求。
二、电流计算1、EUPEC模块BSM15GP120、BSM25GP120、BSM35GP120整流桥每个二极管允许的有效值正向电流I FRMSM相同,均为40A,对于 -4T0037P变频器,在1.35倍过载情况下输入电流有效值为1.35×10.5A=14.2A,对于 -4T0037G变频器,在1.8倍过载情况下输入电流有效值为1.8×10.5A=18.9A, 对于 -4T0055P变频器,在1.35倍过载情况下输入电流有效值为1.35×14.6A=19.7A, 对于 -4T0055G变频器,在1.8倍过载情况下输入电流有效值为1.8×14.6A=26.3A,以上四种变频器在过载条件下输入电流值均小于模块整流桥允许电流值,可以满足设计要求。
新风光变频器说明书LT风光低压变频器说明书山东新风光电子科技发展有限公司关于本说明书的说明说明1. 本说明书是为380V-660V级通用变频器编写的,对专用变频器和中、高压变频器还另有专用说明书。
其不同型号的变频器主要差别在于软件。
由于主接线端子排、显示屏和键盘完全一样,所以电源接线、使用方法、维护要求等也几乎完全一样。
2. 由于产品更新迅速,本说明书内容如有更改,恕不另行通知。
资料已经仔细核对,力求准确无误,如有印刷错漏,敬请原谅。
3. 若对本说明书有不明之处,欢迎咨询。
山东新风光电子科技发展有限公司地址:济南市泺源大街玉泉森信大厦B座邮编:250063电话:0531-******** 85108679 传真:0531-85108681E-mial:info@中文域名:WWW.高压变频器.cn制造基地:山东省汶上县城广场路西段769号邮编:272500前言欢迎选购JD-BP系列变频器。
山东新风光电子科技发展有限公司是变频器专业制造商,中国电器工业协会变频器分会副理事长单位,变频器国家标准的起草审定单位,国内最早研制变频器的公司之一,山东省高新技术企业,开发制造变频器的技术处于国内领先水平,可为用户量身定做各种型号的变频器。
JD-BP系列高性能全数字化电动机变频调速器以第三代IGBT和第四代IPM为大功率开关器件,以先进的16位专用微处理器为控制部件,构成了一个完整的开环或闭环调控系统。
该设备性能优良、功能齐全、可靠性高、操作尤为简便。
使用该设备可以实现交流电动机大范围内的无级平滑调速,在运行过程中能随时检测电动机的负载情况,自动调整功率输出,使电动机始终处在最佳运行状态,在整个调速范围内均有很高的效率,节能效果明显。
为使操作正确无误,以利充分发挥其强大功能,请在使用前务必仔细阅读本说明书,并请妥善保存,以便日后查阅。
对于使用非本公司规定的环境与要求条件时,请事先与我公司联系。
第一章序言本公司的品牌商标为,产品型号为JD-BP系列,现以三相、380V、500KW 风机用变频器为例来说明型号的命名规则:1.1品牌及型号说明JD-BP32-500F异步电动机变频器系列输入电压相数,1或3输入电压等级1—2202—3803---6604---1145---2306---300适用电机功率(KW)用途分类风机水泵类为F提升机类为T机械类为J高频类为H专用类为Z派生类为P1.2产品体系我公司生产的变频器品种多、规格全,为了便于您的选择现按类别介绍一下:按电压等级分类:低压-----220V、380V、660V中压-----750V以上,6000V以下高压-----6000V至10000V按结构分类:壁挂式、台式、柜式(三种结构由容量大小决定)按用途分类:风机、水泵类负载-----节能最为明显 ,在型号系列中以F标识;重物提升类负载-------如矿井提升机,要求起动力矩大、低速力矩大、制动力矩大、四象限运行, 在型号系列中以 T 标识;机械控制类负载-------如化工机械、纺织机械、建筑机械、空压机、搅拌机、传送带等等,不但节能,而且能提高产品质量、提高生产效率, 在型号系列中以 J 标识;高频类负载------- 频率大于60Hz,如磨床用, 在型号系列中以 G 标识;专用类-------- 如直线电机用、油田潜油电泵用,在型号系列中以 Z 标识;派生类产品------- 如中频电源,能大范围调压、调频,对输入电源而言又能稳压稳频。
前言本变频器采用SPWM控制方式/矢量控制方式,具有以下性能特点,可广泛使用于各类变频场合。
