DN05(新27)第五章在各類負(fù)載中應(yīng)用.doc

33因材施變用變頻！第5章變頻器在各類負(fù)載中的應(yīng)用51帶式輸煤機(jī)的變頻調(diào)速圖51帶式輸煤機(jī)511負(fù)載的特點(diǎn)圖52 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載及其特性a）帶式輸煤機(jī)b）機(jī)械特性c）負(fù)荷工況TLFrC512變頻器選型1變頻器型號(hào)負(fù)載要求硬機(jī)械特性，但對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)無(wú)要求。可選富士G11系列變頻器。2變頻器容量電動(dòng)機(jī)可能短時(shí)間過(guò)載運(yùn)行。變頻器容量加大一擋，選22kVA（配15kW電動(dòng)機(jī)），30A。圖53變頻器容量的選擇a）拖動(dòng)系統(tǒng)b）電流曲線513變頻器的功能預(yù)置1基本功能圖54基本功能的預(yù)置a）基本頻率b）最高頻率與上、下限頻率2頻率給定的相關(guān)功能圖55頻率調(diào)節(jié)電路1轉(zhuǎn)矩提升3轉(zhuǎn)矩提升功能圖56富士變頻器的轉(zhuǎn)矩提升功能a）二次方律特性b）一次方律特性c）恒轉(zhuǎn)矩特性4加、減速時(shí)間圖57加、減速時(shí)間的預(yù)置a）加速時(shí)間b）主電路接線c）減速時(shí)間圖58富士變頻器的過(guò)載保護(hù)a）動(dòng)作電流與輸出頻率的關(guān)系b）反時(shí)限曲線5保護(hù)功能功能碼功能含義數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義F10電子熱繼電器11適用于通用電動(dòng)機(jī)2適用于變頻專用電動(dòng)機(jī)F11動(dòng)作電流設(shè)定值（IF）70%電動(dòng)機(jī)的電流取用比F12發(fā)熱時(shí)間常數(shù)5minIMIF150%時(shí)的動(dòng)作時(shí)間F14瞬時(shí)停電再起動(dòng)選擇4從停電時(shí)的頻率開(kāi)始搜索H13瞬時(shí)停電等待時(shí)間30sH15瞬時(shí)停電直流電壓下限400V低于400V不能再起動(dòng)H16停電后運(yùn)行指令保持時(shí)間30s超過(guò)保持時(shí)間，不能再起動(dòng)H04自動(dòng)復(fù)位次數(shù)2跳閘后可自動(dòng)復(fù)位2次H05自動(dòng)復(fù)位間隔時(shí)間2 s變頻器怎樣對(duì)付溜鉤？ 52提升機(jī)的變頻調(diào)速521重力負(fù)載及其特點(diǎn) 圖59電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)a）重物下降b）拖動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)1重力負(fù)載的特點(diǎn)2重力負(fù)載的四象限運(yùn)行（1）重物上升 圖510 重物上升時(shí)的工作點(diǎn)a）重載上升b）工作點(diǎn)圖511 空鉤下降時(shí)的工作點(diǎn)a）空鉤下降b）工作點(diǎn)（2）空鉤（包括輕載）下降圖512 重載下降時(shí)的工作點(diǎn)a）重載下降b）工作點(diǎn)（3）重載下降 2變頻器選型（1）型號(hào)具有四象限運(yùn)行特點(diǎn)。采用無(wú)反饋矢量控制方式，選用三菱FR540A系列變頻器。