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1、电气设备变频器故障处理及及维护,2017年4月,9/18/2023,1,培训内容及方式方法,培训内容：介绍两款电气仿真软件 变频器的控制原理及应用 变频器常见故障的处理 介绍一台控制柜的改造 方式方法：讲解、实际操作,9/18/2023,2,电气仿真软件介绍,1、仿真软件，专门用于仿真的计算机软件。它与仿真硬件同为仿真的技术工具。仿真软件是从50年代中期开始发展起来的。它的发展与仿真应用、算法、计算机和建模等技术的发展相辅相成。1984年出现了第一个以数据库为核心的仿真软件系统，此后又出现采用人工智能技术（专家系统）的仿真软件系统。这个发展趋势将使仿真软件具有更强、更灵活的功能、能面向更广泛的
2、用户。目前比较风行的是虚拟现实仿真软件，比如虚拟现实仿真平台（VR-Platform）2、目标：其目标是不断改善面向问题、面向用户的模块描述能力和对模型实验的功能。不同技术水平的用户通过仿真软件能在不同的程度上采用他们表达问题的习惯语言,方便地与计算机对话,完成建模或仿真实验。3、仿真软件,9/18/20232023/9/18绍及演示,3,电动机控制常见故障,主回路（一次回路）的主要故障原因分析及检修方法 1 电源空气开关一送电就跳闸 空气开关下桩头以下的电路存在短路（相间短路、对地短路）修理方法：可用兆欧表，万用表检查电路 2 接触器一吸合空气开关就跳闸（或热元件烧坏）接触器下桩头以下的电路
3、存在短路（相间短路、对地短路）热元件相间短路 电动机有短路故障 至电动机的接线相间或对地短路 修理方法：可用兆欧表，万用表检查电路（如没有检查出短路点可换空气开关）3 接触器吸合后电动机没有声音 三相电源不正常（220V控制电压）热元件二相开路 电动机二相线圈开路 到电动机的接线断二根 4 接触器吸合后电动机有嗡嗡声音，不能转动（电机单相或卡死）三相电源不正常（断一相电源）空气开关、接触器、热元件一相开路 电动机一相线圈开路 到电动机的接线断一根 电动机轴承卡死 机械负载卡死 5 接触器吸合后电动机运转正常，但不一会热元件就跳闸 电机电流异常（用钳形电流表检查）如电流正常，热元件质量不好 电动
4、机轴承坏 机械负载过大 6 接触器吸合后电动机运转正常，但电机温度过高 电机电流过大（用钳形电流表检查）电动机轴承不好 机械负载过大 电机质量不合格,9/18/2023,4,控制回路故障及检修,控制回路（二次回路）的主要故障现象 1控制电源空气断路器跳闸 控制电路对地或线间有短路故障（用万用表检查）直流整流电路输入输出电路故障 控制变压器线圈短路 单极空气断路器质量不好2 接触器不能吸合 控制电源不正常或熔丝断、单极空气开关断开（用万用表检查）按扭开关故障（常闭触点或常开触点）接触器辅助触点、时间继电器触点、中间继电器辅助触点接触不好等 接触器、时间继电器触点、中间继电器线圈开路（用万用表检查
5、）热继电器、空气开关辅助触点断开 限位开关触点不好或限位开关挡块故障 控制回路接线断线 3 接触器、时间继电器、中间继电器能吸合但不能自保 接触器辅助触点、时间继电器触点、中间继电器辅助触点接触不好 自保接线断线 4 电磁阀不工作 电磁阀线圈开路 至电磁阀的接线断 电磁阀的工作电源电压不对或没有,9/18/2023,5,我厂10KV高压电动机的控制,我们厂的高压电动机主要有锅炉的引风机、送风机、二次风机以及汽机专业的电动给水泵。这些电动机电压等级是10KV，是由高压断路器直接启动的，所以说对于高压电动机的控制实际上就是对于高压断路器的控制。其一次图如右图一,9/18/2023,6,10KV开关
6、柜介绍,1、综述：10kV开关柜的主要部分包括：真空断路器、电流互感器、就地安装的微机保护装置、操作回路附件（把手、指示灯、压板等等）、各种位置辅助开关。其中，断路器与电流互感器安装在开关柜内部，微机保护、附件、电度表安装在继电器室（沿用以前的叫法，其实已经没有继电器了）的面板上，端子排与各种电源空气开关安装在继电器室内部，端子排通过控制电缆或专用插座与断路器机构连接。,9/18/2023,7,理解开关柜的二次接线，我们需要找到两份图纸：综自厂家提供的保护原理图、接线图；开关柜厂家提供的二次原理图、配线图、端子排图、断路器机构原理图。综自厂的图纸是开关柜厂家的设计原始依据，也是我们审核开关柜厂