·超小尺寸结构设计·友好人机界面,方便参数设定·内含煞车回路·载波频率可调整·V/F 曲线可调整·跳跃频率设定·外部速度输入信号0-5V控制转速·多级速度控制·对地漏电保护·低噪音设计请详细参阅本说明书,以便正确安装使用,并做好日常保养与维护,延长使用寿命。
1、注意事项1.1必须由具有专业资格的人员才能对控制器进行调试、维修或检查。
操作前请仔细阅该使用手册。
1.2 确认输入电源处于完全断开的情况下,才能进行配线作业。
1.3 不要把输入端子(Z,Y,X)与输出端子(U,V,W) 混淆,否则会损坏变频器。
1.4 将变频器的接线地端子可靠接地,否则有触电危险。
1.5 通电情况下,不要用手触摸控制端子,否则有触电危险。
1.6 在充电指示灯彻底熄灭或正负母线电压在36V以下时进行,否则有触电的危险。
1.7 防止螺钉,垫片及金属之类的异物掉进变频器内部,否则有火灾及损坏财务的危险。
1.8 主回路接线用电缆端头的裸露部分,一定要用绝缘胶带包扎好,否则有损坏财物的危险。
2.标准规格3.操作面板图SEL键:左移键MENU:菜单键;RUN/STOP:运行/停止/确定键4.安装及使用为了更好使用变频器,延长其工作寿命,安装使用场合请注意以下几点:1、周围环境温度:-10℃-45℃,且通风良好。
2、不宜在滴水或过分潮湿的场合使用。
3、不宜在振动强烈,电磁干扰严重的场合使用。
4、较少尘埃、无腐蚀性液体的场合。
5、不宜在靠近易燃性物体的场合使用。
6、2台变频器不能上下一条直线上安装,尽量保持空气流通,散热良好;7、使用期间切忌用手接触内部器件。
8、要及时进行定期检修。
5.端子说明与配线6.机能说明机能设定一览表7.机能设定方法7.1菜单项的使用:按键次序 显示内容8.开关机操作:8.1按“RUN/STOP”键,面板控制有效时,运行/停止变频器工作。
输入交流电抗器|5.5KW变频器输入交流电抗器输入交流电抗器输入电器器英文名称Input AC reactor变频器的输入端安装输入交流电抗器,一方面是为了减小谐波电流发射,另一方面可以提高变频器抗浪涌干扰的特性。
变频器的整流电路相当于一个谐波电压源。
我们知道,电压源当负载阻抗大时,输出电流会小。
因此,在变频器的电源输入端安装电抗器能够减小谐波电流的发射。
5.5KW变频器输入交流电抗器规格输入交流电抗器配套5.5KW变频器名称输入交流电抗器型号JXL适用设备各类变频器作用抑制合闸涌流,谐波厂家上海昌日电子科技货期现货相数三相电压380V冷却方式自冷耐压3000V产地上海品牌昌日电抗器温升<65DB 防护等级IPOO绝缘等级F级场合户内使用包装木箱电压降2% (常规2%,可定做电抗器规格依据标准; IEC289:1987电抗器GB10229-88 电抗器(eqv IEC289:1987) JB9644-1999半导体电气传动用电抗器输入指的就是电抗器所接所设备的位置,一般是指在断路器下端变频器输入端串连接线。
电抗器俗称“电感器”,外部就是一些线圈,有的有磁芯,它的作用原理就是电感器的最主要特性“通直流阻交流”。
就是直流电通过时它表现很小的阻抗,而交流电通过时表现较大的阻抗,且根据交流电的频率的不同,其阻抗也不同。
输入交流电抗器型号JXL-口A/口%电压降(V)额定电流(A输入交流电抗器上海昌日电子科技有限公司是一家集产品研发、制造,销售服务为一体的高科技企业。
公司产品有各种高低压电抗器。
电抗器类产品有:JXL输入交流电抗器(进线电抗器),CXL输出电抗器(出线电抗器) DCL直流电抗器(平波电抗器),电抗器-CKSG串联电抗器;CKSC高压串联电抗器;CKSG 系列串联电抗器;CKSC高压串联电抗器;QKSC启动电抗器等变频器专用电抗器输入交流电抗器 JXL系列-400 输出电抗器 CXL系列-400 输入交流电抗器 JXL系列-660 输出电抗器 CXL系列-660 直流电抗器 DCL系列-250壹、输入交流电抗器|5.5KW变频器输入交流电抗器一般应用场合及重要性JXL输入交流电抗器通常与变频器相串联,变频器在工作时会产生较大的谐波,安装了JXL输入交流电抗器(进线电抗器)可以抵制变频器产生的谐波向电网传递,减少变频产生的谐波对其它元件的干扰,改善电网质量、提高功率因数并限制电网电压的异常波动和电网上的冲击电流、平抑波形、减少对变频器的影响;是变频前重要元件之一。
