精編變頻器培訓(xùn)

1、第 2 章電動(dòng)機(jī)變頻后的帶負(fù)載特性2 1 異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性21 1 異步電動(dòng)機(jī)的自然機(jī)械特性1自然機(jī)械特性2拖動(dòng)系統(tǒng)的工作點(diǎn)3機(jī)械特性的“硬”與“軟”21 2 異步電動(dòng)機(jī)的人工機(jī)械特性1轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻的機(jī)械特性2改變電壓的機(jī)械特性3改變頻率的機(jī)械特性（kU=kf)*/ I2 > % * Tn 8 012 . 2低頻時(shí)臨界轉(zhuǎn)矩減小的原因% = 7L + 幾 力=治伍© 1 cos<p2圖2- 7有效轉(zhuǎn)矩與磁通(1) 電磁轉(zhuǎn)矩總是和負(fù)載轉(zhuǎn)矩(包括損耗轉(zhuǎn)矩)相平衡的(2) 電磁轉(zhuǎn)矩正比于轉(zhuǎn)子電流和磁通的乘積。(3) 電流是不允許超過額定電流的。(4) 臨界轉(zhuǎn)矩與磁通成正比。2

2、. 2 . 1有效轉(zhuǎn)矩與磁通2 . 2 . 2與磁通有關(guān)的因素2 . 2 . 3頻率下降時(shí)的磁通變化(ku = kf) 假設(shè)：(1) AU = 30V :Ii = Iin (約 30 40V )(2) MJix AUi當(dāng)ku = kf, Ii = Iin時(shí)，在不同頻率下的磁通量fx( Hz)Uix (V)ix (%)fx (Hz)Uix (V) 1X (%)50380100201528740304981076663022894538232 . 3增大轉(zhuǎn)矩的對策之一一一V/F控制方式2 . 3 . 1V / F控制的基本思想1 .設(shè)置轉(zhuǎn)矩提升功能基本U / f線：ku = kf時(shí)的U / f線。

3、 基本頻率：與最大輸出電壓對應(yīng)的頻率。轉(zhuǎn)矩提升量:UC%二 ¥X 100%2 .轉(zhuǎn)矩提升后的U/線3 .轉(zhuǎn)矩提升存在的問題2. 3 . 2變頻器提供的U/線1 . U/線的類型之一務(wù)W% g吟A （幻引b）c）圖2- 13 U / f線的類型之二a）二次方類 b） 次方類 c）恒轉(zhuǎn)矩類二次方律負(fù)載預(yù)置范圍：0. 10.9 （0. 9對應(yīng)于10%）。 一次方律負(fù)載預(yù)置范圍：1. 01.9 （1. 9對應(yīng)于10%）。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載預(yù)置范圍：2. 020. 0 （20. 0對應(yīng)于10%）。2 . U/線的類型之二3. U/線的類型之三訓(xùn)(7?6MW)歸駅刃a)b)圖2- 15自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升a)自

4、動(dòng)U / f線b)手動(dòng)提升過程 c)自動(dòng)提升過程手動(dòng)提升特點(diǎn)：提升量預(yù)置后，不同頻率時(shí)的補(bǔ)償量也就確定。 自動(dòng)提升特點(diǎn)：不論頻率多大，每次自動(dòng)搜索的增量都相同。優(yōu)點(diǎn)：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。缺點(diǎn)：容易引起振蕩。4 .自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升2. 3 . 3關(guān)于預(yù)置轉(zhuǎn)矩提升功能的討論1.轉(zhuǎn)矩提升量的初定(1) 滿負(fù)荷時(shí)的最大提升量為：Uc% = 10%(2) 測量負(fù)載在運(yùn)行過程中的最大負(fù)荷率:如ax % =X 100%x100%(3) 轉(zhuǎn)矩提升量約為：Uc% = 10% x Eax %=0.1 $iax%（4）根據(jù)運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整2提升不足2提升過分(1)提升過分時(shí)的Im = f ( Tl)曲線( 2)提升過分的實(shí)例之