（2）容量PMN11 kW ；IMN24.6A選SN23.6 kVA（15 kW）；IN31A522變頻調(diào)速特點(diǎn)1電動(dòng)機(jī)和變頻器接法圖513電動(dòng)機(jī)和變頻器接法2功能預(yù)置功能碼功能名稱數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義Pr.3基底頻率50Hz即基本頻率Pr.4高速頻率設(shè)定50Hz由RH端子控制Pr.5中速頻率設(shè)定30Hz由RM端子控制Pr.6低速頻率設(shè)定10Hz由RL端子控制Pr.7加速時(shí)間5sPr.8減速時(shí)間5sPr.19基底頻率電壓380VPr.65再試選擇3僅在過(guò)流或過(guò)壓跳閘時(shí)允許重合閘Pr.67再試次數(shù)2允許再試2次，即自動(dòng)重合閘2次Pr.68再試等待時(shí)間1s3電動(dòng)機(jī)參數(shù)的自測(cè)定（1）預(yù)置相關(guān)功能功能碼功能名稱數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義Pr.80電動(dòng)機(jī)容量11kW預(yù)置了這兩個(gè)功能，就選擇了矢量控制方式Pr.81電動(dòng)機(jī)的磁極數(shù)6Pr.71適用電動(dòng)機(jī)3非三菱標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)Pr.9電子過(guò)電流保護(hù)28A作用相當(dāng)于電流取用比Pr.83電動(dòng)機(jī)額定電壓380VPr.84電動(dòng)機(jī)額定頻率50HzPr.95自動(dòng)調(diào)整設(shè)定/狀態(tài)1電動(dòng)機(jī)不旋轉(zhuǎn)自動(dòng)測(cè)量（2）變頻器通電變頻器通電時(shí)，電磁制動(dòng)器不通電，保持對(duì)電動(dòng)機(jī)軸的抱緊狀態(tài)。（3）變換模式變頻器從編程模式切換成運(yùn)行模式。（4）“起動(dòng)”電動(dòng)機(jī)圖514自動(dòng)測(cè)量a）編程模式b）運(yùn)行模式c）外接端子控制如為面板操作，按FWD鍵或REV鍵；如為外接端子操作，則接通STF端子或STR端子。（5）自動(dòng)測(cè)量完成上述運(yùn)行狀態(tài)維持約25s，至顯示屏顯示“3”或“103”時(shí)，自動(dòng)測(cè)量結(jié)束。如為面板操作，按STOP鍵；如為外接端子操作，則斷開(kāi)STF端子或STR端子即可。523起升裝置的防溜鉤圖515電磁制動(dòng)器的接法a）工頻運(yùn)行時(shí)b）變頻運(yùn)行時(shí)1電磁制動(dòng)器的接法圖516提升機(jī)變頻控制電路a）控制電路b）操作板2提升機(jī)變頻控制電路3變頻運(yùn)行時(shí)防溜鉤的方法圖517變頻器控制的防溜鉤功能碼功能名稱數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義Pr.60程序制動(dòng)模式8程序制動(dòng)模式有效，制動(dòng)器無(wú)動(dòng)作完成信號(hào)Pr.13啟動(dòng)頻率1 Hz圖中之fSPr.190RUN端子功能20電磁制動(dòng)器通電指令Pr.278制動(dòng)開(kāi)啟頻率3 Hz圖中之fSDPr.279制動(dòng)開(kāi)啟電流110%圖中之IBS（110%電動(dòng)機(jī)額定電流）Pr.280開(kāi)啟電流檢測(cè)時(shí)間0.3s圖中之tSC（發(fā)出制動(dòng)器通電信號(hào)）Pr.281制動(dòng)器松開(kāi)完成時(shí)間0.3s圖中之tSD（輸出頻率開(kāi)始上升）Pr.282制動(dòng)操作頻率6 Hz圖中之fBS（電磁制動(dòng)器斷電）Pr.283制動(dòng)器抱緊完成時(shí)間0.3s圖中之tBB（輸出頻率下降至0 Hz）3應(yīng)急措施舉例圖518制動(dòng)單元損壞后的應(yīng)急措施（1）制動(dòng)單元損壞后的應(yīng)急措施圖519緊急情況的快速制動(dòng)（2）緊急情況的快速制動(dòng)休息10分鐘勿用拳頭捶螞蟻！