目录目录前言第一章安全运行及注意事项 (1)第二章产品信息 (3)2.1 铭牌数据及命名规则 (3)2.2 技术规范 (4)2.3 CDI-D100系列通用变频器 (6)2.4 外型及安装尺寸 (7)2.5 日常使用的保养与维护 (8)第三章变频器的安装及接线 (12)3.1 变频器前盖与数字操作键盘的安装 (12)3.1.1 变频器前盖的安装 (12)3.1.2 数字操作键盘的安装 (12)3.2 安装地点及空间的选择 (13)3.3 主回路的接线及其注意事项 (15)3.3.1 主回路接线图及其注意事项 (15)3.3.2 主回路输入侧的接线注意事项 (16)3.3.3 主回路输出侧的接线注意事项 (18)3.4 控制电路的接线 (20)3.4.1控制电路端子排列及接线图 (20)3.4.2 控制电路端子的功能 (22)3.5 接地 (24)Ⅰ目录第四章键盘操作与运行 (25)4.1 操作方式的选择 (25)4.2 试运行及检查 (25)4.2.1 试运行前的注意事项及检查 (25)4.2.2 试运行 (26)4.2.3 运行时的检查 (26)4.3 键盘的操作方法 (27)4.3.1 键盘按键及功能 (27)4.3.2 键盘显示方式 (27)4.3.3 查看/设定参数的方法(用数字键盘) (29)4.3.4 键盘设定频率的方法 (30)第五章功能参数表 (31)第六章功能参数说明 (47)6.1 基本功能参数P00组 (47)6.2 辅助功能参数P01组 (63)6.3 输入输出端子与多段速运行功能P02组 (74)6.4多段速运行功能P03组 (92)6.5 其他功能参数P04组 (98)6.6 显示功能参数P05组 (105)第七章故障排除 (106)7.1 故障的诊断与排除措施 (106)7.2 报警显示和解释 (108)7.3 电机故障和排除措施 (108)附录RS-485通讯协议修正 (110)Ⅱ第一章安全运行及注意事项第 21 页第一章 安全运行及注意事项CDI-D100系列通用变频器安装、运行、维护和检查之前要认真阅读本说明书。
500KW/380V 国产钻机专用变频器的研制与应用500kW/380V the Development and Application of the Domestic Inverter Whose the Special-Purpose is Drilling 刘德田 1 郭培彬 1 耿明金 2 Liu Detian Guo Peibin Geng Mingjin1. 山东新风光电子科技发展有限公司2. 大庆同方电控设备有限公司摘要:本文主要介绍国产钻机专用变频器的研制与应用。
首先简要分析国外变频器在钻机应用中存在的缺点,并与国产变频器做了比较,论述了变频钻机的优点;随后解析原钻机控制系统中存在的问题,我们针对这种状况在大庆市石油管理局井下钻井公司的配合下对该油田钻机进行了变频改造;随后论述了该系统的技术改造方案。
现场运行情况表明,该变频系统性能好,可靠性高,操作方便,其各项指标均达到了改造的预期效果。
我们相信变频器在油田钻机上的成功应用将会有广阔的市场前景和发展潜力。
关键词:油田钻机变频系统Abstract: This article mainly introduce s the development and application of the domestic inverter whose the special-purpose is drilling .First briefly analyzes the shortcoming of the overseas inverter which exists in the drilling machine application, and make the comparison with the domestically produced inverter, then elaborates the frequency conversion drilling machine merit; afterwards analyzes the question which in the original drilling machine control system exists, we have carried on the frequency conversion