變頻器培訓（課堂PPT）

1、1變頻器培訓北京北科麥思科自動化工程技術(shù)有限公司系統(tǒng)工程部電氣傳動組 趙鵬 2講座的主要內(nèi)容 三相異步電動機的結(jié)構(gòu)及原理 變頻器的原理 安川YASKAWA變頻器介紹3三相異步電動機外觀4三相異步電動機結(jié)構(gòu) 1.機座 2.定子鐵芯 3.定子繞組 4.轉(zhuǎn)子鐵芯 5.轉(zhuǎn)子繞組下圖所示為鼠籠型電動機轉(zhuǎn)子5三相異步電動機旋轉(zhuǎn)原理 三相異步電動機要旋轉(zhuǎn)起來的先決條件是具有一個旋轉(zhuǎn)磁場，三相異步電動機的定子繞組就是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的. 工頻電源相與相之間的電壓在相位上是相差120度，三相異步電動機定子中的三個繞組在空間方位上也互差120度，這樣，當在定子繞組中通入三相電源時，定子繞組就會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場.其

2、產(chǎn)生的過程如圖所示。6旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為：n n0 0=60f/p=60f/pf:電源頻率p:磁場的磁極對數(shù)n0:旋轉(zhuǎn)磁場每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)7為何叫異步電動機 定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場后，轉(zhuǎn)子導條（鼠籠條）將切割旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子導條中的電流又與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁力產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場方向以n1的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)起來。 電動機的實際轉(zhuǎn)速n1低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n。因為假設(shè)n=n1，則轉(zhuǎn)子導條與旋轉(zhuǎn)磁場就沒有相對運動，就不會切割磁力線，也就不會產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n1必然小于n。為此我們稱三相電動機為異步電動機。 8如何改變電機旋轉(zhuǎn)方向 電機定子旋轉(zhuǎn)磁場方向與定子繞組

3、電流的相序有關(guān) 相序A、B、C順時針排列，磁場順時針方向旋轉(zhuǎn)，若把三根電源線中的任意兩根對調(diào)，則磁場必然逆時針方向旋轉(zhuǎn) 利用這一特性很方便地改變?nèi)嚯妱訖C的旋轉(zhuǎn)方向9需要說明的幾個公式 同步轉(zhuǎn)速: n n0 0=60f/p=60f/p 轉(zhuǎn)差率: s=(ns=(n0 0-n)/n-n)/n0 0 異步電動機的轉(zhuǎn)速: n=60f(1-s)/pn=60f(1-s)/p10異步電動機的機械特性11變頻器的基本構(gòu)成 主回路：整流器（整流模塊）、濾波器（濾波 電容）、逆變器 控制回路：單片機、驅(qū)動電路、光電隔離電路12變頻器內(nèi)部電路的基本功能 整流電路：三相全波整流，對工頻的外部電源進行整流，并給逆變電路

4、和控制電路提供所需直流電源。13變頻器內(nèi)部電路的基本功能 直流中間電路：對整流電路的輸出進行平滑，以保證逆變電路和控制電源能夠得到質(zhì)量較高的直流電源。14變頻器內(nèi)部電路的基本功能 逆變電路：在控制電路的控制下將平滑電路輸出的直流電源轉(zhuǎn)換為頻率和電壓都任意可調(diào)的交流電源。15變頻器內(nèi)部電路的基本功能 控制電路：主要包括主控制電路、信號檢測電路、門級驅(qū)動電路、外部接口電路及保護電路，是變頻器的核心。作用是將檢測電路得到的各種信號送至運算電路，使運算電路能夠根據(jù)要求為變頻器主電路提供們寄驅(qū)動信號，并對變頻器和電機提供必要的保護。16變頻器的分類 按主電路工作方式分：電壓型；電流型 按變頻器調(diào)壓方法分