7、家图纸的依据。开关厂的原理图一般都是根据综自厂的原理图修改的，再示意性的画出电流、电压、信号量的输入，控制量的输出。,9/18/2023,8,2、10kV电缆出线中置柜,使用最多的10kV开关柜型式，从正面看，它明显分成三部分，最上面是继电器室，中间是断路器室，下面是空室（有的是接地刀闸避雷器等），母线等高压设备安装在背面的柜体内。如右图。,9/18/2023,9,继电器室,继电器室的面板上，安装有微机保护装置、操作把手、保护出口压板、指示灯（合位红灯、分位绿灯、储能完成黄灯）；继电器室内，安装有端子排、微机保护控制回路直流电源开关、微机保护工作直流电源、储能电机工作电源开关（直流或交流）。继
8、电器室就是安装电流表和指示灯的位置。,9/18/2023,10,断路器室,10kV中置柜最常用的断路器是VS1真空断路器，断路器机构内的接线通过专用插座与继电器室的端子排联接。插头的一段与断路器机构固定连接，另一段是一个专用插头，配套的插座安装在断路器室的右上方，从插座引出线接至继电器室端子排。如右图,9/18/2023,11,断路器及手车的不同位置,为了搞明白二次回路，我们需要对操作过程进行一定的了解。中置柜断路器手车有三个位置：断开、试验、运行（需要注意的是，断路器手车和断路器是两个概念，断路器手车其实就是断路器和它的座）。正常运行时，断路器手车在运行位置，断路器在合闸位置，二次线插头与插
9、座联接；手动跳闸后，断路器在分闸状态、手车在运行位置；用专用摇把将断路器手车摇出，至试验位置，可以将二次插头拔下（手车在运行位置时拔不下来）；继续摇，手车退出断路器室，处于断开位置。断开位置：断路器与一次设备（母线）没有联系，失去操作电源（二次插头已经拔下），断路器处于分闸位置；试验位置：二次插头可以插在插座上，获得电源。断路器可以进行合闸、分闸操作，对应指示灯亮；断路器与一次设备没有联系，可以进行各项操作，但是不会对负荷侧有任何影响，所以称为试验位置。运行位置：断路器与一次设备有联系，合闸后，功率从母线经断路器传至输电线路。中置柜没有传统意义上隔离开关的概念，手车在试验位置时，就相当于传统的
10、隔离开关断开，即断路器与主电路（一次母线）有了明显断开点。,9/18/2023,12,VS1真空断路器、GZS开关柜内部剖面,断路器手车，它像个抽屉一样放在开关柜里，紫色框内就是轨道上的滑轮，红色框内是二次接线插头（处于拔下状态），绿色框内是断路器的动触头。,9/18/2023,13,接线原理图,右图可以看出，需要接入的模拟量是：母线电压、线路电压（几乎没有10kV线路会装设线路PT）、保护电流（三相，实际工程中10kV线路一般只配置两相CT）、测量电流（两相）、零序电流。,9/18/2023,14,操作回路,右图可以看出，这个操作回路比较简单。红色框内的设备（把手、压板）并不是断路器的一部分
11、，它们由开关柜厂家提供，安装在继电器室面板上。,9/18/2023,15,装置的遥信回路。,与110kV电压等级设备的保护装置不同，35/10kV设备的保护、测控是一体化设计，即整合在一个装置中。对比一下，在RCS-941A中，你肯定找不到测量电流、开关量输入回路，它需要CSI-200E之类的测控装置或常规控制屏与它配合来提供这些功能,9/18/2023,16,操作回路,主要包括控制把手、微机操作回路与断路器机构的配合。图片有点小，在很多简化画法中，断路器机构的合闸回路往往被画成图8-3-5中的样子：又“弹簧已储能S1常开”“断路器分闸DL常闭”“合闸线圈HQ”串联组成，或者加上“试验位置SW
12、、运行位置YW常开并联”，以表示“断路器手车只有在试验位置和运行位置时才能合闸”。,9/18/2023,17,实际上，VS1断路器往往配有一个合闸闭锁电磁铁，它有一个手车行程开关（类似于一个继电器）控制，当手车处于试验位置、运行位置以外的位置时，电磁铁失电，其辅助接点断开合闸回路，这属于中置柜的电气闭锁（中置柜的电气闭锁还有许多，比如带电不能打开开关柜后门等）。10kV中置柜具有完善的电气闭锁及机械闭锁功能，在手车处于非试验/运行位置时，机械闭锁功能会自动完成对合闸操作的闭锁，所以不需要再在合闸回路里利用SW、YW进行闭锁。（试验位置S8、运行位置S9很多时候也被标成SW、YW以便理解）,9/