transformation in view of this kind of condition under Daqing petroleum administrative bureau mine shaft well drilling company's coordination to this oil field drilling machine; finally elaborates this system technological transformations plan. The scene movement situation indicated that this frequency conversion system performance well, which the reliability is high and the ease of operation, its each target has achieved the transformation anticipated effect. We believed the inverter will be able to have the broad market and the development potential on oil field drilling machine successfully.Key words: Oil field drilling machine Frequency conversion system一、引言油田钻机是油井生产的最主要的设备之一,它的正常运转和工作效率直接关系到油井的经济建设和成井率。
一.摘要变频调速是一种新兴的技术,将变频调速技术用于供水控制系统中,具有高效节能、水压恒定等优点。
随着社会经济的发展,绿色、节能、环保已成为社会建设的主题。
对于一个城市的建设,供水系统的建设是其中重要的一部分,供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到居民的生活质量。
近年来,随着自动化技术、控制技术的发展,以及这些技术在供水系统的应用,高性能、高节能的变频恒压控制的供水系统已成为现在城市供水管理的必然趋势。
本次课程设计采用CPM1A PLC控制器结合富士变频器控制两台水泵的各种转换,实现变频恒压供水系统的功能,并且实现故障转换与报警等保护功能,使得系统控制可靠,操作方便。
二.设计要求一楼宇供水系统,正常供水量为30m3/小时,最大供水量40m3/小时,扬程24米。
采用变频调速技术组成一闭环调节系统,控制水泵的运行,保证用户水压恒定。
当用水量增大或减小时,水泵电动机速度发生变化,改变流量,以保证水压恒定。
要求设计实现:⑴设二台水泵。
一台工作,一台备用。
正常工作时,始终由一台水泵供水。
当工作泵出现故障时,备用泵自投。
⑵二台泵可以互换。
⑶给定压力可调。
压力控制点设在水泵出口处。
⑷具有自动、手动工作方式,各种保护、报警装置。
采用OMRON CPM1APLC、富士变频器完成设计。
三.方案的论证分析传统的小区供水方式有:⑴恒速泵加压供水方式该方式无法对供水管网的压力做出及时的反应,水泵的增减都依赖人工进行手工操作,自动化程度低,而且为保证供水,机组常处于满负荷运行,不但效率低、耗电量大,而且在用水量较少时,管网长期处于超压运行状态,爆损现象严重,电机硬起动易产生水锤效应,目前较少采用。
⑵气压罐供水方式气压罐供水具有体积小、技术简单、不受高度限制等特点,但此方式调节量小、水泵电机为硬起动且起动频繁,对电器设备要求较高、系统维护工作量大,而且为减少水泵起动次数,停泵压力往往比较高,致使水泵在低效段工作,也使浪费加大,从而限制了其发展。
变频器配线部分,分为主回路和控制回路。
用户可将外壳的盖子掀开,此时可看到主回路端子和回路端子,用户必须依照下列的配线回路准确连接。
备注:(1)如果只有dcm端子,则acm端子等效于dcm端子。
(2)am端子等效于fm端子(am为可选端子)。
三、操作及运行1、操作说明(1)键盘说明(2)状态提示灯功能hz:当led显示内容为频率数据时,该指示灯亮。
i:当led显示内容为电流数据时,该指示灯亮。
fwd:当变频器处于正转运行时,该指示灯亮。
rev:当变频器处于反转运行时,该指示灯亮。
