电解电容在变频器中的作用

1交流内容1.电动机调速技术的变迁2.通用变频器电路形式及工作原理3.变频器异常诊断与处理、保养与检修4.变频调速技术国内外发展现状和展望5.电解电容器在变频器电路中的作用、安装形式及变频器对电解电容器的要求6.变频器市场的现状及发展前景2一.电动机调速技术的变迁•十九世纪后半期发明电动机以来,已经历了一个多世纪。•电力拖动渗透二十世纪人类活动的每一个领域。•电力拖动是能源消耗的大户，在中国占全部用电量的60%以上。•过度的电力消耗使得石化燃料枯竭,CO2和NOX的排放污染大气,影响人类生存环境。•分散型新能源——太阳能发电、风力发电等发展。•信息技术发展。•上述这些因素对电动机调速技术及电机系统节能技术提出了一些新的要求。3电力拖动调速技术的变迁4二.通用变频器电路形及工作原理交流异步电动机调速系统分类与简介异步电动机调速高效型低效型定子控制转子控制定子控制转子控制变频变压调速变极调速串极调速双馈调速内馈调速调压调速串电阻调速滑差离合器调速液力耦合器调速5异步电动机变频调速运行原理异步电动机转速关系式1.异步电动机转速关系式n=n0(1-s)60fn0=-----p式中：n：异步电动机输出轴转速n0：旋转磁场转速（同步转速）f：供电电源频率P：电动机极对数S:转差率2.异步电动机每相电动势关系式:E=4.44fkEΦm式中:E:气隙磁通在定子每相中感应电动势的有效值f:定子频率kE:系数Φm:每相气隙磁通量U=IRS+E式中:U:相电压I:相电流RS:定子电阻恒压频比控制时变频调速的机械特性基频以上变频调速的机械特性6通用交流变频调速器变频器主回路7开关电源8变频器控制电路9变频器工作原理•驱动信号波形123456U相电压V相电压W相电压V-W线电压W-U线电压U-V线电压交流输出波形(负载为电阻性、星形接法）10双极性调制方法•驱动信号波形123456•交流输出波形11三.变频器异常诊断与处理、保养与检修异常及对策故障代码故障内容可能的原因对策OC加速中过电流加速时间太短调整加速度时间负载惯量过大减小负载惯量减速中过电流减速时间太短高速减速度时间负载惯量过大减小负载惯量运行中过电流负载变化急剧检测并减小其变化率驱动电路异常请委托经销商检查起动中过电流负载所需起动力矩过大调速转矩提升曲线及加/减速模式起动频率过高调整偏置频率干扰过电流接地不良接触不良1.检查接地线是否接触良好2.检查屏蔽线是否正确接地3.检查接插件是否插好12故障代码故障内容可能的原因对策OU过电压电源电压过高检查电源电压是否过高负载惯量过大1.减小负载惯量或增大变频器容量2.加装制动单元（或制动电阻）3.调整过电压保护、停车、回路过电压处理方式等功能的参数减速过快调整减速度时间LU欠电压电源电压过低检查电源电压是否过低电源瞬时停电检查转速追踪功能的设定参数电源故障检查电网容量是否不足，电源电压波形是否良好，有否较大的冲击电流或缺相、短路直流回路接触不良检查主回路充电继电器接触不良检查充电继电器13故障代码故障内容可能的原因对策OL过载负载太重减轻负载电流互感器故障检查电流互感器参数设定不当调整偏置频率，频率设定信号增益，转矩提升，电子热过载继电器等功能的参数OH过热环境温度过高改善环境变频器周围空间过小冷却风扇不运转检查风扇的电源和风扇本身FB熔断器熔断过电流查明熔断原因后更换其他故障：E2PROM（键盘），CPU等故障。查明原因后更换或修正，一般委托经销商检查更换。14常见异常现象及对策异常现象可能的原因和对策电机不转键盘无显示检查是否停电,输入电源是否缺相,输入电源线是否接错键盘无显示,但机内充电指示灯亮检查与键盘相关的接线、插座等是否存在问题测量机内各控制电源电压，以此确认开关电源是否正常工作如果开关电源工作不正常，可检查开关电源进线（P、N）插座是否接好，起振电阻是否损坏或稳压管是否正常PN端子无电压或电压偏低检查充电回路电机有嗡嗡声电机负载太重，设法降低未发现异常确认是否处于跳闸状态或跳闸后没有复位，是否处于掉电再起动状态，键盘是否重新设定过，是否进入程序运行状态，多段速度运行状态，特定的运行状态或非运行状态。