13、18/2023,18,开关量输入回路,对中置柜而言，最主要的信号包括：试验位置（S8常开）、运行位置（S9常开）、地刀合位（QE常开）、弹簧未储能（S1常闭）。断路器的位置可以不用接入，因为微机保护可以根据自身操作回路的HWJ、TWJ判别。,9/18/2023,19,B相电流互感器的作用,B相电流互感器的作用：在一般书上提到都是只装A、C相电流互感器，现在为什么装B相CT呢？这主要是考虑到小电流接地选线功能。10kV架空线路，在单相接地时允许继续运行一段时间，但是需要确定是哪条线路接地，以便尽快查线检修，即“选线”。选线的依据是，该线路的零序电流是否为零。零序电流为三相电流的矢量和，正常时理论
14、值为零，单相接地时，实测零序电流不为零，即可判断该线路故障，所以，需要配置三相CT来计算零序电流。对于电缆出线而言，在高压（10kV）电缆上配置了专用的零序电流互感器，不需要再用三相CT之和来计算，所以配置A、C两相CT来实现保护功能即可，这与书上的说法并不矛盾。,9/18/2023,20,什么是五防,五防，通常指的是高压开关柜的“五防”或者变配电室的“五防一通”。高压开关柜的五防为:1、防止带负荷分、合隔离开关。（断路器、负荷开关、接触器合闸状态不能操作隔离开关。）2、防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器。（只有操作指令与操作设备对应才能对被操作设备操作）3、防止接地开关处于闭合位置时关合
15、断路器、负荷开关。（只有当接地开关处于分闸状态，才能合隔离开关或手车才能进至工作位置，才能操作断路器、负荷开关闭合）4、防止在带电时误合接地开关。（只有在断路器分闸状态，才能操作隔离开关或手车才能从工作位置退至试验位置，才能合上接地开关）5、防止误入带电间隔。（只有隔室不带电时，才能开门进入隔室）,9/18/2023,21,高压开关柜的“五防,高压开关柜的“五防”1、高压开关柜内的真空断路器小车在试验位置合闸后，小车断路器无法进入工作位置。（防止带负荷合闸）2、高压开关柜内的接地刀在合位时，小车断路器无法进合闸。（防止带接地线合闸）3、高压开关柜内的真空断路器在合闸工作时，盘柜后门用接地刀上的
16、机械与柜门闭锁。（防止误入带电间隔）.4、高压开关柜内的真空断路器在工作时合闸，合接地刀无法投入。（防止带电挂接地线）5、高压开关柜内的真空断路器在工作合闸运行时，无法退出小车断路器的工作位置。（防止带负荷拉刀闸）,9/18/2023,22,变频器的原理及应用,变频器的原理及应用变频器的故障现象处理方法高压变频器的维护及简单故障处理,9/18/2023,23,我国变频器的应用及发展前景,随着生产技术的不断发展，直流拖动的薄弱环节逐步显露出来。由于换向器的存在，直流电机的维护量加大，单机容量、最高转速以及使用环境都受到限制。人们开始转向结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉的异步电动机。但异步电
17、动机的调速性能难以满足生产的需要。于是，从20世纪30年代开始，人们致力于交流调速技术的研究，然而进展缓慢。在相当长的时期内，直流调速一直以其优异的性能统治着电气传动领域。20世纪60年代以后，特别是70年代以来，电力电子技术、控制技术和微电子技术的飞速发展，使得交流调速性能可以与直流调速相媲美。目前，交流调速已进入逐步代替直流调速的时代。近十余年来，我国的变频器产业从无到有不断壮大，发展迅速。据统计，我国现有大大小小的变频器生产厂70多家，年销售额在7亿元左右，但这只占全国变频器市场容量的一小部分，80%90%的国内市场被各种国外变频器所占领。回顾我国变,9/18/2023,24,我国变频器
18、的应用及发展前景,频器的发展历程，结合我国国情开发出性能优越、适销对路的产品，逐步扩大市场份额，是国人的期盼。我国是一个发展中国家，许多产品的科研开发能力落后于发达国家。随着改革开放，经济高速发展，一个庞大的市场形成了，它既对国内市场开放，同时也对国外公司开放，很多先进的产品从发达国家进口。20世纪80年代末，大连电机厂从日本冬芝公司引进了一条变频器生产线，变频器的型号为130G，功率器件用的是大功率晶体管GTR，CPU是MCS-51芯片，调制方式是SPWM，控制策略是V/F=C，这可能是我国最早有规模的组装国外较先进的变频器，虽然这种变频器在当时不是最好的，但比用可控硅作为功率器件的变频器要