(3)监视运行参数变频器在运行过程中,按一次“data”键,再按“▲”或“▼”键选择观看运行电流或运行频率。
hz灯亮表示频率,i灯亮表示电流。
(4)查看故障记录变频器在运行过程中或待机状态下,按两次“prgm”键,再按“▲”或“▼”键可逐次观看最近4次故障记录。
观看完后按“data”键,变频器复位。
(5)参数修改步骤变频器在待机状态下:步骤1:按“prgm”键,变频器显示“fxxx”,“xxx”为参数号。
步骤4:按“▲”或“▼”键修改该参数值,按“stop/reset”键可以移动光标位置。
步骤5:按“rd/wt”键把数值设定。
如欲修改其它参数,请重复步骤1~5即可。
备注:要修改re/wt类型的参数时必须先把f096设为“1”。
2、操作范例(1)修改参数(将f002的参数值从10s改为5s)。
变频器通电后,键盘显示“0.00”,按一次“prgm”键,键盘显示“f000”;按“▲”键调到“f002”,按一次“rd/wt”键,读出该参数内容,键盘显示“10.0”,按“▼”键把“10”改为“5”,在按一次“ed/wt”键设定,然后按“data”键即可。
(2)变频器参数初始化变频器通电后,键盘显示“0.00”,按一次“prgm”键,键盘显示“f000”,然后按“▲”键把“f000”调到“f094”,再按一次“rd/wt”键,键盘显示“0”,按“▲”键改为“1”,按“rd/wt”键设定,再按两次“prgm”键,键盘显示“0.--”,然后在按一次“stop/reset”键,变频器开始初始化。
-380V-5.5KW变频器总体技术方案一、设计遵从的规范、标准或依据< 器件选用规范 >二、单板技术条件注:以上交流电流值、交流电流电压值均为有效值变频器驱动板在控制电路发出的六路驱动信号的控制下,把电压、频率固定的三相交流输入电压变换成频率、电压可调的三相交流输出电压供给负载电机,同时将变频器的输出电流、直流电压、模块温度等检测信号送控制板处理及提供控制板工作电源。
三、计算说明书3。
1 主电路交-直—交变频器驱动板主回路由输入保护电路、PIM模块(包括整流电路、逆变电路、制动电路)、上电缓冲环节、滤波储能电路等组成.整流电路将三相交流输入整流成直流。
上电缓冲环节包括限流电阻R4、R5和继电器K1,限流电阻在上电过程中限制流过整流桥和电容器的充电电流,当电解电容器两端电压达到正常工作电压80%后,限流电阻被与之并联的继电器短接。
滤波、储能电路由电解电容C1A、C1B、C1C并联后和电容板上电容串联组成(注:电容板借用TD1000变频器电容板,由C2A、C2B、C2C并联组成),起到储能和滤波作用.滤波后的直流作为逆变电路输入,通过对逆变器的导通、关断进行控制,供给负载频率、电压可调的交流输出电压3.1。
1 原理图3。
1。
2 设计、选用依据。
本设计依据有限公司制定的功率元器件器件降额规范及EUPEC功率模块手册3.1.3 计算过程3.1.3.1 整流电路一、电压计算整流电路输入电压最大值为380VAC×1。
1=418VAC,其峰值电压为1.414×418=591V。
EUPEC公司模块整流桥耐压V=1600V,计算出整流桥电压降额为591/1600=37%,满足设RRM计要求。
二、电流计算1、EUPEC模块BSM15GP120、BSM25GP120、BSM35GP120整流桥每个二极管允许的有效值正向电流I FRMSM相同,均为40A,对于—4T0037P变频器,在1。
xxxx项目低压变频器柜技术规格书xxxxxx有限公司二零一三年八月审定:审核:校对:编制:一、总则1.本技术协议书适用于xxxx项目中采用的变频调速装置的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
2. 本技术协议书提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节作出规定,也未充分引述有关标准和规范的条文,卖方保证提供符合本协议书和工业标准的优质产品。
3. 本技术协议书经双方确认后作为订货合同的技术附件,与合同正文具有同等法律效力。
4. 本协议书未尽事宜,由双方协商确定。
二、工程及设备概况:xxxx项目规模为2台350t/d垃圾焚烧炉,配套一台15MW汽轮发电机组。
部分设备根据工艺要求,需要变频调速。
变频器与电机采用一拖一方案,既可以远程自动调速,也可以现场手动调节。