圖520卷繞機(jī)械示意圖53卷繞機(jī)械的變頻調(diào)速圖521 恒功率負(fù)載及其特性a）卷徑很小時(shí)b）卷徑增大時(shí)c）卷徑最大時(shí)531卷繞機(jī)械的特點(diǎn)1機(jī)械特性532卷繞機(jī)械變頻調(diào)速的要害圖522額頻以下帶卷繞機(jī)1主要矛盾2解決方法圖523提高頻率帶卷繞機(jī)a）最高頻率為100Hzb）最高頻率為150Hzc）最高頻率為180Hz533卷繞機(jī)械變頻調(diào)速要點(diǎn)1閉環(huán)控制（1）選型與控制電路變頻器選型森蘭SB70系列：6.4kVA，9.7A，配用4 kW電動(dòng)機(jī)圖524卷繞的閉環(huán)控制圖525森蘭變頻器基本功能a）電壓與頻率b）有效轉(zhuǎn)矩線c）轉(zhuǎn)矩提升線（2）基本功能預(yù)置2轉(zhuǎn)矩控制圖526卷繞的轉(zhuǎn)矩控制a）控制系統(tǒng)示意圖b）轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速選用安川CIMRG7S系列變頻器54車床的變頻調(diào)速541車床的外形與特性1主要特點(diǎn)圖527車床的外形與特性a）車床外形b）車床的機(jī)械特性2實(shí)例某意大利產(chǎn)SAG型精密車床，基本數(shù)據(jù):如下：（1）主軸轉(zhuǎn)速：75、120、200、300、500、800、1200、2000r/min； （2）電動(dòng)機(jī)額定數(shù)據(jù)：2.2kW，5A，1420 r/min。（3）車床的計(jì)算轉(zhuǎn)速：nD300 r/min即：nL300 r/min為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)；nL500r/min為恒功率區(qū)。（4）各檔轉(zhuǎn)速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 負(fù)載的實(shí)際功率按2kW計(jì)算，則各檔轉(zhuǎn)速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩如表所示。各檔轉(zhuǎn)速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩檔次123456789轉(zhuǎn)速(r/min)75120200300500800100012002000轉(zhuǎn)矩(Nm)64646464382420169.5（5）電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩 TMN14.6Nm3、拖動(dòng)系統(tǒng)的折算為了便于在電動(dòng)機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩和負(fù)載的機(jī)械特性之間進(jìn)行比較，把電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速都折算到負(fù)載軸上。折算公式如下：（1）轉(zhuǎn)速的折算nMnL（2）轉(zhuǎn)矩的折算TM TM542兩擋傳動(dòng)比方案圖528兩擋傳動(dòng)比方案1有效轉(zhuǎn)矩線2、低速擋的傳動(dòng)比（1）決定傳動(dòng)比50Hz（1420 r/min）與300 r/min對(duì)應(yīng)L4.73取L5（2）低速擋的轉(zhuǎn)速范圍恒轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速范圍：nL0300 r/min，對(duì)應(yīng)fX050Hz；恒功率轉(zhuǎn)速范圍：nL300600 r/min，對(duì)應(yīng)fX50100Hz。3高速擋的傳動(dòng)比（1）決定傳動(dòng)比50Hz（1420 r/min）與1000 r/min對(duì)應(yīng)H1.42取H1.5（2）高速擋的轉(zhuǎn)速范圍恒轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速范圍：nL01000 r/min，對(duì)應(yīng)fX050Hz；恒功率轉(zhuǎn)速范圍：nL10002000 r/min，對(duì)應(yīng)fX50100Hz。