19、先进得多，后者在工业应用中，负载过重时启动,9/18/2023,25,我国变频器的应用及发展前景,困难，经常出现功率器件GTR损坏，因此低速转矩和可靠性都较差。同时在我国销售的富士变频器是G5/P5，三垦变频器是SVF，在性能和可靠性上与130G不相上下。20世纪90年代初，台湾普传进入内地，带来的产品是pi89变频器，电源还不是开关电源，功率器件用的是大功率晶体管GTR，CPU是8085芯片，调制方式是SPWM，控制策略是V/F=C。台湾普传在内地的营销策略和其它的厂商不同，它是采用组建合资公司的形式。在不长的时间内，在广阔的国土上，先后组建了庆普、汉普、西普、上普、南普、纺普、普达、普天等
20、合资公司，研发中心设在深圳，后来又在大连建了一个合资厂，这是当时国内最大和最完善的变频器营销网络。各合资公司组装变频器的机箱，主控制板都是在台湾做好后运来的。由于充分的整合国内的资源，台湾普传那几年的销售业绩非常好，pi89变频器成了当时国内变频器市场上的主打产品。由于其它方面的原因，以及后来性能和质量更好的,9/18/2023,26,我国变频器的应用及发展前景,变频器进入我国，pi89变频器市场在不长的时间内很快萎缩，直至被淘汰出局。从台湾普传进入内地到现在已经过去十多年了，这十多年中，有过很多变频器厂商，前后算来接近百家。近几年，变频器的厂商发生了相当大的变化，进来的快，出去的也快，到现在
21、剩下的也就几十家。另外，在国内还有不少国外和台湾厂商的独资公司、合资公司，如北京ABB、天津SIEMENS、富士、台安、台达等在国内都有独资公司或合资公司。在组装变频器的过程中，我国技术人员有机会接触变频器的先进技术和管理方法，这些人员成了国内变频器技术一支重要力量。市场竞争成就了国内几家大公司的崛起，如华为、森兰。作为国内最大的变频器制造商，森兰从做V/F控制的变频器开始，逐步完善和提高变频技术，通过多年的技术实践、积累和,9/18/2023,27,我国变频器的应用及发展前景,对国外先进技术的消化吸收，已经能够开发出具有先进水平转子磁链定向，磁通观测采用自校正算法的矢量控制变频器，实现了磁场
22、和力矩的完全解耦，做到频率为1Hz时达到200%的额定转矩，即使在零频也有100%的转矩，如SB80系列变频器。由此可见，尽管国内与国外在变频技术上相比还有差距，但已经大大缩小了。3国内变频技术的现状和发展前景国内已经有较多的变频器生产厂，但大部分的产品都是V/F控制和电压空间矢量控制变频器，使用在调速精度和动态性能要求不高的负载上应该没有问题。工业应用中绝大部分都是这种负载，变频器在这种场合应用最重要的要求是可靠性，国产变频器占国内市场份额不高的主要原因是产品品质不过硬。V/F控制和电压空间矢量控制变频器比矢量控制变频器从技术上来看要简单得多，,9/18/2023,28,我国变频器的应用及发
23、展前景,由于国内厂家大部分都是手工作坊式的生产，工艺欠佳，检测手段有限，品质的一致性和稳定性难以保证。同样是V/F控制的变频器，国外的产品比国内的产品品质要好，这可能是生产工艺方面的差距。差距最大的是半导体功率器件的制造业，至今在国内这仍是一个空白。变频器技术的另外一个层面是应用技术。多年来，国家经贸委一直会同国家有关部门致力于变频器技术的开发及推广应用，在技术开发及技术改造方面给予了重点扶持，组织了变频调速技术的评测推荐工作，并把推广应用变频调速技术作为风机、水泵节能技改专项的重点投资方向，同时鼓励单位开展同贷同还方式，抓开发、抓示范工程、抓推广应用，还处理了风机、水泵节能中心，开展信息咨询
24、和培训。,9/18/2023,29,我国变频器的应用及发展前景,19951997年，3年间我国风、水泵变频调速技术改造投入资金3.5亿元，改造总容量达100万千瓦，可年节电7亿度，平均投资回收期约2年。据有关资料表明，我国变频调速技术应用已经取得了相当大的成绩，每年有数十亿元的销售额，说明我国的变频器应用已非常广泛。从简单的手动控制到基于RS-485网络的多机控制，与计算机和PLC联网组成复杂的控制系统。在大型综合自动化系统，先进控制与优化技术，大型成套专用系统，如连铸连轧生产线、高速造纸生产线、电缆光纤生产线、化纤生产线、建材生产线等，变频器的作用是电气传动控制，其控制的复杂性、控制精度和动
25、态响应都有很高的要求，已经完全取代了直流调速技术。近年来，变频器在功能上，利用先进的控制理论，开发出了诸如卷取、提升、主从等控制功能，使应用系统的构成更加方便和容易，使变频器的应用技术提高到一个新的水平。,9/18/2023,30,应用变频器的原因,A调速节能：由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。例如：一台水泵电机功率为55KW，当转速下降到原转速的4/