5、：PAM（脈沖振幅調(diào)制）；PWM（脈沖寬度調(diào)制） 按照工作原理分：V/F控制；SF轉(zhuǎn)差頻率控制；VC矢量控制17V/F控制原理 V/F是在改變頻率的同時控制變頻器的輸出電壓，是電動機的磁通保持一定。 在電機進行調(diào)速時，應(yīng)保持電機每極磁通量m不變。如果磁通太弱沒有充分利用電機的鐵心，過分增大磁通會使鐵心飽和，過大的勵磁電流使繞組過熱損壞電機。 V/F=CV/F=C1 1 m18SPWM原理 SPWM正弦脈寬調(diào)制，其波形是與正弦波等效的一系列等幅不等寬的矩形脈沖波形，等效的原則是每一個區(qū)間的面積相等。19電壓型變頻器主電路基本結(jié)構(gòu)20應(yīng)用變頻器的好處 對已有的恒速電機可進行調(diào)速 能夠?qū)﹄姍C進行軟啟

6、動，軟停止 可以頻繁的啟動停止電機 主回路無接觸器也可以進行正反轉(zhuǎn) 可以電氣制動 一臺變頻器可以對多臺電機進行速度控制21日益得到認可的變頻器22【恒力矩特性】【恒力矩特性】【遞減力矩特性】【遞減力矩特性】 （）（） 力矩力矩力矩力矩變頻器特性變頻器特性23 0 0.5 1.5 3 100 0.5 1.5 3 10運行頻率運行頻率 (Hz)(Hz)250250200 200 1501501001005050力矩力矩()2425IMIMIMF7F7F7F7F7F7新功能新功能新功能新功能26IMIM電機電機接線用斷路器MCMC三相電源制動電阻器制動電阻器27脈沖監(jiān)視脈沖監(jiān)視輸出輸出脈沖指令脈沖指

7、令輸入輸入MAX 32kHzMAX 32kHzMPMPACACRPRPACAC外部頻率指令外部頻率指令新增了脈沖序列指令輸入，脈沖序列監(jiān)視輸出新增了脈沖序列指令輸入，脈沖序列監(jiān)視輸出28外部外部+24V+24VS SS SS SSCSC分路器分路器S SS SS SSCSCS SS SS SSCSC29 E1-06E1-06 基本頻率基本頻率E1-09E1-09 最低輸出最低輸出 頻率頻率E1-13E1-13 基本電壓基本電壓E2-01E2-01 馬達額定電流馬達額定電流E2-02E2-02 馬達極數(shù)馬達極數(shù)F1-01F1-01 PGPG脈沖數(shù)脈沖數(shù)H4-02H4-02 多功能模擬量輸出多功能

8、模擬量輸出1 1端子端子H4-05H4-05 多功能模擬量輸出多功能模擬量輸出2 2端子端子L1-01L1-01 馬達保護功能馬達保護功能選擇選擇L3-04L3-04減速中失速防止減速中失速防止功能選擇功能選擇A1-02A1-02 控制方式選擇控制方式選擇b1-01b1-01 頻率指令選擇頻率指令選擇b1-02b1-02 運轉(zhuǎn)指令選擇運轉(zhuǎn)指令選擇b1-03b1-03 停止指令選擇停止指令選擇c1-01c1-01 加速時間加速時間1 1c1-02c1-02 減速時間減速時間1 1c6-01c6-01 CT/VTCT/VT選擇選擇d1-01d1-01 頻率指令頻率指令d1-02d1-02 頻率指令

9、頻率指令d1-03d1-03 頻率指令頻率指令d1-04d1-04 頻率指令頻率指令d1-17d1-17 點動頻率指令點動頻率指令E1-01E1-01 輸入電壓設(shè)定輸入電壓設(shè)定E1-03E1-03 V/V/曲線選擇曲線選擇E1-04E1-04 最高輸出頻率最高輸出頻率E1-05E1-05 最大電壓最大電壓3031采用脫卸式控制回路端子，在接線采用脫卸式控制回路端子，在接線狀態(tài)就可以交換變頻器單元了狀態(tài)就可以交換變頻器單元了3233電源電流波形例電源電流波形例請事先準備請事先準備3 3卷線變壓器卷線變壓器34現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線OBUSOBUS（標準裝備）（標準裝備）DeviceNetDeviceN

