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中南大学专科毕业论文（设计）题目：ABB 变频器的调试和故障处理及预防措施学生姓名：杨虎得函授站点：中南大学西宁函授站专业班级：2014级机电一体化完成时间：2016年5月15日指导老师：李成文摘要随着科学技术的发展，变频技术被广泛应用于工业生产中，它具有调速范围宽、调速精度高，起、制动平稳、可实现无极调速的优点。
市面上各种品牌的变频器控制方式大多采用磁通矢量控制FVC，现在通用型的变频器一般包括以下几个部分:整流桥、逆变桥、中间直流电路、预充电电路、控制电路、驱动电路等。
ABB 变频器以其稳定的性能，丰富的选件扩展功能，可灵活应用的编程环境，良好的力矩特性，以及可供不同场合使用的多种系列，在变频器市场占据着重要的地位。
其最主要的特点是具有高效率的驱动性能及良好的控制特性。
ABB采用直接转矩控制DTC方式。
其力矩阶跃上升时间小于5ms，比FVC 控制方式至少小一倍，动态控制精度比FVC高出一个数量级；特别在低速运行、电网供电质量不好、波形发生畸变时，DTC仍然能保持较高的控制精度。
变频器由于使用方法不正确或设置环境不合理，将容易造成变频器误动作及发生故障，或者无法满足预期的运行效果。
为防患于未然，事先对故障原因进行认真分析显得尤为重要。
本文主要介绍了ABB变频器先进的调速性能以及在铝电解多功能机组上的的实际应用，现就青海黄河水电再生铝业有限公司电解厂多功能天车上使用ABB变频器的应用、调试、故障处理及预防措施方法加以阐述。
关键词：电磁干扰、励磁辨识、逆变器、自诊断Keywords: Electromagnetic interference, excitation identification, inverter, self diagnosis前言近年来，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论向交流电气传动领域的渗透，变频交流调速已逐渐取代了过去的滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统。
几乎可以说，有交流电动机的地方就有变频器的使用。
现场安装调试报告目录1、变频器技术指标和要求-----------------------------------------------------------------------------------32、变频器铭牌--------------------------------------------------------------------------------------------------33、电机参数-----------------------------------------------------------------------------------------------------34、安装-----------------------------------------------------------------------------------------------------------45、调试-----------------------------------------------------------------------------------------------------------5（1）调试前检查------------------------------------------------------------------------------------5 （2）送控制电源顺序及检查项目---------------------------------------------------------------6 （3）变频器模拟运行------------------------------------------------------------------------------7 （4）变频器空载测试------------------------------------------------------------------------------9 （5）变频器空载测试数据------------------------------------------------------------------------9 （4）变频器空载测试-----------------------------------------------------------------------------10（5）变频器空载测试数据-----------------------------------------------------------------------106、现场主要参数设置清单----------------------------------------------------------------------------------117、保养和日常维护-------------------------------------------------------------------------------------------11（1）日常保养--------------------------------------------------------------------------------------11 （2）定期维护--------------------------------------------------------------------------------------121．变频器技术指标和要求1)额定输入电压：10KV2)输入电压范围：10KV±10%3)额定输入频率：50Hz4)输入频率范围：50±5 Hz5)输入功率因数：≥0.956)额定输出电压：10KV7)频率调整范围：0～50Hz8)频率稳定精度：±0.1%9)输出频率分辨率：0.01Hz10)整机效率：≥0.96%11)输入电流总相对谐波含量：≯5%12)输出电压总相对谐波含量：≯5%13)过载能力：120%，60s14)提升特性：电压提升，可设定15)诊断方式：开机自检，运行中实时检测和诊断16)环境温度：0～40℃17)变频器散热约每100KW散发出3.5KW热量，电气室要求配备通风或制冷装置。
我国变频技术的现状与发展方向摘要：本文简略介绍了国内变频器的发展、国内变频器技术的现状和发展趋势，从而得出了应用于变频器的各种技术的发展方向。
关键词：变频器；单元串联多电平；微机控制近年来，交流变频调速技术在我国有了突飞猛进的发展，变频调速在调速范围、调速精度、动态响应、低速转矩、通讯功能、智能控制、节约电能、提高功率因数、提高工作效率、使用方便等方面优异的性能，是其他的交流调速方式无法比拟的。
变频器以体积小、重量轻、通用性强、适用范围广、保护功能完善、可靠性高、操作简便等优点，深受钢铁、冶金、矿山、石化、医药、食品、纺织、印染、机械、电力、建材、造纸等行业的欢迎，使用变频器后经济效益和社会效益非常显著。
下面对变频器的现状及其未来的技术发展方向进行分析介绍。
1.变频器的现状1.1变频器的市场情况我国50 %～60%的发电量用于交流电动机，而容量在315kw以上，额定电压一般为3～10 kv的电动机占电动机总装机容量的40%～50%。
由于我国中压变频技术仍没有形成产业化，落后于国外发达国家，因此这部分电动机在负载工况变化时，缺少经济可靠的调速手段，每天都在浪费着大量的电能，因此国内潜在着巨大的中压大功率变频器市场。
世界上各大知名的电气公司，如西门子、abb、ab、aeg、东芝等，都在这一领域展开激烈的竞争，投入大量的人力、物力和财力，开发研制高性能的产品，以抢占我国中压大功率变频器的市场。
国家计委预计在今后十五年内，使我国变频器总需求的投资额在500亿元以上，而其中60 %～70 %是中压大功率变频器。
我国的高压变频器市场具有其特殊性，包括：（1）行业性很强，主要集中在冶金、电力、供水、石油、化工、煤炭等行业。
在工业用电中石油、煤炭等能源行业耗电占22.34 %；化工占14.73 %；冶金占14.18 %；机械建材占10.96 %；供水占10.53 % 。
（2）目前全国各行业中，只有少数企业的高压电机使用了调速方式，市场空白点多。
变频调速技术的现状与发展王经纬（山东大学控制科学与工程学院，山东济南 250002）摘要：变频调速以其优异的调速和启制动性能，高效率、高功率因数和节能效果，广泛的适用范围及其他许多优点，已成为高性能交流调速领域中世界各国备受关注和重点发展的技术之一。
本文概述了其行业现状和未来发展趋势，重点论述了其优势及其发展历史、国内外现状、控制方式、未来发展方向及今后应做的工作。
关键字：变频调速系统；矢量控制；PWM技术0引言20世纪70年代以来，随着电力电子技术和控制理论的高速发展，交流电机变频调速技术取得了突破性的进展。