26、5时，其耗电量为28.16KW，省电48.8%，当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为6.875KW，省电87.5%.,9/18/2023,31,无功补偿节能,无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，由公式P=SCOS，Q=SSIN，其中S视在功率，P有功功率，Q无功功率，COS功率因数，可知COS越大，有功功率P越大，普通水泵电机的功率因数在之间，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，COS1，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。,9/18/2023,32,软启动节能,由于
27、电机为直接启动或Y/D启动，启动电流等于（4-7）倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备的维护费用。,9/18/2023,33,变频器是不是一定节能,变频器是通过轻负载降压实现节能的，拖动转距负载由于转速没有多大变化，即便是降低电压，也不会很多，所以节能很微弱，但是用在风机环境就不同了，当需要较小的风量时刻
28、，电机会降低速度，我们知道风机的耗能跟转速的1.7次方成正比，所以电机的转距会急剧下降，节能效果明显。如果我们用在油井上，就会因为在返程使用制动电阻白白浪费很多电能反而更废电。当然，如果环境要求必须调速，变频器节能效果还是比较明显的。不调速的场合变频器不会省电，只能改善功率因数。,9/18/2023,34,变频调速技术的基本原理,变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系，即n=60f（1s）/p式中：n为电动机的转速；f为工作电源输入频率；s为电动机转差率；p为电机磁极对数。通过改变电动机供电电源频率可以达到改变电机转速的目的。变频器就是基于上述原理，集交直交电力电子
29、变换技术、微电脑控制技术等于一身的综合性电气产品。,9/18/2023,35,中国变频器的发展历程及前景,相对于工业化国家来说，我国变频器行业起步比较晚，到20世纪90年代初，国内企业才开始认识变频器的作用，并开始尝试使用，国外的变频器产品正式涌进中国的市场。我国变频器的发展大致可以以下几个阶段：1变频器研制阶段这个阶段始20世纪70年代末到80年代中，主要是机械部天津电气传动所（电压型）和机械部西安电力电子技术所（电流型），研制出产品，但可靠性差，需要完善。20世纪80年代初，大连电机厂引进了日本东芝技术，装备出产品，有一定影响。2通用变频器国外进口阶段20世纪80年代中到90年代末，十多年
30、时间主要是引进国外变频器，最早的是日本三垦SVF型和日本富士G5/P5型，北京和深圳为最早推荐的两个城市，对钢铁、石油、石化、化工、化纤、供水等行业影响较大。接着，三菱、安川、东芝、松下、明电舍、ABB、AB、西门子、丹佛斯、伦茨等相继进入中国，使通用变频器的应用更加广泛。这期间西门子、ABB、AB、罗宾康、西技来克的高压变频器有了一定的应用。台湾普传、辽无一厂、南自、成都佳灵、山东惠丰都研制出国产变频器。天传所和冶金自动化院研制出交-交变频装置。3通用和高压变频大发展阶段20世纪90年代末到现在是通用变频和高压,9/18/2023,36,变频大发展阶段,变频大发展阶段。这个阶段有4个特点：A
31、.国外名牌全部进入中国并有部分在中国建厂；B.压频式国产通用变频器有170多家；C.高压变频器除国外品牌外，出现了20多家；D.无论通用变频器或高压变频器技术都有相当大的提高，技术更臻成熟，使用领域更加广阔。随着国内企业对频器认识的深入和大量外国产品的入境，我国变频器市场得以快速启动。20世纪80年代中期，我国变频器年销售量仅为数千万元，几乎都是国外品牌，经过十余年的推广和使用，变频器已得到广大企业用户的认可，20世纪90年代，变频器才得以大规模进人中国，在空调、电梯、冶金、机械、电子、石化、造纸、纺织等行业有十分广阔的应用空间。据北京康斯公司1999年的调查结果,1998年我国变频器销售量达