4轉(zhuǎn)矩的核算： TMN 14.6Nm 低速時(shí)折算到負(fù)載側(cè)的轉(zhuǎn)矩：T ，MN14.65=72 64 高速時(shí)折算到負(fù)載側(cè)的轉(zhuǎn)矩：T ，MN14.61.5=21.9 20 滿足要求 5、功率的核算： 電動(dòng)機(jī)額定功率PN = 2.2KW低速檔負(fù)載功率：P=(64300)/9550=2.2 KW 高速檔負(fù)載功率：P=(201000)/9550=2.09 KW 滿足要求543 變頻器的選擇1、容量的選擇考慮到車床在低速車削毛坯時(shí)，常常出現(xiàn)較大的過(guò)載現(xiàn)象，故所選變頻器的容量加大一檔。變頻器容量： SN6.9kVA（配用PMN3.7kW電動(dòng)機(jī)）的，額定電流IN9。休息10分鐘55風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)水泵變頻時(shí)須注意哪些問(wèn)題？551風(fēng)機(jī)的機(jī)械特性1轉(zhuǎn)矩特點(diǎn) 圖529二次方律負(fù)載及其特性a）風(fēng)扇示意圖 b）風(fēng)扇機(jī)械特性LTL22功率特點(diǎn) PLPL3嚴(yán)格地講，轉(zhuǎn)矩表達(dá)式應(yīng)為：L0TL2功率表達(dá)式為：PL0PL3 552實(shí)例1鼓風(fēng)機(jī)實(shí)例某加熱爐鼓風(fēng)機(jī)：55kW、1480r/min、102.5A。工頻運(yùn)行時(shí)的實(shí)際工作電流是96A。2變頻器選型（1）變頻器的型號(hào)對(duì)于風(fēng)機(jī)和水泵用變頻器，應(yīng)優(yōu)先考慮價(jià)格。今選康沃CVFP3系列變頻器。（2）變頻器的容量鼓風(fēng)機(jī)一般不會(huì)過(guò)載，故變頻器的容量與電動(dòng)機(jī)相同即可。今選：康沃CVFP34T0550型變頻器，其額定數(shù)據(jù)是：73.7kVA、112A、配用55kW電動(dòng)機(jī)。3變頻調(diào)速方案圖530鼓風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速5轉(zhuǎn)矩提升功能的預(yù)置圖531康沃的轉(zhuǎn)矩提升功能a）風(fēng)機(jī)機(jī)械特性b）Uf線的類型c）轉(zhuǎn)矩提升量56水泵的變頻調(diào)速561大樓的恒壓供水1實(shí)例某大樓的供水系統(tǒng)：實(shí)際揚(yáng)程HA30m，要求供水壓力保持在0.5MPa，壓力變送器的量程是01 MPa。采用一主二輔供水系統(tǒng)。主泵電動(dòng)機(jī)：22kW、42.5A、1470r/min，由變頻器控制。配用變頻器：配用西門子MM430系列變頻器，29kVA（適配電動(dòng)機(jī)為22kW），45A。輔泵電動(dòng)機(jī)：5.5kW、11.6A、1440r/min，直接接到工頻電源上。圖532一主二輔供水系統(tǒng)2供水系統(tǒng)的構(gòu)成562功能預(yù)置1基本功能的預(yù)置圖533水泵基本功能的預(yù)置a）頻率給定線b）加、減速時(shí)間2轉(zhuǎn)矩提升功能的預(yù)置（1）西門子變頻器的Uf線設(shè)置圖533西門子變頻器的Uf線a）Uf線的類型b）二次方律Uf線563恒壓供水的過(guò)程控制1通道選擇與信號(hào)范圍圖534恒壓供水系統(tǒng)的接線（1）接線圖（2）目標(biāo)信號(hào)的確定壓力變送器的量程為01 MPa，而要求的供水壓力是0.5MPa目標(biāo)信號(hào)應(yīng)為50%。