1、變頻器基礎 知識培訓,內容大綱:,前言 變頻器的原理 變頻器的分類 變頻器在各行業(yè)中的應用 國內變頻器目前市場的發(fā)展概況 主流廠商簡介 應用案例 總結,前言： 近年來，隨著電力電子技術、計算機技術、自動控制技術的迅速發(fā)展，交流傳動與控制技術成為目前發(fā)展最為迅速的技術之一，電氣傳動技術面臨著一場歷史革命，即交流調速取代直流調速和計算機數(shù)字控制技術取代模擬控制技術已成為發(fā)展趨勢。電機交流變頻調速技術是當今節(jié)電、改善工藝流程以提高產品質量和改善環(huán)境、推動技術進步的一種主要手段。變頻調速以其優(yōu)異的調速和起制動性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點而被國內外公認為最有發(fā)展前途的

2、調速方式。深入了解交流傳動與控制技術的走向，具有十分積極的意義！,前言二,首先、 十一五規(guī)劃中，建設節(jié)約型社會是今后發(fā)展的一項重要內容。有效地利用能源、節(jié)約能源是建設節(jié)約型社會的具體體現(xiàn)。 電動機是公認的耗電大戶，其占整個國民經濟用電量的6成以上，對它進行節(jié)能改造，潛力巨大。要建設節(jié)約型社會，是我們必須要做的工作內容。大力推廣變頻調速技術是實現(xiàn)這一目標的必要手段，它也是交流電動機節(jié)能改造的工作重點。 其次、 高壓變頻器的發(fā)展背景及其重要意義 隨著現(xiàn)代電力電子技術及計算機控制技術的迅速發(fā)展，促進了電氣傳動的技術革命。交流調速取代直流調速，計算機數(shù)字控制取代模擬控制已成為發(fā)展趨勢。交流電機變頻調速

3、是當今節(jié)約電能，改善生產工藝流程，提高產品質量，以及改善運行環(huán)境的一種主要手段。變頻調速以其高效率，高功率因數(shù)，以及優(yōu)異的調速和啟制動性能等諸多優(yōu)點而被國內外公認為最有發(fā)展前途的調速方式。 以前的高壓變頻器，由可控硅整流，可控硅逆變等器件構成，缺點很多，諧波大，對電網和電機都有影響。近年來，發(fā)展起來的一些新型器件將改變這一現(xiàn)狀，如IGBT、IGCT、SGCT等等。由它們構成的高壓變頻器，性能優(yōu)異，可以實現(xiàn)PWM逆變，甚至是PWM整流。不僅具有諧波小，功率因數(shù)也有很大程度的提高。,變頻器的用途,變頻器（frequency changer / frequency converter）是一種用來改變

4、交流電頻率的電氣設備。此外，它還具有改變交流電電壓的輔助功能。過去，變頻器一般被包含在電動發(fā)電機、旋轉轉換器等電氣設備中。隨著半導體電子設備的出現(xiàn)，人們已經可以生產完全獨立的變頻器。 變頻器通常包含2個組成部分：整流器（rectifier）和逆變器（Inverter）。其中，整流器將輸入的交流電轉換為直流電，逆變器將直流電再轉換成所需頻率的交流電。除了這2個部分之外，變頻器還有可能包含變壓器和電池。其中，變壓器用來改變電壓并可以隔離輸入/輸出的電路，電池用來補償變頻器內部線路上的能量損失 ！,變頻器原理,50HZ380V的市電經過整流濾波環(huán)節(jié)后成為直流電，再經過逆變環(huán)節(jié)變成了頻率和幅度都可調的

5、交流電。在變頻器主回路中電能經過了交流 直流 交流的變換，所以這類變頻器稱作交 直 交類變頻器(最常用到的）。,變頻器的分類： 按國際慣例和我國國家標準對電壓等級的劃分，對供電電壓10KV時稱高壓，1kV10KV時稱中壓。我們習慣上也把額定電壓為6kV或3kV的電機稱為“高壓電機”。 一、根據(jù)變流環(huán)節(jié)不同分類： 1. 交-直-交變頻器先將頻率固定的交流電“整流”成直流電，再把直流電“逆變”成頻率任意可調的三相交流電。 2. 交-交變頻器把頻率固定的交流電直接轉換成頻率任意可調的交流電（轉換前后的相數(shù)相同）。 二、根據(jù)直流電路的儲能環(huán)節(jié)（濾波方式）分類： 1. 電壓型變頻器其儲能元件為電容器。中