32、到28.8亿元，年增长率为15左右。日本品牌进入中国较早，对中国变频器市场较为熟悉，有针对性地推出了适合我国国情的变频器产品,9/18/2023,37,本土化战略,，将变频器定位于节能器，小功率，专业化，在节能领域或OEM配套方面表现较为突出。我国中、低压变频器市场曾出现日本品牌一统天下的局面，但近几年日本品牌的市场份额逐步被欧美和内资品牌蚕食。尤其是ABB和西门子两大外资顶级品牌，市场份额远超其他品牌，具有大部分外资品牌难以企及的综合实力。台湾品牌进入中国大陆市场也相对较早，多数产品带有日本品牌的痕迹。目前较有代表性的台湾品牌有台达、台安、东元等。韩国变频器品牌目前只有LS在中国占据一定的市
33、场份额。二、本土化战略回顾中国变频器产业的发展历程，外资公司大面积抢滩中国，在本土化上作了很多卓有成效的努力。纵观这些跨国公司在中国的发展，最成功的战略要算本土化战略，包括关系本土化、市场本土化、人员本土化以及研究本土化。ABB是实施本土化战略最成功的外资企业之一，北京ABB电气传动系统有限公司是ABB集团在中国地区交、直流传动产品的主要供货厂商，1994年,9/18/2023,38,公司成立，1995年ACS500、ACV700&DC传动产品本地化组装生产；1998年ACS550、ACS600本地化组装；2004年ACS550、ACS800本地化生产组装。目前，ABB在中国90%以上的业务都
34、是通过在本地生产的产品和服务实现的，ABB中国的11000名员工中，有99%以上都是中国人。这些国外品牌厂家也在千方百计地寻求本地化生产，扩大其销售，先后西门子在天津、ABB在北京、富士在无锡、三垦在江阴、东芝在辽阳、安川在上海、艾默生在深圳、施耐德在苏州、三菱在大连、丹佛斯在天津等地或独资，或合资，纷纷建立生产基地，生产不同系列品牌的变频器。绝大部分国外企业在中国设厂主要是为了满足本地化的需求，满足本地用户越来越多样化和个性化的需求。受限于IGBT等主要电力电子元器件需要进口，以及工厂产能问题，目前很少有国外厂家将中国作为其全球变频器市场的制造基地。只有,9/18/2023,39,并购与整合
35、,ABB等少数厂商 的某些产品型号会有少量出口。将来随着变频器核心的本地化生产，以及变频器厂商的产能扩充，中国成为全球变频器的生产制造基地，这也将是国产变频器走向世界的一个机遇。三、并购与整合1、艾默生收购华为安圣电气2001年10月，艾默生一次性出资7.5亿美元收购华为技术有限公司旗下的深圳市安圣电气有限公司，并承诺收购后将进一步加强安圣电气对中国客户的服务支持、技术支持和产品支持。2、东元电机和台安电机合并 2003年，东元集团电控事业部与台安电机正式合并。将原来台湾台安电机和东元电机两家公司的研发资源加以整合，并加上集团在大陆的两家投资公司台安科技与东元无锡的研发单位，共超过150人的研
36、发技术中心。目前这两个品牌在大陆还是独立运营。,9/18/2023,40,品牌裂变,回顾过去十年国内变频器行业的发展，就不得不提到普传。关于普传，本身就是一个传奇，从伊始到后续的强大，甚至“垄断”，到后来的分裂。从1998年开始，从普传分裂出的企业至今已经发展到第四代。1999年-2004年这5年之间，华南变频器市场“裂变”已成为一种常见现象，一分为二，二分为四，新的变频器企业频繁诞生，市场竞争非常复杂多变。普传裂变威科达（2004）韦尔（2003）易驱（2004）艾瑞克（2005）伟创（2004）日业（2002）台湾普传安邦信（1998）深圳普传英威腾（2002）依托（2002）正弦（200
37、3）阿尔法（2000）创杰（2004）微能（2003）目前这些裂变出来的企业当中发展最好的首推英威腾，英威腾已经成为国产变频器的领头羊，2008年正筹划上市。其次是普传、安邦信、阿尔法、日业、正弦、微能等，这些品牌基本都跻身国产变频器第二阵营。,9/18/2023,41,国产化之路,从1965年就开始研究可控硅变频器，上世纪80年代初，天津电气传动所（电压型）、西安电力电子技术所（电源型）等研究所专心研制SCR变频器并探索市场。与此同时，国内许多高等学校和研究院所积极开发GTR变频器，并纷纷将技术转让企业生产，但由于企业规模小，没有自动化生产线，仅靠手工焊板，无法生产出高精度高可靠性的变频器。
38、有些国营大厂，如大连电机厂从日本东芝引进了GTR变频器的生产线，虽经努力，最终未能形成国产变频器的支柱力量。知道变频器的人都知道普传变频器，台湾普传刚到大陆时，国内极少有自有品牌，几乎全部使用境外品牌，普传变频器当时因为技术先进，且价格远低于海外品牌，受到普遍欢迎。从1990年开始，普传先后在西安、深圳、南京、昆明、北京、包头等地兴办了十几家生产变频器的合资企业，创造了闻名海内外的普传系列变频器品牌，从此打破了欧美及日本变频器产品在中国大陆市场的垄断局面，也揭开了变频器产品国产化的序幕。普传对国产品牌最大的贡献是培养了一批变频器业界的人才，他们中的很多各自创办了多家变频器生产厂家。今天国内变频
