丹佛斯变频器选型.ppt

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1、怎样选择变频器 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 2 初选变频器须考虑因素 电源电压 电机功率 /额定电流 过载能力 160%或 110% | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 3 P=3 U I COS 根据电机功率选变频器有时可能不正确 功率相同，由于功率因素和效率不同导 致电流各不相同 电流是选择变频器的主要指标 | Confidential/Property of

2、Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 4 电机负载 根据电机负载情况确定变频器容量 轻载 满载 重载 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 5 变频器功率和电流的关系 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 6 根据电流选择变频器的原则 按电机最大负载电流选择变频器 变频器的额定电流 IVLT,N必须大于等于 电机最大负载电

3、流 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 7 变频器的双容量选择 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 8 按照输出轴功率 P选择变频器 不知道电机电流 也不知道视在功率 S S=3 U I 知道输出轴功率 P 按 cos低值选取 选取结果可能偏大 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 Octobe

4、r 2020 | 9 变频器降容 过高的环境温度 在海拔 1000米以下 每升高 1C降低 1% 过高的海拔高度 工作温度 海拔 1000米以上每升高 250米降低 1C 输出电流 海拔 1000米以上每升高 250米 降低 1% 过高的开关频率 过长的电缆长度 非屏蔽线 300米，屏蔽线 150米 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 10 变频器温度降容 开关频率 5Khz 开关频率 3Khz | Confidential/Property of Danfoss Drives A/

5、S | Sunday, 11 October 2020 | 11 开关频率降容 决定开关频率的因素 负载 环境温度 电源电压 电缆长度 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 12 按电机最大负载电流选择变频器 按电机实际运行负载电流选择变频器 电机重载时，考虑动态情况要加大一 档 参照技术参数表选， 100%长期运行 160% 短时 根据环境，选择保护等级 根据环境温度考虑降容 根据海拔高度考虑降容 选择变频器的考虑因素 | Confidential/Property of Danfo

6、ss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 13 多个电机并联运行情况下变频器选择 变频器电流等于各个 电机电流之和 同时启动 分时启动 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 14 A B C D E Not yet in the budget A1 A1* A2* A3* B1 B2 C1 C2 B1 B2 C1 C2 A5 D1 D2 E1 D1 D2 E1 F1 F2 F1 F2 F IP00 / Chassis IP20 IP21 / N

7、ema1 IP54 / IP55 / IP66 / Nema12 C2及以下规格提供 IP55 仅 A5, B1, B2, C1能提供 IP66 A2 A3 D3 D4 E2 B3* B4* B5* C3* C4* B3 B4 B5 C3 C4 变频器机柜的选择 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 15 IP防护等级 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 16 IP66 外形

8、尺寸与 IP21和 IP55相同 适于清洗。 结构坚固 安装在支架或墙面 防腐蚀涂层，无需增加昂贵的不锈钢盖板 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 17 IP66 测试 在丹麦工厂测试现场 FC- IP6X 防尘测试 . FC- IPX6 防水喷测试 . | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 18 变频器前端盖 . 未发 现有水 变频器电缆进线处 IP66 测试 测试后照片：

9、 控制部分， LCP | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 19 Reliable Keeps you rocking and rocking and rocking 印刷线路板带涂层 针对恶劣环境 例如： 腐蚀 气体 抵御环境污染，潮湿和灰尘 FC300全系列的产品都是带 涂层的，适合应用于 IEC721-3-3规定的 3C2类环 境标准。 对于更恶劣的应用场合， FC300提供增强型的涂层， 适合应用于 IEC721-3-3规定 的 3C3类环境标准。 Value | Confid

10、ential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 20 IEC60721-3-3 A.3.3 C. 规定具有化学物质的环境包括以下 6个类别： 3C1R 指运行场所的环境处于非常严格的监控，如：洁净厂房。 3C1L 除了 3C1R规定的场所，此类别还包括处于一般监控下的环境 3C1 除了 3C1L规定的场所，此类别还包括没有工业和现代交通废气污染的乡村环境，以及在冬天时城 市集中供热产生的污染环境和沿海地区碱性潮湿的环境。 3C2 除了 3C1规定的场所，此类别还包括一般污染级别的场所，主要指工业活动集中的城市环