6、、小容量變頻器以電壓型變頻器為主。 2. 電流型變頻器其儲能元件為電感線圈。 三、根據(jù)電壓的調制方式分類： 1. 脈寬調制（SPWM）變頻器 電壓的大小是通過調節(jié)脈沖占空比來實現(xiàn)的。中、小容量的通用變頻器幾乎全都采用此類變頻器。 2. 脈幅調制（PAM）變頻器 電壓的大小是通過調節(jié)直流電壓幅值來實現(xiàn)的。 四、根據(jù)輸入電源的相數(shù)分類： 1. 三進三出變頻器 變頻器的輸入側和輸出側都是三相交流電。絕大多數(shù)變頻器都屬此類。 2. 單進三出變頻器 變頻器的輸入側為單相交流電，輸出側是三相交流電。家用電器里的變頻器均屬此類，通常容量較小。,變頻器的分類,按照不同的分類標準，變頻器可以分為若干類別。 1、

7、按照主電路工作方式分類，可以分為電壓型和電 流型變頻器； 2、按照開關方式分類，可以分為PAM、PWM控制變頻 器； 3、按照工作原理分類，主要分為V/F控制變頻器、轉差控制變頻器和矢量控制變頻器等； 4、按照用途分類，主要分為通用變頻器、專用變頻器等。,變頻器在各行業(yè)中的應用,變頻器廣泛應用于機械、石化、水泥、紡織、印染、造紙、塑膠、供水等行業(yè)。,國內高壓變頻器的現(xiàn)狀,目前，在國內有大量的低壓變頻器廠商，其大部分為AC380V的中小功率產品，而在高壓大功率變頻器方面，卻為數(shù)不多。能夠研制、生產、并提供服務的高壓變頻器廠商，僅有少數(shù)的具備科研能力或資金實力的個別企業(yè)。 國內僅有少部分的中、高壓

8、電機進行了變頻調速改造，且普通采用V/f控制方式。高壓變頻器的品種和性能還處于發(fā)展階段，每年市場仍需大量進口。這些狀況主要表現(xiàn)在如下幾個方面： 1、 國外各大品牌的產品正加緊占領國內市場，并加快了本地化的步伐。 2、 具有研發(fā)能力和產業(yè)化規(guī)模的企業(yè)少。 3、 國產高壓變頻器的功率等級較低，目前不超過3500KW。 4、 國內高壓變頻器的技術標準還有待規(guī)范。 5、 與高壓變頻器相配套的產業(yè)很不發(fā)達。 6、 生產工藝落后，勉強滿足變頻器產品的技術要求，但是價格低廉。 7、 變頻器中使用的功率半導體，驅動電路，電解電容等關鍵器件完全依賴進口。 8、 與發(fā)達國家的技術差距在縮小，具有自主知識產權的產品

9、正應用在國民經濟中。 9、 已經研制出具有瞬時掉電再恢復、故障再恢復等功能的變頻器。 10、能夠進行四象限運行的高壓變頻器尚在研究與開發(fā)中。,國外高壓變頻器的現(xiàn)狀,國外各大品牌的變頻器生產商，均形成了系列化的產品，其控制系統(tǒng)也已實現(xiàn)全數(shù)字化。幾乎所有的產品均具有矢量控制功能，完善的工藝水平也是國外品牌的一大特點。目前，在發(fā)達國家，只要有電機的場合，就會同時有變頻器的存在。其現(xiàn)階段發(fā)展情況主要表現(xiàn)如下： 1、技術開發(fā)起步早，并具有相當大的產業(yè)化規(guī)模。 2、能夠提供特大功率的變頻器，目前已超過10000KW。 3、變頻調速產品的技術標準比較完備。 4、與變頻器相關的配套產業(yè)及行業(yè)初具規(guī)模。 5、能

10、夠生產變頻器中的功率器件，如IGBT、IGCT、SGCT等。 6、高壓變頻器在各個行業(yè)中被廣泛應用，并取得了顯著的經濟效益。 7、產品國際化，當?shù)鼗觿　?8、新技術，新工藝層出不窮，并被大量的、快速的應用于產品中。 9、目前，沒有10KV產品。,高壓變頻器的發(fā)展趨勢：交流變頻調速技術是強弱電混合，機電一體的綜合技術，既要處理巨大電能的轉換（整流、逆變），又要處理信息的收集、變換和傳輸，因此它必定會分成功率和控制兩大部分。前者要解決與高壓大電流有關的技術問題，后者要解決的軟硬件控制問題。因此，未來高壓變頻調速技術也將在這兩方面得到發(fā)展，其主要表現(xiàn)為： 1、高壓變頻器將朝著大功率，小型化，輕型化