（3）相關(guān)功能功能碼功能名稱數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義P2200允許PID控制投入1PID功能有效P2253PID設(shè)定值信號(hào)源755目標(biāo)信號(hào)從AIN1端輸入P2264PID反饋信號(hào)755反饋信號(hào)從AIN2端輸入P2266反饋信號(hào)的上限值60%與上限壓力對(duì)應(yīng)（0.6MPa）P2268反饋信號(hào)的下限值40%與下限壓力對(duì)應(yīng)（0.4MPa）P2271傳感器的反饋形式0負(fù)反饋2PID的預(yù)置與工況（1）工況示意圖圖535恒壓供水的工況a）恒壓供水系統(tǒng)b）PID工況（2）相關(guān)功能功能碼功能名稱數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義P2280PID增益系數(shù)5比例增益為5P2285PID積分時(shí)間10s積分時(shí)間為10sP2291PID輸出上限10%上、下限預(yù)置得越小，則加、減泵的切換越頻繁P2292PID輸出下限10%P2293PID上升時(shí)間20s起動(dòng)時(shí)防止因加速太快而跳閘（3）調(diào)試在流量比較穩(wěn)定的情況下，如反饋信號(hào)時(shí)而大于目標(biāo)信號(hào)，時(shí)而小于目標(biāo)信號(hào)。說(shuō)明系統(tǒng)發(fā)生了振蕩，應(yīng)：減小P，或增大I。當(dāng)流量發(fā)生變化（增大或減小）后，反饋信號(hào)難以迅速地回復(fù)到等于目標(biāo)信號(hào)時(shí)，說(shuō)明系統(tǒng)反應(yīng)遲緩，應(yīng)：增大P，或減小I。564切換控制1加、減泵控制要點(diǎn)圖536一主二輔加、減泵控制a）加泵控制b）減泵控制2功能預(yù)置功能碼功能名稱數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義說(shuō)明P2371輔助泵分級(jí)控制2M1M2有2臺(tái)輔助泵參與控制P2372輔助泵分級(jí)循環(huán)1分級(jí)循環(huán)運(yùn)行時(shí)間短者先加后減P2373PID回線寬度20%上下限寬度即H和L之間的寬度P2374加泵延時(shí)300s加泵確認(rèn)時(shí)間，圖中之tY1P2375減泵延時(shí)300s減泵確認(rèn)時(shí)間，圖中之tY1P2376PID調(diào)節(jié)量極限40%PID超過(guò)極限時(shí)，立即加、減泵P2377禁止加、減泵時(shí)間400sPID未回到正常范圍時(shí)不能加、減泵（圖中之tY3）P2378加、減泵控制頻率85%切換過(guò)渡頻率，即圖中之fS（42.5Hz）圖537 PLC控制水泵的切換用PLC控制水泵的切換1、四川遂寧市自來(lái)水二廠，供水能力6萬(wàn)噸/日，城市管網(wǎng)壓力0.4MPa，泵組為3臺(tái)160KW，1臺(tái)90KW水泵，要求恒壓供水并采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控，變頻器或控制系統(tǒng)故障可由軟起動(dòng)器手動(dòng)起動(dòng)各泵。2、UF1為160KW變頻器，DZ1DZ6為L(zhǎng)G ABE403a 400A空氣開(kāi)關(guān)，F(xiàn)U1 500A,FU2 600A為快熔，KM1-KM10位LG GMC-400交流接觸器，PT為森納斯壓力變送器，量程1Mpa.3、系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，水泵電機(jī)從變頻狀態(tài)切換到工頻狀態(tài)，延時(shí)從300ms起，到500ms時(shí)電流表顯示也無(wú)明顯的沖擊，最后定為600ms.軟起動(dòng)器設(shè)定為限流起動(dòng)方式，設(shè)定為2.5倍。軟起動(dòng)器起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流接近800A,但在30S內(nèi)下降到額定電流以下，查600A熔斷器曲線,通過(guò)1000A電流在60S熔斷，所以軟起動(dòng)器的熔斷器定為600A。該系統(tǒng)已經(jīng)投產(chǎn)兩年，每日供水4-5萬(wàn)噸，運(yùn)行良好。