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                                        变频器工作原理及接线图讲解

                                        本文主要对变频器工作原理及接线图讲解,提供的变频器工作原理讲解主要从五方面出发,变频器接线图讲解主要以知名品牌德力西EM60变频器接线图,E102系列变频器接线图以及E180变频器接线图为案例,结合了变频器的接线方法,,希望通过阅读能让大家进一步认识变频器
                                        变频器工作原理讲解
                                        变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。变频器工作原理主要是采用交—直—交方式, 随着变频器工作原理不断深化,同时变频器也得到很越来越广泛的应用,那么变频器工作原理主要是从哪五方面开始的呢?
                                        变频器
                                          第一. 变频器工作原理中电机的旋转速度为什么能够自由地改变? 
                                          *1: r/min  
                                          电机旋转速度单位:每分钟旋转次数,也可表示为rpm.  
                                          例如:2极电机 50Hz 3000 [r/min]  
                                          4极电机 50Hz 1500 [r/min]  
                                          结论:电机的旋转速度同频率成比例 
                                          本文中所指的电机为感应式交流电机,在工业中所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机(以后简称为电机)的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值(为2的倍数,例如极数为2,4,6),所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度。 
                                          另外,频率能够在电机的外面调节后再供给电机,这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。 
                                          因此,以控制频率为目的的变频器,是做为电机调速设备的优选设备。 
                                          n = 60f/p  
                                          n: 同步速度  
                                          f: 电源频率  
                                          p: 电机极对数  
                                          结论:改变频率和电压是最优的电机控制方法 
                                          如果仅改变频率而不改变电压,频率降低时会使电机出于过电压(过励磁),导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时,电压却不可以继续增加,最高只能是等于电机的额定电压。 
                                          例如:为了使电机的旋转速度减半,把变频器的输出频率从50Hz改变到25Hz,这时变频器的输出电压就需要从400V改变到约200V 
                                        变频器工作原理中的旋转速度
                                          第二. 变频器工作原理中当电机的旋转速度(频率)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 
                                          电机在工频电源供电时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。工频直接起动会产生一个大的起动起动电流。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,所以电机起动电流和冲击要小些。 
                                          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。 
                                          第三. 变频器工作原理中当变频器调速到大于50Hz频率时,电机的输出转矩将降低 
                                          通常的电机是按50Hz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50Hz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) 
                                          第四. 变频器工作原理中变频器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。 
                                          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/30A. 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。 
                                        传奇电器
                                          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. 
                                          第五. 变频器工作原理中其他和输出转矩有关的因素 
                                          发热和散热能力决定变频器的输出电流能力,从而影响变频器的输出转矩能力。  
                                          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. 降低载波频率, 电机的电流不会受到影响。但元器件的发热会减小。  
                                          环境温度:就象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.
                                        变频器接线图
                                        (1)EM60系列变频器接线图,小型设备详细说明,数字量输入端口整齐,多功能模拟信号输出,看图接线一目了然
                                        EM60德力西变频器接线图详解
                                        (2)E102系列变频器接线图,中小型机械设备参考资料,断路器与制动电阻加三相异步电动机并齐,多功能继电器输出,相对简单明了
                                        德力西E102变频器接线图解说
                                        (3)E180变频器系列中变频器接线图,大型工业设备应用必备参考手册,数字化信息体验,需要专业技术人员配合
                                        E180变频器接线图
                                        以上变频器接线图仅供参考,更多详情可以直接了解以下变频器接线方法以及变频器工作原理视频:
                                        一、主电路的变频器接线方法
                                        1、电源应接到变频器输入端R、S、T接线端子上,一定不能接到变频器输出端(U、V、W)上,否则将损坏变频器。接线后,零碎线头必须清除干净,零碎线头可能造成异常,失灵和故障,必须始终保持变频器清洁。在控制台上打孔时,要注意不要使碎片粉末等进入变频器中。
                                        2、在端子+,PR间,不要连接除建议的制动电阻器选件以外的东西,或绝对不要短路。
                                        3、电磁波干扰,变频器输入/输出(主回路)包含有谐波成分,可能干扰变频器附近的通讯设备。因此,安装选件无线电噪音滤波器FR-BIF或FRBSF01或FR-BLF线路噪音滤波器,使干扰降到最小。
                                        变频器接线图
                                        4、长距离布线时,由于受到布线的寄生电容充电电流的影响,会使快速响应电流限制功能降低,接于二次侧的仪器误动作而产生故障。因此,最大布线长度要小于规定值。不得已布线长度超过时,要把Pr.156设为1。
                                        5、在变频器输出侧不要安装电力电容器,浪涌抑制器和无线电噪音滤波器。否则将导致变频器故障或电容和浪涌抑制器的损坏。
                                        6、为使电压降在2%以内,应使用适当型号的导线接线。变频器和电动机间的接线距离较长时,特别是低频率输出情况下,会由于主电路电缆的电压下降而导致电机的转矩下降。
                                        7、运行后,改变接线的操作,必须在电源切断10min以上,用万用表检查电压后进行。断电后一段时间内,电容上仍然有危险的高压电。
                                        二、控制电路的变频器接线方法
                                        变频器的控制电路大体可分为模拟和数字两种。
                                        变频器接线方法
                                        1、控制电路端子的接线应使用屏蔽线或双绞线,而且必须与主回路,强电回路(含200V继电器程序回路)分开布线。
                                        2、由于控制电路的频率输入信号是微小电流,所以在接点输入的场合,为了防止接触不良,微小信号接点应使用两个并联的节点或使用双生接点。
                                        3、控制回路的接线一般选用0.3~0.75平方米的电缆。
                                        三、地线的变频器接线方法
                                        1、由于在变频器内有漏电流,为了防止触电,变频器和电机必须接地。
                                        2、变频器接地用专用接地端子。接地线的连接,要使用镀锡处理的压接端子。拧紧螺丝时,注意不要将螺丝扣弄坏。
                                        3、镀锡中不含铅。
                                        4、接地电缆尽量用粗的线径,必须等于或大于规定标准,接地点尽量靠近变频器,接地线越短越好。
                                        地线的变频器接线方法
                                        总结:通过对变频器工作原理及接线图讲解我们可以知道,变频器工作原理以及变频器接线图是密不可分的,只要对变频器工作原理进行深入了解认识,才能看懂变频器接线图,对变频器维修培训方面有所收获。

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