11、的方向發(fā)展。 2、高壓變頻器將向著直接器件高壓和多重疊加（器件串聯(lián)和單元串聯(lián)）兩個方向發(fā)展。 3、更高電壓、更大電流的新型電力半導體器件將應用在高壓變頻器中。 4、現(xiàn)階段，IGBT、IGCT、SGCT仍將扮演著主要的角色，SCR、GTO將會退出變頻器市場。 5、無速度傳感器的矢量控制、磁通控制和直接轉矩控制等技術的應用將趨于成熟。 6、全面實現(xiàn)數(shù)字化和自動化：參數(shù)自設定技術；過程自優(yōu)化技術；故障自診斷技術。 7、應用32位MCU、DSP及ASIC等器件，實現(xiàn)變頻器的高精度，多功能。 8、相關配套行業(yè)正朝著專業(yè)化，規(guī)?；l(fā)展，社會分工將更加明顯。,變頻器生產廠家簡介,變頻器在中國有巨大的需求潛力

12、。根據(jù)1997年原國家經貿委調查數(shù)據(jù)，全國潛在變頻器市場約12001800億元。而截止2000年，國內累計推廣應用變頻調速裝置8001200萬kw，約80120億元，僅占潛在市場的7%左右?；诖?，美、日以及歐洲的各大變頻生產公司幾乎全部云集中國市場，外資變頻器一度占據(jù)了95%以上的中國變頻器市場份額 2002年，機械工業(yè)信息研究院產業(yè)與市場研究所市場研究部借助相關媒體進行了大型的變頻器用戶調查，其中對品牌進行了專項的調查。調查結果顯示，排名前10的品牌中，除一家為國產品牌外，其余皆為外國品牌。其中日本品牌占去6個席位，分別是富士、三菱、安川、歐姆龍、松下以及日立。歐美品牌西門子、ABB、施耐

13、德入圍前10，其中西門子位居前10榜首。 從市場產品構成來看，大功率占市場份額的5-10%，中小功率占90-95%。歐美品牌的變頻器多集中在大功率變頻器方面，20KW以上的變頻器基本由德國西門子、美國AB、GE、羅賓康、ABB等所壟斷。而中小容量變頻器的85%為日本產品占領，如富士、安川、三肯、日立、東芝、三菱、松下等。搶占市場，實力品牌各顯其能。,變頻器的應用案例 實例 1、空調類負載 北京麗都假日飯店動力中心是一個集中供冷、供熱的工廠，安裝有 20噸/小時蒸汽鍋爐3臺，300萬大卡溴化鋰制冷機4臺，負責動力廠周圍的麗都假日飯店、燕翔飯店、新萬壽賓館、國際學校、日本學校、德國學校及麗都飯店宿

14、舍、托兒所、公園等涉外飯店、賓館、公寓、學校的供熱、供冷，供熱面積30萬平方米、供冷面積20萬平方米。91年，對水泵制冷機、引風機采用變頻控制，節(jié)電明顯，一般在3060%，年節(jié)電17.5萬KW，優(yōu)于其他調速方式。廣州市鳴泉居度假村在冷熱水、噴泉等設施上采用了變頻調速控制，節(jié)電效果非常好。深圳市的東華假日酒店的空調也采用了變頻調速，節(jié)電顯著、房間溫度適度。 實例 2、泵類負載 泵類負載，量大面廣，包括水泵、油泵、化工泵、泥漿泵、沙泵等，有低壓中小容量，也有高壓大容量。 茂名石化公司煉油廠從1990年開始先后在蒸餾、裂解、加氫、糠醛、酮笨等20多條生產線上使用161臺變頻調速裝置。變頻器總功率達8091KW。1990年10月至1992年2月對其中30臺泵進行測試，在同等工藝下，采用調節(jié)閥控制耗電999.9KW，而采用變頻調速電耗為396.7KW，節(jié)電603.2KW,節(jié)電率60.3%。采用變頻控制時，電機和泵的轉數(shù)下降，