10、etProfibus-DPProfibus-DPInterBus-SInterBus-S* *CC-LinkCC-LinkCANopenCANopen* *ControlNetControlNet* *LONworksLONworks* * *：開發(fā)中：開發(fā)中通信選用卡通信選用卡35LISTEDLISTEDUSUSC C UU 36【級級】. . （機種）（機種）【級級】. .（機種）（機種）37 FWD:正轉(zhuǎn)指令輸入時點亮 REV:反轉(zhuǎn)指令輸入時點亮 SEQ:從控制回路端子輸入的運行指令有效時點亮 REF:從控制回路端子A1,A2輸入的頻率指令有效時點亮 ALARM:發(fā)生故障，警告時點亮 D

11、RIVE:驅(qū)動模式時點亮 QUICK:QUICK程序模式時點亮 ADV:ADVANCED程序模式時點亮 VERIFY:校驗?zāi)Ｊ綍r點亮 A.TUNE:自學習模式時點亮38 LOCAL/REMOTE:切換用數(shù)字操作器控制運行和控制回路端子控制運行 MENU:菜單，表示各種方式 ESC:退回，回到前一個狀態(tài) JOG:點動運行（LOCAL) FWD/REV:正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)(LOCAL) /RESET:參數(shù)的數(shù)值設(shè)定時的數(shù)位選擇/故障發(fā)生時作為故障復位鍵 DATE/ENTER:決定各方式功能參數(shù)設(shè)定值 增加鍵 減少鍵 RUN:運行(LOCAL) STOP:停止(LOCAL394041負載類型 機械負載與電機

12、轉(zhuǎn)矩特性有許多種類，常用有三種。 1.恒轉(zhuǎn)矩負載。如傳送帶，升降機等 2.平方轉(zhuǎn)矩負載。如風機 水泵類 3.恒功率負載。如卷揚機，機床主軸。42熱軋輥道應(yīng)用方案 輥道是熱軋帶鋼廠中數(shù)量最多、應(yīng)用最廣、占地最大、運送板坯和帶鋼不可少的輔助設(shè)備。輥道往往貫穿整個生產(chǎn)線，與生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)率有直接的關(guān)系。輥道的作用、布置形式、結(jié)構(gòu)和傳動方式也是多種多樣。隨其所在的主要設(shè)備的不同而有所差異。43輥道的作用 熱軋帶鋼生產(chǎn)線上的輥道一般根據(jù)工作性質(zhì)和所在位置的主要設(shè)備來分類，從板坯上料到帶鋼卷取通常分為：上料輥道、運輸輥道、稱重輥道、入爐輥道、出爐輥道、延伸輥道、工作輥道、中間輥道、輸出輥道、機上輥道等。主

13、要作用是 運送軋件 輔助主要設(shè)備工作，將軋件運入和運出主要設(shè)備 調(diào)節(jié)軋件溫度。44熱軋輥道傳動方式 可分為集體傳動和單獨傳動 集體傳動是由1臺電動機通過減速機和分配機構(gòu)傳動1組輥子，具有相對電機容量小，電控裝置少，防止軋件打滑性能好等優(yōu)點，但傳動機構(gòu)復雜、占地面積多、設(shè)備質(zhì)量大。 單獨傳動由1臺電動機傳動1根輥子，具有傳動機構(gòu)簡單、設(shè)備質(zhì)量輕、占地面積少、布置靈活等優(yōu)點，但相對電機容量大、電控裝置多。45輥道速度的確定和控制 調(diào)速輥道的控制主要取決于生產(chǎn)工藝要求，比如加熱爐稱重輥道要求定位精度高，可逆式粗軋機前后工作輥道要求要求于軋制方向和速度一致，中間輥道要求有游動功能，輸出輥道要求速度于精軋和卷取速度向相匹配。46變頻器的周邊設(shè)備 - 空氣開關(guān)空氣開關(guān)裝在主回路的最前面，用于分斷此回路的電源。- 進線電抗器進線電抗器根據(jù)變頻器的手冊，當變壓器的容量