本项目需变频调速设备如下:1.鼓风机电机:380V、110KW,变频装置(ACS800)输入输出电压380V。
调速系统带软启工频旁路。
共2台。
2.引风机电机:380V、280KW,变频装置(ACS800)输入输出电压380V。
调速系统带软启工频旁路。
共2台。
3.循环水泵电机:380V、185KW,变频装置(ACS800)输入输出电压380V。
共1台。
4.冷却塔风机电机:380V、75KW,变频装置(ACS550)输入输出电压380V。
共2台。
5.给水泵电机: 380V、160KW,变频装置(ACS800)输入输出电压380V。
共2台。
6.凝结水泵电机:380V、37KW,变频装置(ACS550)输入输出电压380V。
共2台。
7.射水箱补水回水泵:380V、5.5KW,变频装置(ACS550)输入输出电压380V。
共2台。
三、应遵循的主要标准下列标准所包含的条文,通过在本技术协议书中引用而构成本协议书的基本条文。
在本协议书出版时,所示版本均为有效。
所有标准都会被修订,使用本协议书的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB/T12668.4-2006 调速电气传动系统第4部分一般要求:1KV以上但不超过35KV的交流调速电气传动系统额定值的规定GB 156-2003 标准电压GB/T 1980-1996 标准频率GB/T 2423.10-1995 电工电子产品基本环境试验规程振动(正弦)试验导则GB 2681-81 电工成套装置之中的导线颜色GB 2682-81 电工成套装置之中的指示灯和按钮的颜色GB 3797-89 电控设备第二部分:装有电子器件的电控设备GB 3859.1-93 半导体电力变流器基本要求的规定GB 3859.2-93 半导体电力变流器应用导则GB 3859.3-93 半导体电力变流器变压器和电抗器GB 4208-93 外壳防护等级的分类GB 4588.1-1996 无金属化孔单、双面印制板技术条件GB 4588.2-1996 有金属化孔单、双面印制板技术条件GB 7678-87 半导体自换相变流器GB 9969.1-88 工业产品使用说明书总则GB 10233-88 电气传动控制设备基本试验方法GB 12668-90 交流电动机半导体变频调速装置总技术条件GB/T14436-93 工业产品保证文件总则GB/T15139-94 电工设备结构总技术条件GB/T13422-92 半导体电力变流器电气试验方法GB/T 14549-93 电能质量公用电网谐波IEEE std 519-1992 电力系统谐波控制推荐实施四、使用环境条件产品安装场所:户内环境温度:最高温度:+45℃最低温度:-10℃海拔高度:< 1000m。
-380V-5.5KW变频器总体技术方案一、设计遵从的规范、标准或依据< 器件选用规范 >二、单板技术条件变频器驱动板在控制电路发出的六路驱动信号的控制下,把电压、频率固定的三相交流输入电压变换成频率、电压可调的三相交流输出电压供给负载电机,同时将变频器的输出电流、直流电压、模块温度等检测信号送控制板处理及提供控制板工作电源。
三、计算说明书3.1 主电路交-直-交变频器驱动板主回路由输入保护电路、PIM模块(包括整流电路、逆变电路、制动电路)、上电缓冲环节、滤波储能电路等组成。
整流电路将三相交流输入整流成直流。
上电缓冲环节包括限流电阻R4、R5和继电器K1,限流电阻在上电过程中限制流过整流桥和电容器的充电电流,当电解电容器两端电压达到正常工作电压80%后,限流电阻被与之并联的继电器短接。
滤波、储能电路由电解电容C1A、C1B、C1C并联后和电容板上电容串联组成(注:电容板借用TD1000变频器电容板,由C2A、C2B、C2C并联组成),起到储能和滤波作用。
滤波后的直流作为逆变电路输入,通过对逆变器的导通、关断进行控制,供给负载频率、电压可调的交流输出电压3.1.1 原理图3.1.2 设计、选用依据.本设计依据有限公司制定的功率元器件器件降额规范及EUPEC功率模块手册3.1.3 计算过程3.1.3.1 整流电路一、电压计算整流电路输入电压最大值为380VAC×1.1=418VAC,其峰值电压为1.414×418=591V。
EUPEC=1600V,计算出整流桥电压降额为591/1600=37%,满足设计要求。
