第十章-G120變頻器

1、第十章-G120變頻器培訓(xùn)內(nèi)容一、變頻器基本知識(shí)二、認(rèn)識(shí)G120C變頻器三、操作面板BOP-2四、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)一、變頻器基本知識(shí)交流變頻技術(shù)的發(fā)展 各類電動(dòng)機(jī)已經(jīng)成為人類生產(chǎn)、生活中最重要的動(dòng)力機(jī)械，其地位與作用是其他動(dòng)力機(jī)械不可比擬的。 在各類電動(dòng)機(jī)中籠型三相交流異步電動(dòng)機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固，運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)在電力拖動(dòng)領(lǐng)域中獨(dú)占鰲頭。 由變頻器傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)交流調(diào)速，首先可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能，同時(shí)可以提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，這是人們長(zhǎng)期以來(lái)孜孜以求的愿望。 電力電子器件的發(fā)展，最新微處理器技術(shù)的應(yīng)用和變頻控制理論的不斷創(chuàng)新，使交流變頻技術(shù)飛速發(fā)展。變頻器新技術(shù)及其發(fā)展方向1.變頻器新技術(shù) 伴

2、隨著變頻器應(yīng)用的日益廣泛，其性能好技術(shù)也在飛速發(fā)展，主要體現(xiàn)在： （1）模塊化：新型變頻器其主要功能電路均已實(shí)現(xiàn)模塊化，使整機(jī)的原件數(shù)量比原來(lái)減少了40%以上，可靠性得到很大提高。 （2）專用化：新型變頻器為更好地發(fā)揮其控制技術(shù)的獨(dú)特功能，派生出許多專用機(jī)型。例如：風(fēng)機(jī)、水泵專用型，空調(diào)專用型，電梯專用型等（3）軟件化：新型變頻器的功能軟件化已進(jìn)入實(shí)用階段，通過(guò)內(nèi)置軟件編程可實(shí)現(xiàn)所需的功能。如PID軟件，張力控制軟件等。（4）網(wǎng)絡(luò)化：新型變頻器內(nèi)裝RS485接口，可提供多種兼容的通信接口，支持多種不同的通信協(xié)議，可接在多種現(xiàn)場(chǎng)總線的控制網(wǎng)絡(luò)中，成為網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)“節(jié)點(diǎn)”，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制。（5）低電磁

3、噪聲、靜音化 （6）圖形化用戶界面（7）引導(dǎo)式調(diào)試步驟 （8）參數(shù)趨勢(shì)圖形2、變頻器未來(lái)的發(fā)展方向 （1）進(jìn)一步提高控制理論，發(fā)展控制策略。 （2）高速全數(shù)字化控制。 （3）新型電力電子器件的應(yīng)用技術(shù)。 （4）變頻器的大容量化和小體積化。 （5）更符合環(huán)境保護(hù)要求，成為真正的“綠色產(chǎn)品”。3、變頻器中常用的電力電子器件 電力電子器件在變頻器的主電路中起核心作用，它的性能優(yōu)劣標(biāo)志著變頻器檔次的高低。（1）電力晶體管（大功率雙極型晶體管GTR） 單個(gè)電力晶體管的放大系數(shù)很小，通常采用多個(gè)晶體管按達(dá)林頓接法組成單元結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)是耐壓高，電流大，開關(guān)特性好，具有導(dǎo)通壓降小，導(dǎo)通損耗低的優(yōu)點(diǎn)。（2）

4、.門極可關(guān)斷晶閘管（GTO） 門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）是普通晶閘管的派生器件，具有門極控制的自關(guān)斷性能，近年來(lái)制成高電壓、大功率的GTO，在電力機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車和電動(dòng)車輛的變頻系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。（3）.功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET） 功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管又稱電力MOSFET，分為VVMOSFET和VDMOSFET兩種基本類型。其中VDMOSFET是具有高集成度、高耐壓、低結(jié)電容和高速等特點(diǎn)，簡(jiǎn)寫VDMOS。 功率MOSFET是單級(jí)型電壓控制型器件，具有工作頻率高，輸入阻抗高，驅(qū)動(dòng)功率小，無(wú)熱電反饋二次擊穿和跨導(dǎo)線性度高等有點(diǎn)，有著廣泛的應(yīng)用。 功率MOSFET的一個(gè)主要缺點(diǎn)是通態(tài)電阻較大，通態(tài)損耗