变频调速以其优异的调速和启制动性能，高效率、高功率因数和节能效果，广泛的适用范围及其他许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式，是当今节能、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境，推动技术进步的一种主要手段。
目前，国内变频调速系统的研究非常活跃，但是在产业化方面还不是很理想，市场的大部分份额还是被国外公司所占据。
因此，加快国内变频调速系统的发展以及如何站在高起点上结合我国国情开发我国自己的产品都具有十分积极的意义，这就需要对国际变频调速技术的现状和发展趋势有一个全面、深入的了解。
1变频调速技术的优势及其发展历史1.1变频调速技术的优势电气传动控制系统通常由电动机、控制装置和信息装置3部分组成。
它分成不调速和调速两大类，调速又分交流调速和直流调速两种方式。
不调速电动机直接由电网供电，但随着电力电子技术的发展这类原本不调速的机械越来越多地改用调速传动以节约电能（节约15%～20%或更多），改善产品质量，提高产量。
近年来交流调速中最活跃、发展最快的就是变频调速技术。
变频调速是交流调速的基础和主干内容。
变频调速主要有如下一些优点：①调速范围宽，可以使普通异步电动机实现无级调速；②启动电流小，而启动转矩大；③启动平滑，消除机械的冲击力，保护机械设备；④对电机具有保护功能，降低电机的维修费用；⑤具有显著的节电效果；⑥通过调节电压和频率的关系方便地实现恒转矩或者恒功率调速。
变频器技术的现状与发展唐 敏 当今电(动)机消耗的电能约占工业电耗的65%,如将占绝对多数的非调速型电机改成调速运行,使其耗电量实现随负荷大小而变化,则可节约大量能源。
调速运行的方式很多,其中变频调速优于以往任何一种交流调速方式,是当今国际上一项效益最高、性能最好、应用最广的高新技术。
它采用最新微机控制功率电子和电机传动技术实现了工业交流电机的无级调速。
在国外尤其是在日、美、德、英等工业发达国家获得了广泛的应用,是自动化电力拖动的发展方向。
1.变频器的技术原理和应用变频调速是通过改变定子供电频率来达到电机调速的目的。
由于异步电机的同步转速与输入电源频率成正比关系,所以改变输入电源的频率就改变了电机的同步转速,这也就达到了交流电机的调速要求。
但在许多条件下,为了保持在调速时电机的最大转矩不变,必须维持电机的磁通量恒定,因此定子的供电电压也要作相应调节。
变频器就是利用变频调速技术开发的典型产品,兼有调频调压两种功能,通常称为VVVF (Variable Voltag e Variable Frequency)变频器,也称作“交—直—交”变频器。
其工作原理为:工频电源(380V,50Hz)通过整流器部分,整流为固定的直流电压,然后应用六个大功率晶体管(GT O、GTR或IGBT)组成具有正弦波脉宽调制功能的三种桥式逆变器,将直流电逆变成具有可变电压和可变频率的交流电源。
由于采用了微处理器编程的正弦波脉宽调制(SPWM)方法,电流输出波形近似于正弦波,故可用于驱动普通型交流异步电机或变频专用电机实现无级调速。
在众多调速技术中,变频器之所以受人瞩目,是因为它能根据负载的变化使电机实现自动、平滑的增速或减速,调速特性基本保持了异步电机固有转差率小的特点,因其效率高、范围宽、精度高且能无级调速,是异步电机最理想的调速方法,尤其适用于水泵和风机,与传统的阀门、档板调节相比,节电率高达40%以上,同时这些领域对变频器的性能要求不高,只需模拟式八位微机控制即可实践证明,从数百瓦的伺服系统到数万千瓦的特大功率高速传动系统,从小范围调速到高精度、快响应、大范围调速系统,从单机传动到多机协调联动,从纺织印染到交通运输,从饲料和食品加工到钢铁冶炼等凡用电机的场合。
变频调速技术的现状及发展趋势（12级自动化专业郭仁和 201200171033）摘要:针对交流电动机这样一个非线性、多变量、强耦合的控制对象，为实现其调速系统的有效控制，获得优异的动态性能，国内外许多学者进行了大量的研究工作，并取得了很大的进展。
早期的变频调速主要采用恒压比控制方式，20世纪70年代提出的矢量控制技术可以说是交流电动机控制理论领域具有里程碑意义的成果，它使得异步电动机的高性能控制得以实现；此后出现的直接转矩理论则提高了转矩响应的动态性能。
近些年来，现代控制理论的发展、新型大功率电力电子器件的出现，以及微机数字控制技术的日臻完善，直接促进了变频调速技术的迅速发展。
关键字：新型电力电子器件，矢量控制技术，直接转矩控制技术，PWM控制技术，高压变频技术发展趋势变频调速技术的发展现状变频调速技术涉及到电力、电子、电工、信息与控制等多个学科领域。