公司模块整流桥耐压VRRM二、电流计算1、EUPEC模块BSM15GP120、BSM25GP120、BSM35GP120整流桥每个二极管允许的有效值正向相同,均为40A,对于 -4T0037P变频器,在1.35倍过载情况下输入电流有效值电流IFRMSM为1.35×10.5A=14.2A,对于 -4T0037G变频器,在1.8倍过载情况下输入电流有效值为1.8×10.5A=18.9A, 对于 -4T0055P变频器,在1.35倍过载情况下输入电流有效值为1.35×14.6A=19.7A, 对于 -4T0055G变频器,在1.8倍过载情况下输入电流有效值为1.8×14.6A=26.3A,以上四种变频器在过载条件下输入电流值均小于模块整流桥允许电流值,可以满足设计要求。
2、确定冲击电流上电缓冲电阻选用两个6W/39欧姆电阻串联,因此考虑电源输入波动,最大的冲击电流为380X1.1X1.4/78=7.6A。
对于 -4T0037P变频器所用EUPEC模块BSM15GP120,其整流桥二极管在10ms内允许的冲击电流为I FSM=230A,完全满足要求。
对于 -4T0037G/4T0055P变频器所用EUPEC模块BSM25GP120,其整流桥二极管在10ms内允许的冲击电流为I FSM=230A,完全满足要求。
对于 -4T0055G变频器所用EUPEC模块BSM35GP120,其整流桥二极管在10ms内允许的冲击电流为I FSM=260A,完全满足要求。
3.1.4.2 逆变电路一、电压计算施加在逆变桥上的电压除输入电压经全波整流后的直流母线电压外,还有母线寄生电感引起的震荡电压,对于本电路估算取其为100V(实际电路中有尖峰电压吸收电容存在,本计算中考虑该值是为逆变桥耐压留有余量),因此逆变电路上的电压V=380×1.1×1.414×1.2+100V=809VDC,其中式中1.2为安全系数。
EUPEC公司模块逆变桥耐压=1200V,计算出整流桥电压降额为809/1200=67%,满足设计要求。
VCE二、电流计算对于-4T0037P变频器,在1.2倍过载输出1分钟情况下输出电流峰值为1.2×8.8A×1.4=14.78A,其所用EUPEC模块BSM15GP120逆变桥允许电流为15A,满足设计要求。
对于-4T0037G变频器,在1.5倍过载输出1分钟情况下输出电流峰值为1.5×8.8A×1.4=18.5A, 其所用EUPEC模块BSM25GP120逆变桥允许电流为25A, 满足设计要求。
对于-4T0055P变频器,在1.2倍过载输出1分钟情况下输出电流峰值为1.2×13A×1.4=21.8A, 其所用EUPEC模块BSM25GP120逆变桥允许电流为25A, 满足设计要求。
对于-4T0055G变频器,在1.5倍过载输出1分钟情况下输出电流峰值为1.5×13A×1.4=27.3A, 其所用EUPEC模块BSM35GP120逆变桥允许电流为35A, 满足设计要求。
三、结温计算(一)、公式推导为了使IGBT安全工作,应保证在额定负载及过载情况下,IGBT的结温T j低于T jmax。
导通损耗:导通期间的总损耗P SS=V CE(sat)I CP。
其中V CE(sat)为通态饱和压降,I CP为通态电流峰值。
在PWM应用中,通态损耗须与占空比因子相乘,从而得到平均损耗。
当切换感性负载时,续流二极管的导通损耗必须加以考虑,可近似通过数据手册中的标定值V FM与预计的二极管平均电流的乘积得到。
开关损耗:开关损耗包括开通损耗及关断损耗,平均开关损耗P sw由单脉冲总开关能量E SW (E sw= E SW(on)+E SW(off))与开关频率f PWM相乘得到。
即E SW(on)和E SW(off))根据工作电流值I C在器件资料中能查曲线得到。
在VVVF变频器中,PWM脉宽调制用于合成正弦波输出电流,IGBT的电流及占空比经常变化,使功率估算变得很困难,以下是估算公式。
a)每个IGBT的稳态损耗b)每个IGBT的开关损耗c)每个IGBT的总损耗符号注释:E SW(on)——T=125℃,峰值电流I CP下,每个脉冲对应的开通能量;E SW(off)——T=125℃,峰值电流I CP下,每个脉冲对应的关断能量;V CE(sat)——T=125℃,峰值电流I CP下,IGBT的饱和电压降;I CP——正弦输出电流的峰值(通常I CP=I EP);f PWM——变频器的开关频率;D——PWM信号占空比。