據(jù)廠家統(tǒng)計(jì)，電耗/噸減少20%.4、由多功能輸出端RO1、RO2啟動(dòng)PLC進(jìn)行切換頻率到達(dá)：變頻器到達(dá)上限頻率，RO1接通，啟動(dòng)PLC加泵程序，現(xiàn)有泵切換到工頻，變頻器復(fù)位，啟動(dòng)下一臺(tái)泵。頻率檢測(cè)：變頻器到達(dá)下限頻率，RO2接通，啟動(dòng)PLC減泵程序，切除一臺(tái)工頻運(yùn)行的水泵。5、利用加壓罐的恒壓供水在系統(tǒng)正常工作時(shí)，一方面維持管網(wǎng)壓力，另一方面將壓力儲(chǔ)存在加壓罐中，當(dāng)系統(tǒng)流量極低時(shí)，變頻器可以停止運(yùn)行，由加壓罐儲(chǔ)存的壓力維持管網(wǎng)的壓力恒定。PLC進(jìn)行切換同上。566睡眠與喚醒控制圖537睡眠與喚醒控制1控制特點(diǎn)2功能預(yù)置功能碼功能名稱數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義P2390節(jié)能設(shè)定值35Hz節(jié)能啟動(dòng)頻率，即圖中之fSLP2391節(jié)能定時(shí)器240s定時(shí)器計(jì)時(shí)時(shí)間（t1t3）即確認(rèn)時(shí)間P2392節(jié)能再啟動(dòng)設(shè)定40%PID調(diào)節(jié)量的喚醒值即圖之H一、關(guān)于變頻器選擇的幾個(gè)問(wèn)題：1、變頻器有哪些額定數(shù)據(jù)？1輸入側(cè)數(shù)據(jù)2輸出側(cè)數(shù)據(jù)額定輸出電壓額定輸出電流允許長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)的最大電流，是用戶在選擇變頻器容量時(shí)的主要依據(jù)；額定輸出容量SkVA配用電動(dòng)機(jī)容量指在帶動(dòng)連續(xù)不變負(fù)載的情況下，能夠配用的最大電動(dòng)機(jī)容量。2、變頻器中的配用電動(dòng)機(jī)容量能否作為選擇依據(jù)？選擇變頻器的關(guān)鍵：變頻器的額定電流必須大于電動(dòng)機(jī)的最大運(yùn)行電流。電動(dòng)機(jī)容量PMNW15.018.522.030.037.045.055.075.0電動(dòng)機(jī)額定電流IMNA2229.435.542.256.970.483.9102.7140.12430.335.942.556.969.884.2102.5139.72631.537.744.659.572.085.4104.9142.42834.141.347.663.078.293.2112.1152.8變頻器額定電流艾默生TD300032.037.045.060.075.090.0110.0152.0安川CIMRG734.042.052.065.080.097.0128.0165.0ABBACS80034.044.055.072.086.0103.0141.0166.0瓦薩VACONCX32.042.048.060.075.090.0110.0150.0艾默生TD3000系列變頻器各擋的額定電流都小于8極電動(dòng)機(jī)的額定電流，瓦薩VACONCX系列變頻器37kW以上各檔的額定電流也都小于8極電動(dòng)機(jī)的額定電流。在決定變頻器的容量時(shí)，而必須認(rèn)真對(duì)照變頻器和電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)，以及對(duì)負(fù)載的輕重進(jìn)行估計(jì)后再行選擇。注意測(cè)量電動(dòng)機(jī)的最大運(yùn)行電流3、在哪些情況下，可以按說(shuō)明書(shū)中的配用電動(dòng)機(jī)容量來(lái)選擇？1、連續(xù)不變負(fù)載2電動(dòng)機(jī)裕量較大：負(fù)載是變動(dòng)的，但負(fù)載的最大電流不超過(guò)變頻器的額定電流。3電動(dòng)機(jī)的沖擊電流時(shí)間甚短者4、負(fù)載的最大工作頻率為40Hz，能否選用容量較小的變頻器？1.恒功率負(fù)載因?yàn)樵谵D(zhuǎn)速下降時(shí)，負(fù)載功率并不