随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的进步，以变频调速为主要代表的近代交流调速技术有了飞速的发展。
20世纪是电力电子变频技术由诞生到发展的全盛时期。
最初的交流变频调速的理论诞生于20世纪20年代，直到60年代，由于电力电子器件技术的进步，才促进了变频调速技术向实用方向发展。
进入90年代，由于新型电力电子器件如I绝缘栅双极晶体管（IGBT）集成门极换向型晶闸管（IGCT）等的发展、微处理器性能的大幅度提高，以及先进控制理论和技术的完善和发展等原因，极大地提高了变频调速的技术性能，促进了变频调速技术的发展使变频调速技术在调速范围、驱动能力、调速精度、动态响应、输出性能、功率因数、运行效率及使用的方便性等方便大大超过了其他常规的交流调速方式，其性能指标亦已超过了直流调速系统，达到了取代直流调速系统的地步。
国外交流变频调速技术的现状具有以下特点：(1) 在功率器件方面，近年来高电压、大电流的SCR、GTO、IGBT、IGCT等器件的生产以及并联、串联技术的应用，使高电压、大功率变频器产品的生产及应用成为现实。
变频器的现状及其未来的技术发展摘要变频技术在发达国家己经成熟,随着新的电力电子器件的不断出现,新的变频技术层出不穷,使其得到了更广泛的推广应用。
变频技术的迅速发展是建立在电力电子技术的创新、电力电子器件及材料的开发及器件制造工艺水平提高基础之上的,尤其是高压大容量绝缘栅双极晶体管IGBT、集成门极换流晶闸管工IGCT器件的成功开发,使大功率变频技术得以迅速发展,性能日益完善。
目前市场上新型变频器品牌繁多,各有千秋。
通过分析发现,这类变频器有许多共同点。
对变频器的发展史及现状和其未来的技术发展方向进行分析介绍。
关键词变频器;可靠性;智能化1变频器的发展历程变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。
20世纪50年代末,美国通用电气公司推出了电力半导体组件晶闸管(可控硅SCR),给变频技术提供了划时代意义的基础硬件。
进入70年代,由于直流电机的调速局限性,交流电机越来越受到人们的青睐。
随着市场需求的增长,技术也日益发展和完善。
1971年,美国、德国提出了矢量控制技术,使得变频器的交流调速性能可以和直流调速相媲美。
1973年,美国提出了电力电子技术这一新的技术学科,其最大应用领域就是调速传动。
1979年,日本采用矢量控制的变频调速系统开始实用化,技术又上了一个新台阶。
到了20世纪80年代,由于电力半导体开关器件和微电子技术的进步,变频器性能及可靠性提高,生产成本下降,其应用开始普及。
几十年间,电力电子器件也从最初的SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管),经过BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制晶闸管),发展到今天的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管),器件的更新促使变频器的应用领域更为广泛,市场规模随之迅速扩大。
步入20世纪80年代,全球变频器技术变革速度加快,走向成熟的变频产品被广泛应用在国民经济的各个行业领域。
变频器的现状和发展的趋势在当今工业社会，环保和节能显得越来越重要，而变频器在工业节能中发挥着越来越大和不可忽视作用。
一．变频器的基本常识1.1什么是变频器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。
可分为交—交变频器，交—直—交变频器。
交—交变频器可直接把交流电变成频率和电压都可变的交流电；交—直—交变频器则是先把交流电经整流器先整流成直流电，再经过逆变器把这个直流电流变成频率和电压都可变的交流电。
1.2变频器的组成变频器是由主回路和控制回路两大部分组成的。
主回路由整流器(整流模块)、滤波器(滤波电路)和逆变器(大功率晶体模块)三个主要部分组成。
控制回路则由单片机、驱动电路和光电隔离电路组成。
1.3变频器市场容量当前，电机是我国主要的工业耗电设备，据清华大学电机权威人士统计，我国电机的总装机容量已达4亿千瓦，年耗电量达6000亿千瓦时，约占工业耗电量的80%。
我国在用的电机拖动系统总体装备水平仅相当于发达国家50年代水平。
另外据统计，对于塑胶行业的电费成本，约占整个生产成本的20%～50%。
在发达国家，变频器在电机投用的普及率已达到80%，而我国变频器的运用还在起步阶段，普及率不到10%。