11、境，或具 有很严重的现代交通污染环境 3C3 除了 3C2规定的场所 , 此类别还包括非常接近含有化学腐蚀物质的工业现场，具有中度污染的环境 3C4 除了 3C3规定的场所 , 此类别还包括处于时常含有高浓度化学腐蚀物质的工业现场内，具有高度污 染的环境 Value | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 21 EMC 指令 Radiated EN61000-4-3 ( 801000MHz) Conducted emission EN55011 (0,15-30MHz) Radiated

12、 emission EN55011 (30 -1000MHz ) 1 0 0 H z 1 k H z 1 0 k H z 1 0 0 k H z 1 M H z 1 0 M H z 1 0 H z 1 0 0 M H z W o r k i n g a r e a H a r m o n i c d i s t u r b a n c e C o n d u c t e d i n t e r f e r e n c e R a d i a t e d i n t e r f e r e n c e 1 G H z Conducted RF-CM EN61000-4-6 (0,15-80MHz

13、) Harmonic distortion EN61000-3- 2/4/12 发射 / 抗扰 电磁兼容性 (EMC) 谐波规范在 IEC 61xxx-x-x中是 EMC规范组的 一部分 扰动段 /干涉段之间没有严格界线 谐波的幅值在低频段是最高的 我们需要了解整个频率范围 , 某些治理谐波 设备的措施就是将麻烦从低频段移向高频 段 Low frequency EN61000-2- 2/4 Note: Only IEC norms is mentioned here! Others are sometime to be fulfilled | Confidential/Property of

14、Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 22 第一类环境 第一类环境定义为居住区域。 这表明客户的设备连接到 公共低压电源。 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 23 第二类环境 第二类环境定义为工业现场。 这表明客户有他们自己的 变电站。 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 24 IEC61800-3 C1, C2 和

15、 C3的限制等级 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 平均 dBV 30.0 10.0 1.0 0.15 MHz 130 120 110 EN55011 A2级 特殊应用 ，电流大 于 400A EN55011 B级 EN55011 A1级 第一类环境， C1类 第一类环境， C2类 第二类环境， C3类 第二类环境， C4类 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 25 传导和辐射干扰发射 传导干扰传播 : 频率范围 : 150 kHz - 30 MHz

16、用 RFI 滤波器与 EN 55011 A1 和 B兼容 . 辐射干扰发射 : 频率范围 : 30 MHz - 1 GHz 用 RFI 滤波器与 EN 55011 A1兼容 . 安装金属外壳可得到 10 dB的衰减与 B兼容 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 26 制动功能 Moto r Gearbo x Load Transmission Mech Brake Brake Resistor 制动的目的 : 带负载时能减速或保持某一个速度 通过受控的减速曲线停止一个负载 保持负载在

17、某一个位置 在电源故障时避免事故 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 27 制动功能类型 动态制动 (制动电阻 ) 夹持制动 交流制动 直流制动 过电压控制 能量再生制动 (有源前端 (AFE), REVCON) 负载共享（共直流母线） A C b r a k e D y n a m i c B r a k e R e s i s t o r O V C C o a s t t i m e ( s ) V e l o s i t y ( m / s ) | Confidential/

18、Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 28 重要的相关参数 : 电机参数（ 1-2*） 参数 2-xx设定制动功能（ 2-0*直流制动， 2-1*制动能量功能） 机械制动继电器功能（ 2-2*） 限制功能，速度和转矩（ 4-1*电动机极限） 速度 PID参数（ 7-0*速度 PID控制器） | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 29 动态制动 制动的目的：保持直流电压不超过一个特定的 值。 控制一个高惯量的

19、负载 完成一个受控制的制动 将负载转换到夹持制动 S p e e d D C B u s V o l t a g e | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 30 动态制动需要的器件 M o t o r G e a r b o x L o a d T r a n s m i s s i o n E n c o d e r M e c h B r a k e B r a k e R e s i s t o r 内置在变频器内的制动单元 制动电阻 (夹持制动 ) B P o s 1 8 =