可试用恢复出厂值的办法确认运行指令是否给出检查运转频率是否设定为015异常现象可能的原因和对策电机不能顺利加减速加减速时间设定不合适电流限幅值设定太小减速时过电压保护动作载波频率设定不合适，负载过重或出现振荡电机虽能旋转但不能调速频率上下限设定不合适频率设定偏低或频率增益设定大小检查使用的调速方式是否与设定的频率给定相吻合检查负载是否过重，是否处于失速状态电机在运转中转速变动负载过重或过轻，尽量减小其变化变频器与电机额定值严重不符频率设定电位器接触不良电机的旋转方向相反调整输出端子U、V、W的相序电机的转速太高或过低V/F特性选择不当V/F特性的基频选择错误，重新设定电机的额定电压不标准或不规范电源电压过低频率设定信号增益设定错误输出频率设定错误16变频器保养与检修检查时间检查部位检查项目检查事项检查方法检查标准日常定期√显示LED显示器显示是否有异常视觉按使用状态确认√√冷却系统风机有无异常声音或振动视觉、听觉无异常√本体周围环境温度、湿度、灰尘、有害气体视觉、嗅觉、感觉√输入端电压输入、输出电压是否异常测定RST及UVW端子按标准规范之规定√主回路全貌紧固件是否松动、是否有过热痕迹、有否放电现象、灰尘是否太多、风道是否堵塞目视、紧固、擦拭无异常电解电容表面有无异常目视无异常导线导电排有否松动目视无异常端子螺栓或螺钉有否松动紧固无异常17必须定期更换的器件器件名称标准更换年数冷却风扇1-3年滤波电容4-5年印刷电路板5-8年储存与保管变频器购入后不立即使用,需暂时保管或长期储存时,应做到下述各项:※应放于标准规范所规定温度范围内且无潮、无灰尘及无金属粉尘且通风良好的场所。※如果超过一年仍未使用，则应进行充电试验，以使机内主回路滤波电容器的特性得以恢复。充电时，可使用调压器慢慢升高变频器的输入电压，直至额定输入电压，通电时间要在1-2小时以上。上述试验至少每年一次。※不可随意实施耐压试验，它将导致变频器寿命降低。对于绝缘试验，可于使用前，用500伏兆欧表测量，其绝缘电阻不得小于4MΩ。18测量与判断※使用一般勾表测量电流时，在输入端的电流会有不平衡的现象，一般差异在50%以内属于正常，若差异在70%时应通知原厂更换整流桥，或检查输入三相电压是否偏差超过5V。※输出三相电压若采用一般三用表测量时，因载波频率的干扰，所读的数据均不准确，只能作参考。输出的电压不会高于输入端电压的有效值，若有超过表示电表被干扰，而非输出不正常。19四.变频调速技术国内外现状和展望变频调速技术的现状变频调速技术发展动向1.高压大功率的变频调速器系统2.永磁同步电动机及其控制系统3.变频调速系统中PWM技术的发展快速电流跟踪PWM技术磁链跟踪控制PWM技术直接转矩的智能控制PWM技术双PWM控制技术4.矢量控制技术和直接转矩控制技术的发展矢量变频控制技术无速度传感器矢量变换控制技术直接转矩控制的低速控制技术第三届电力电子论坛变频器矢量控制与直接转矩控制技术研讨会在清华大学召开通用变频器矢量控制与直接转矩控制特性比较的试验报告矢量控制与直接转矩控制的理论基础与应用特点20各种电气传动方案的调速性能比较调速方案调速范围调速精度低速特性响应速度直流电动机宽(1:5000)高好慢交流电动机VVVF窄(1:10)低差较慢矢量控制较宽(1:20~200)较高较好(连续)较快直接转矩控制较窄(1:15~100)较高较差(脉动)快交流伺服控制很宽(1:10000~100000)很高很好很快矢量控制与直接转矩控制的理论基础和应用特色1.异步电动机的矢量控制系统和直接转矩控制系统都是基于动态数学模型设计的，而且总体的控制结构也一致，因此，作为高性能的调速系统，在本质上是相同的，都能实现较高的静、动态性能。2.由于具体控制方法上的差异，两种方案各有特色，有不同的优缺点，除了普遍适用的高性能调速系统以外，又各有所侧重的应用领域。3.随着技术的发展，两种方案的产品都在朝着克服缺点的方向前进，而科研方向应该是取长补短、走互相融合的道路。21五.电解电容器在变频器电路中的作用、安装形式及变频器对电解电容器的技术要求电解电容器在变频器电路中的主要作用1.主电路整流环节中的滤波作用2.主电路中吸收反馈电能作用3.控制电路中直流电源的滤波作用变频器对电解电容器的技术要求1.选用高介电常数的介质材料，高耐压强度的介质，使电解电容体积缩小2.选用低介质损耗材料或降低固有介质损耗3.等效串联电阻E.S.R和等效串联电感E.S.L小的产品4.减少寄生电感、介质泄露、增强散热、降低温升工作寿命长电解电容在变频器电路中的安装形式22结构图23六.变频器市场的现状及发展前景愈来愈多的企业认识到使用变频器的必要性变频器在节能领域中的重要地位变频器在中国有巨大的需求潜力全国潜在变频器市场约1200~1800亿元人民币国内变频器生产厂家愈来愈多1.通用变频器生产厂家：艾默生、普传（大连普传）、安邦信、阿尔法、英威腾、正弦、烁普、日业、依托、康沃、星河、科姆尤、博群、西门康、荣奇、珊星、斑泰科、港蓝等浙江省：海利、富凌、紫日、晓磊、乐邦、力普、鸿宝山东省：惠丰、风光、嘉信、赛普、吉纳其他地区：森兰、佳灵（成都）；格立特、神源、海光、山宇（上海）；时代、中河盛达、时运捷、腾龙（北京）；博斯特（东莞）；正阳（珠海）；三川（福建）；思达（河北；怡和（河南）；台安、东元（江苏）2.高压变频器生产厂家：利德华福、会康、风光、凯奇、天宠、佳灵、先行、科达等3.国外变频器在国内建立生产基地：富士、西门子、ABB、三恳、春日至少在10年以后，市场才饱和并逐渐成熟