从以上可以看出，变频调速系统在我国有着非常巨大的市场需求。
从应用领域来说，国内变频调速技术在经过几年的应用推广下已得到了较快的发展，变频调速技术的领域已初步涉及到电子、机械、石化、冶炼、纺织、汽车等多种行业，应用范围已覆盖注塑机、空压机、空调、恒压供水、纺织机等各种交流电机设备。
从发展区域来说，变频调速技术的应用在我国沿海省份和南方城市发展较快，目前已有向内地快速渗透的趋势。
1.4变频调速的优点变频调速的优点主要有如下一些优点：1、调速范围宽，可以使普通异步电动机实现无级调速；2、启动电流小，而启动转矩大；3、启动平滑，消除机械的冲击力，保护机械设备；4、对电机具有保护功能，降低电机的维修费用；5、具有显著的节电效果；6、通过调节电压和频率的关系方便的实现恒转矩或者恒功率调速。
变频器应用中存在的问题及处理对策变频器应用中存在的问题及处理对策摘要：变频器在交流拖动系统应用中呈现优良的控制性，可以实现软起动和无级调速，进行加减速控制，使电动机获得高性能，而且具有显著的节能效果。
所以应用变频调速可以提高生产机械的控制精度、生产效率和产品质量，从而利于实现生产过程的自动化。
因此变频器近年来在工业生产各环节得到了广泛的应用。
但变频器在实际应用和维护检修中也暴露出一些问题需要引起重视。
一. 变频器推广应用中的误区变频器在交流电机拖动应用中，其优势有目共睹。
但是一些企业在新上和改建项目过程中往往对变频器的应用不予考虑，其中设备投资高是主要原因，主观认为电动机控制采用传统的控制方式能够节省不小的投资，这种观念实际上进入了一个误区。
传统控制方式一般采用星-角转换和自藕变压器启动，从控制端到电动机之间需要两条电缆，在中等规模以上企业由于电动机的控制均是集中控制，那么电缆大都有一定的长度。
所以变频器与传统控制方式相比，虽然设备投资高，但是节约了一条电缆，而且近年来电缆的价格一直在走高，因此55KW以上电机采用变频器控制的投资和传统控制方式相近，且技术产品质量都已成熟。
另外其良好的节能性能，有很高投资回报率。
在风机、水泵等负载上使用两年就能收回投资，直接经济效益明显。
还有变频器的软启动性能对泵类机械设备的冲击磨损小，可延长机械设备的检修周期及使用寿命，间接经济效益也是十分突出的。
国外80%以上电动机都采用变频器控制，而我国在这方面的普及率还是非常低，应用推广缓慢，除了技术、人员素质外，观念和意识保守，设计、技术改造理念上的延袭陈旧，是阻碍发展的主要原因。
应该采取措施打破阻碍发展的瓶颈，使变频器优良性能得到普遍应用。
二. 变频器的选型选用变频器要按照生产机械的类型、调速范围、静态速度精度、起动转矩的要求，决定选用那种控制方式的变频器。
通常负载有三种类型：恒转矩负载、风机泵类负载和恒功率负载。
因此选用变频器首先要搞清电动机所带负载的性质。
多相变频调速技术的现状和发展方向目前中大功率交流传动系统的用电量占所有电气传动系统用电量的70%，另外由于电压源型逆变器具有功率因素高的优点，所以采用中大容量电压源型逆变器的电气传动系统受到人们的特别关注[1]。
但是由于电力电子功率器件功率等级的限制，目前两电平电压源型逆变器的功率等级还只限于大功率的低端[2]。
为了实现大功率电压源型逆变器电气传动系统，多电平结构在供电电压为中高压的场合得到了广泛应用。
但在供电电压本身受限制的大功率应用场合，例如水下舰船电力推进，则必须寻求其它的结构形式。
此外人们对电气传动系统可靠性也提出了更高的要求，希望系统具有更好的容错运行能力。
为了在较低电压下实现同样功率等级的交流传动系统，并提高系统可靠性，多相电机的变频调速系统作为大功率、高可靠性驱动系统的解决方案之一应运而生。
在二十世纪80年代以前，当时的技术条件严重束缚了多相电机驱动系统的研究与应用。
直到近二三十年来，现代电力电子技术、微电子技术和现代电机控制理论的迅速发展使得高性能多相电机驱动系统的实现成为可能，其优势才得以充分发挥，应用范围迅速扩大。
例如在舰船推进中，全电力推进是今后舰船推进方式的发展趋势，而多相电机驱动系统的变频调速技术是其中的关键技术之一。
对多相变频调速技术的研究必将大大促进我国舰船推进技术的发展。
此外，多相电机变频调速技术也特别适合于应用在电动汽车、航空航天、军事、核反应堆供水等应用场合。
2 多相变频调速系统的优点实际上，多相技术与多电平技术可以看作是一个问题的两个方面。
要输出同样的功率，或者提高电压、降低电流，或者降低电压、提高电流。
多相变频调速系统的核心竞争力主要表现以下几个方面[3]：（1）在船舶电力推进，轨道交通等供电电压等级受限制的场合，采用多相电机驱动系统是实现低压大功率传动的有效途径。