5、也相應(yīng)較大，當(dāng)器件耐壓提高后，通態(tài)電阻也隨著提高，受這種限制這種功率場(chǎng)效應(yīng)管難以做得很大。（4）.絕緣柵雙極型晶體管（IGBT） 絕緣柵雙極型晶體管是一種新型復(fù)合器件，它是由MOSFET于GTR組成達(dá)林頓結(jié)構(gòu)，綜合了功率MOSFET和GTR優(yōu)點(diǎn)，具有驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，保護(hù)容易，不用緩沖電路，開關(guān)頻率高等特點(diǎn)。它應(yīng)用在變頻器中具有：改善輸出電流波形；增大電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩；降低電磁噪聲等優(yōu)點(diǎn)。4、變頻器的基本結(jié)構(gòu)（1）交交變頻器裝置 直接式變頻器是將工頻交流電直接變換成頻率、電壓均可控制的交流電，又稱交交變頻器，其結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。它實(shí)質(zhì)上是一套三相橋式無(wú)環(huán)流反并聯(lián)的可逆整流裝置。 交交變頻器的特點(diǎn)如下： （

6、1）原理基于可逆整流，工作可靠，可以直接套用成熟的直流可逆調(diào)速技術(shù)。 （2）流過(guò)電機(jī)的電流近似于三相正弦，附加損耗小，脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。 （3）當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí)，最大輸出頻率不超過(guò)20Hz,電機(jī)最高轉(zhuǎn)速小于600r/min，（對(duì)應(yīng)4極電機(jī)），只能在工頻以下調(diào)速，調(diào)速范圍窄。 （4）主回路較復(fù)雜，所用器件多（橋式線路需36個(gè)晶閘管）。 交交變頻器一般只用于低轉(zhuǎn)速、大容量的調(diào)速系統(tǒng)，例如軋鋼機(jī)，球磨機(jī)、水泥回轉(zhuǎn)窯等。（2）交 直交變頻裝置 當(dāng)前最廣泛使用的交 直交變頻器。 （1）整流器：整流器又稱電網(wǎng)側(cè)變流器。其作用是把三相交流電整流成直流電流。 （2）逆變器：逆變器又稱負(fù)載側(cè)變流器。最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)

7、形式是由六個(gè)主開關(guān)器件組成三相橋式逆變電路，有規(guī)律地控制主開關(guān)器件的通與斷，可以得到任意頻率的三相交流電輸出。 （3）中間直流環(huán)節(jié)：中間直流環(huán)節(jié)和電動(dòng)機(jī)之間有無(wú)功功率的交換，這種無(wú)功能量要靠中間直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件（電容或電感）來(lái)緩沖，所以中間直流環(huán)節(jié)又稱中間直流儲(chǔ)能環(huán)節(jié)。 （4）控制電路：控制電路常由運(yùn)算電路，檢測(cè)電路，控制信號(hào)的輸入、輸出電路和驅(qū)動(dòng)電路等構(gòu)成。其主要任務(wù)是完成對(duì)逆變器的開關(guān)控制，對(duì)整流器的電壓控制以及完成各種保護(hù)功能等。二、認(rèn)識(shí)G120C變頻器 SINAMICS G120C 變頻器是一款用于控制三相電機(jī)轉(zhuǎn)速的緊湊型變頻器。三、操作面板BOP-2BOP-2 顯示屏BOP-2 用于調(diào)試、診斷（故障檢測(cè)）和顯示變頻器的狀態(tài)。最多可以同時(shí)并連續(xù)監(jiān)測(cè) 2 個(gè)狀態(tài)值。菜單結(jié)構(gòu)合理、清晰，操