39、器产,9/18/2023,42,国产化之路,品能在市场份额上与欧美及日本产品同台竞技，普传有着很大的功劳。进入21世纪，国产变频器得到了前所未有的发展，国产变频企业由96年底不到50家，到如今已超过100多家。象征高性能技术的无速度控制技术也已广泛应用在国产主流变频器中，深圳市蓝海华腾技术有限公司拥有与国际最领先技术水准同步的矢量控制技术和转矩控制技术，而实现开环转矩控制（无编码器反馈）更是开中国之先河。10年来，我国变频器虽然遍地开花，但变频器的核心IGBT器件始终依赖进口，成为制约国产变频器发展的瓶颈。直到最近，实现国产IGBT的曙光开始出现，信息产业部电子信息产品管理司已经把发展全控型电
40、力电子器件纳入工作计划，已有多位在国外有丰富研制IGBT经验的专家回国办厂，国内生产集成电路多年、具有精细加工能力的企业已经具备IGBT和MOSFET的流片技术，只要有合理的政策出台，群策群力，就可为国内IGBT的设计和生产扫清最后的障碍。,9/18/2023,43,主要生产厂家,ABB、西门子、安川电机、三菱电机、富士电机、施耐德、艾默生、丹佛斯、三垦台达、三川电气、东元电机、英威腾、汇川、森兰、欧瑞、三晶、四方、阿尔法、易驱、富凌、此外，国产还有安邦信、日业、蓝海华腾、长城、雷诺尔、台凌、天时达、信捷、日虹、埃洛伊、华蓝、德莱尔、森海、佳灵、圣安、飞象、赛普、上海麦孚、开拓、上海津信、科路
41、等等一系列变频器。,9/18/2023,44,变频器原理,变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。通常，把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。变频器主要采用交直交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再将直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。,9/18/2023,45,变频器的内部结构电路,整流电路、起动保护、滤波电路、逆变电路、指示电路、制动单元、输入端子、输出端子。,9/18/2023,46,变频器主回路实物图,9/18/2023,
42、47,整流单元,整流单元用于电网的三相交流电变成直流。可分为可控整流和不可控整流两大类。可控整流由于存在输出电压含有较多的谐波、输入功率因数低、控制部分复杂、中间直流大电容造成的调压惯性大相应缓慢等缺点，随着PMW技术的出现可控整流在交直交变频器中已经被淘汰。不可控整流是目前交直交变频器的主流形式，它有2种构成形式，6支整流二极管或6支晶闸管组成三相整流桥。,9/18/2023,48,整流模块,9/18/2023,49,全波整流电路,在SPWM变频器中，大多采用桥式全波整流电路。在中、小容量的变频器中，整流器件采用不可控的整流二极管或二极管模块，如图中的VD1-VD6所示。当三相线电压为380
43、V时，整流后的峰值电压为537V，平均电压为515V。,*U2 是整流变压器二次侧额定相电压的有效值。,9/18/2023,50,滤波及限流电路,（1）滤波电路，即上图中的CF1和CF2。由于受到电解电容的电容量和耐压能力的限制，滤波电路通常由若干个电容器并联成一组，又由两个电容器组CF1和CF2串联而成。因为电解电容的电容量有较大的离散性，故电容器组CF1和CF2的电容量常不能完全相等。其结果是各电容器组承受的电压UD1和UD2不相等，使承受电压较高一测的电容器组容易损坏。为了使UD1和UD2相等，在CF1和CF2旁各并联一个阻值相等的均压电阻RC1和RC2。,9/18/2023,51,限流
44、电路,限流电路，即如上图中，串接在整流桥和滤波电容器之间，由限流电阻RL和电路开关SL组成的并联电路。限流电阻RL的作用是：变频器在接入电源之前，滤波电容CF上的直流电压UD=0。因此，当变频器刚接入电源的瞬间，将有一个很大的冲击电流经过整流桥流向滤波电容，使整流桥可能因此而受到损坏。如果电容器的容量很大，还会使电源电压瞬间下降而形成对电网的干扰。限流电阻RL就是为了削弱该冲击电流而串接在整流桥与滤波电容之间的。短路开关SL的作用是：限流电阻RL如长期接在电路内，会影响直流电压UD和变频器输出电压的大小。所以，当UD增大到一定程度时，令短路开关SL接通，把RL切出电路。SL大多由晶闸管构成，在