——输出电压与电流之间的相位角(功率因数=cos)。
(二)、功耗估算1) -4T0037P变频器根据以上公式估算IGBT的功耗。
(D设为0.5,cos设为0.85,变频器额定输出电流I E=8.8A,在过载1.2倍输出电流峰值I CP=1.2×8.8×1.4=14.8A,最大f PWM为12kHz,查EUPEC器件资料,对应的V CE=2.2V,E SW(on)=2mWs,E SW(off)=1.7mWs。
a)每个IGBT的稳态损耗PSS=5.54Wb)每个IGBT的开关损耗PSW=14.14Wc)每个IGBT的总损耗PC=PSS+PSW=19.68W2) -4T0037G变频器根据以上公式估算IGBT的功耗。
(D设为0.5,cos设为0.85,变频器额定输出电流I E=8.8A,在过载1.5倍输出电流峰值I CP=1.5×8.8×1.4=18.48A,最大f PWM为12kHz,查EUPEC器件资料,对应的V CE=2.1V,E SW(on)=3.2mWs,E SW(off)=3.2mWs。
a)每个IGBT的稳态损耗PSS=6.6Wb)每个IGBT的开关损耗PSW=24.46Wc)每个IGBT的总损耗PC=PSS+PSW=31.06W3) -4T0055P变频器根据以上公式估算IGBT的功耗。
(D设为0.5,cos设为0.85,变频器额定输出电流I E=13A,在过载1.2倍输出电流峰值I CP=1.2×13×1.4=21.84A,最大f PWM为12kHz,查EUPEC器件资料,对应的V CE=2.1V,E SW(on)=3.2mWs,E SW(off)=3.2mWs。
a)每个IGBT的稳态损耗PSS=7.8Wb)每个IGBT的开关损耗PSW=24.46Wc)每个IGBT的总损耗PC=PSS+PSW=32.26W4) -4T0055G变频器根据以上公式估算IGBT的功耗。
(D设为0.5,cos设为0.85,变频器额定输出电流I E=13A,在过载1.5倍输出电流峰值I CP=1.5×13×1.4=27.3A,最大f PWM为12kHz,查EUPEC器件资料,对应的V CE=2.4V,E SW(on)=4.5mWs,E SW(off)=4.3mWs。
a)每个IGBT的稳态损耗PSS=11.14Wb)每个IGBT的开关损耗PSW=33.63Wc)每个IGBT的总损耗PC=PSS+PSW=44.77W(三)、结温计算模块内部的IGBT芯片最高允许结温T jmax=150℃。
这一额定值在任何正常的工作条件下都是不允许超过的。
一个好的设计经验是将最恶劣条件下的最高结温限定在125 ℃或更低。
因此,设计时要留有一定的余量,使模块在低结温下工作,可靠性就能提高。
R th(j-c)——标称的结壳热阻T jt——IGBT结温P——器件的总平均功耗。
T c——模块基板温度(近似为T s——散热器温度)。
考虑各种变频器过载条件下的结温计算如下:1) -4T0037P变频器R th(j-c)=0.7K/WT jt= T c+PC× R th(j-c)= T c+19.68×0.7= T c +13.8℃变频器整机热保护时,散热器温度为85 ℃,IGBT芯片结温为85+13.8=98.8 ℃,满足降额要求。
2) -4T0037G变频器R th(j-c)=0.55K/WT jt= T c+PC× R th(j-c)= T c+31.06×0.55= T c +17.1℃变频器整机热保护时,散热器温度为85 ℃,IGBT芯片结温为85+17.1=102.1 ℃,满足降额要求。
3) -4T0055P变频器R th(j-c)=0.55K/WT jt= T c+PC× R th(j-c)= T c+32.26×0.55= T c +17.7℃变频器整机热保护时,散热器温度为85 ℃,IGBT芯片结温为85+17.7=102.7 ℃,满足降额要求。
4) -4T0055G变频器R th(j-c)=0.55K/WT jt= T c+PC× R th(j-c)= T c+44.77×0.55= T c +24.6℃变频器整机热保护时,散热器温度为85 ℃,IGBT芯片结温为85+24.6=109.6 ℃,满足降额要求。