20、b r a k e | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 31 制动单元 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 32 工作周期 工作周期 = tb/T T=周期时间 （秒） tb 一个周期时间内的制动时间（秒） | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 33 工作周期 |

21、Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 34 制动电阻的计算 功率计算 V L Tmo t o rB r a k emo t o rP e a k MPP % 10% 工作周期 40%工作周期 P Watt Ppeakx10% avg Watt P avg Ppeakx40% motrVLT %BrakeM ：最高制动转矩 ：电机效率，通常是 0.90 ：变频器效率，通常是 0.98 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday

22、, 11 October 2020 | 35 制动电阻的计算 阻值计算 V L Tm o t o rB r a k em o t o r dc p e a k dc br %MP U P U R 2 2 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 36 推荐的电阻值 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 37 采用制动电阻的控制线路设计 | Confidential/Property

23、 of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 38 能量再生制动 多用于大功率变频器应用 已经在阿联酋迪拜的港口集装箱吊机上使用 价格较高 仅自 110 kW 开始可以提供。 同时还能大大降低谐波电流 AFE- 能量反馈制动装置 VLT Drive AFE | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 39 REVCON回馈单元 SVC 功率范围： 11-350kW 电压等级： 400， 500， 690V 能并联使用实现更大功率的 能量

24、反馈 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 40 PE Con trolle r FU REV CON S V C. ( typ e ) ( cho ke - incl u d e d ) ra d i o i n te r - fe re n c e fi l te r L 1 L 2 L 3 M 3 PE U V W + + - - L 1 L 2 L 3 PE L1 1 N c o n t r o l 7 8 9 10 11 12 X2 r e l a y X2 2 1 4 3

25、E r r o r o p e r a ti o n R e g l e r - +24 V + - e xt. OF F e xt. ON R E S E T e xt. ON R E S E T 7 4 6 3 1 5 8 PE L 1 N L 2 L 3 230V L1 N V W U SKS - mo du l e 2 5 REVCON回馈单元 SVC | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 41 共直流母线 | Confidential/Property of Danfoss

26、Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 42 变频器的副作用 影响 解决方案 输入端 谐波 电流泄漏 AHF 线性滤波器 （ FC51） 变频器 DC过电压 EMC 制动电阻 负载共享线圈 输出端 绝缘压力 EMC 噪音 电流泄漏 du/dt 滤波器 正弦波滤波器 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 43 输出端的副作用 VLT 产生 du/dt 共模电压 IGBT开关 共模电压 双脉冲 振铃 电机绝缘压力 高频 CM噪音 电流泄漏 轴承电流 |

27、 Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 44 电机侧问题 高 du/dt, 长电机电缆带来的问题 1. 变频器过流 , 或接地故障 2. 电机绝缘损坏 - 电机端部电压反射和振荡使相间电压升高 - 高 du/dt造成线圈内电压分布不均，端部高 3. 电机轴承电流 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 45 电机侧问题 高的 du/dt会损坏电 机定子线圈的绝缘， 从线圈的端面损坏情

28、 况就可以判断。 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 46 电机侧问题 输出交流电抗器 能减小 du/dt但不能减小由于电缆过长带来的 电机端电压升高 解决方案 1 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 47 电机侧问题 du/dt滤波器 . RL回路 du/dt滤波器置于变频器和电机之间来消除非常快速变化的电压。 电机端的电压仍是方波形状的，但是 du/dt值大大降低了。能使 du/dt500V/s 解决方案 2 MCC102 | Confidential/Property of Danfoss Drives A/S | Sunday, 11 October 2020 | 48 电机侧问题 正弦波滤波器 , LC回路 置于变频器和电机之间以优化变频器输出电流。它输出一个接近正弦波 的电机电压。同时减少电机绝缘压力，电机端噪音和轴端电流（特别是 大电机），并且可以实现更长的电机电缆输出（大于 300米的场合） 解决方案 3 MCC101