45、容量较小的变频器中，也常有接触器或继电器的触点构成。,9/18/2023,52,电源指示,电源指示灯HL除了表示电源是否接通外，还有一个十分重要的功能，即在变频器切断电源后，表示滤波电容器CF上的电荷是否已经释放完毕。由于CF的容量较大，而切断电源又必须在逆变电路停止工作的状态下进行，所以CF没有快速放电的回路，其放电时间往往长达数分钟。又由于CF上的电压较高，如不放完，对人身安全将构成威胁。故在维修变频器时，必须等HL完全熄灭后才能接触变频器内部的导电部分，所以，HL也具有提示保护作用。,9/18/2023,53,三相逆变桥电路,逆变桥电路的功能是把直流电转换成三相交流电，逆变桥电路由下图中
46、的开关器件V1-V6构成。目前中小容量的变频器中，开关器件大部分使用IGBT管。,9/18/2023,54,逆变模块、大电容、均压电阻,9/18/2023,55,续流电路,由图中的VD7-VD12构成。其功能是：（1）为电动机绕组的无功电流返回直流电路时提供通路。（2）当频率下降从而同步转速下降时，为电动机的再生电能反馈至直流电路提供通路。（3）为电路的寄生电感在逆变过程中释放能量提供通路。3、缓冲电路（R01-R06、CO1-C06、VD01-VD06）逆变管在关断和导通的瞬间，其电压和电流的变化率是很大的，有可能使逆变管受到损害。因此，每个逆变管旁还应接入缓冲电路，以减缓电压和电流的变化率
47、。缓冲电路的结构因逆变管的特性和容量等的不同而有较大差异，下图是比较典型的一种2-27。各元件的功能如下：,9/18/2023,56,缓冲电路,（1）电容C01-C06。逆变管V1-V6每次由导通状态,9/18/2023,57,缓冲电路,转换成截止状态的过程中，集电极（C极）和发射极（E极）之间的电压UCE将极为迅速地由近乎0V上升至直流电压值UD。在此过程中，电压增长率是很高的，将容易导致逆变管的损坏。C01-C06的功能便是减小V1-V6在关断时的电压增长率（2）电阻R01-R06。V1-V6每次由截止状态转换为导通状态时，C01-C06上所冲的电压（等于UD）将向V1-V6放电。放电电流
48、的初始值是很大的，并且将迭加到负载电流上，导致V1-V6损坏。电阻R01-R06就是用来限制C01-C06对V1-V6的放电电流的。（3）二极管VD01-VD02。限流电阻R01-R06的接入，又会影响C01-C06在V1-V6的关断时限制电压增长率的效果。VD01-VD02接入后，在V1-V6的关断过程中，使R01-R06不起作用。,9/18/2023,58,变频器的应用,变频器的选型变频器的安装变频器的现场调试及参数设置安装调试实例,9/18/2023,59,变频器的选型,电机变频调速器简称变频器可为水厂、化工厂、化纤厂、制药厂、塑料厂、水泥产、矿井等各行各业的生产设备配套。应用于提升机、
49、皮带传送、送风机、引风机、除尘机、注塑机、挤塑机、油井钻井等各种机械和水泵电机变频调速控制。性能好价格低质量稳定节能效果显著。ABB世界电器的巨人国际名牌。全球许多国家都拥有它的分支机构、合作伙伴和分销商完善的售前售后服务令人叹服。,9/18/2023,60,ABB变频器针对各种应用领域、工矿、环境有不同的选型方案。ACS350用于小功率电机使用的场合从0.37至7.5KWACS510从1.1至110KWACS550从0.75至110KWACS800-1从1.5至110KWACS800-02从110至400KWACS800-04从110至500KW,9/18/2023,61,ABB选型实例,1
50、、直接联系当地 ABB 传动销售办事处。并让他们知道您的要求。2、参考下面的6个步骤构建您自己的订货代码。每个步骤都有详细信息的页码索引。,9/18/2023,62,型号代码的含义,ACS510,01,03A3,4,B055,产品系列,电压,结构,容量及类型,外形尺寸,可选件,9/18/2023,63,变频器尺寸,9/18/2023,64,主要性能,9/18/2023,65,ABB变频器ACS510系列,什么是ACS510?ACS510是ABB又一款杰出的低压交流传动产品。ACS510可以简单的购买，安装，配置和使用，可节省相当多的时间。何处使用?ACS510传动应用于广泛的工业领域，适用各类