5、一( 3)提升過分的實(shí)例之二休息 15 分2 . 3 . 4關(guān)于預(yù)置基本頻率的討論1.電動(dòng)機(jī)額定電壓不符時(shí)的處理(1)三相220V電動(dòng)機(jī)配380V變頻器圖2-21 270V、70Hz電動(dòng)機(jī)配380V變頻器a)對基本頻率的設(shè)定b)變頻器與電動(dòng)機(jī)的對應(yīng)關(guān)系第一步：作出所需基本U / f線OA。 第二步：延長 OA至B, B點(diǎn)對應(yīng)380V 第三步：算出與B點(diǎn)對應(yīng)的基本頻率。(2) 270V、70Hz電動(dòng)機(jī)配380V變頻器2 .電源電壓與基本頻率24 增大轉(zhuǎn)矩的對策之二矢量控制方式24 1 矢量控制的基本思想 1直流電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) 2矢量控制的基本思路2 . 4 . 2電動(dòng)機(jī)參數(shù)的自動(dòng)測量（auto-t

6、uning ）1.矢量控制需要的參數(shù)2 .電動(dòng)機(jī)的空載和堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)3.自動(dòng)測量的相關(guān)功能（1）安川G7系列表2 1自動(dòng)測量相關(guān)功能（安川 CIMR G7A ）功能碼功能含義數(shù)據(jù)碼及含義T1 01自動(dòng)測量模式0:旋轉(zhuǎn)自測量；1 :靜止自測量T1 02電動(dòng)機(jī)額定功率T1 03電動(dòng)機(jī)額定電壓T1 04電動(dòng)機(jī)額定電流T1 05電動(dòng)機(jī)額定頻率T1 06電動(dòng)機(jī)的磁極數(shù)T1 07電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)自測量：電動(dòng)機(jī)脫離負(fù)載變頻器通電，按下RUN鍵，先讓電動(dòng)機(jī)停止1分鐘，再讓電動(dòng)機(jī)旋 轉(zhuǎn)1分鐘（轉(zhuǎn)速約為額定轉(zhuǎn)速的50%80% ）。按下STOP鍵，中止自測量。靜止自測量：電動(dòng)機(jī)不脫離負(fù)載。變頻器通電，按下RUN鍵，讓

7、電動(dòng)機(jī)停止1分鐘按下STOP鍵，中止自測量。(2) V5 H 系列表2 2自動(dòng)測量相關(guān)功能(V5 H系列)功能碼功能含義數(shù)據(jù)碼及含義P9. 01電動(dòng)機(jī)的磁極數(shù)P9. 02電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速P9. 03電動(dòng)機(jī)額定功率P9. 04電動(dòng)機(jī)額定電流P9. 15參數(shù)自整定1 :靜止自整定；2 :旋轉(zhuǎn)自整定自整定過程中，如出現(xiàn)過電流或過電壓，可適當(dāng)延長加、減速時(shí)間。變頻器與電動(dòng)機(jī)容量不匹配時(shí)，應(yīng)選擇靜止自整定。此外，在靜止自整定時(shí)，電動(dòng)機(jī)的空載電流應(yīng)預(yù)置為額定電流的 40%。PGHjcN PG-X22. 4 . 3有反饋矢量控制和無反饋矢量控制O O OR S T-二2孑PGd)I D O I UFu v w

8、 D 圖2-27有反饋矢量控制方式a）直接安裝與接線b）過渡軸 c）過渡軸套 d）聯(lián)接附件8 7 6 5 4 3 2 1 r ?罕笙盅塔土UFU V W E EEAAgg有反饋矢量控制：外部有轉(zhuǎn)速反饋的矢量控制。轉(zhuǎn)速反饋器件：旋轉(zhuǎn)編碼器，有軸型和軸套型之分。 變頻電動(dòng)機(jī)：選用軸套型編碼器，直接套在電動(dòng)機(jī)輸出軸上。 普通電動(dòng)機(jī)：須通過過渡軸套或過渡軸以安裝編碼器。聯(lián)接附件：如變頻器不具備直接與編碼器相接的端子， 則通過專用的 聯(lián)接附件與編碼器相接。1 .有反饋矢量控制接法2 .相關(guān)功能（艾默生TD3000 ）功能碼功能碼名稱數(shù)據(jù)碼及含義（或范圍）Fb. 00編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)0 9999p /Fb

9、. 01編碼器旋轉(zhuǎn)方向0 正方向；1 反方向Fb. 02編碼器斷線后處理方法0以自由制動(dòng)方式停機(jī)；1 切換為開環(huán)V F控制方式3 .無反饋矢量控制d)圖2- 29不宜采用的場合730/1460r/>inU F 矢量 控制u E W RSTkv=輸75矢控U V W RST特殊電機(jī)a)帶多臺電動(dòng)機(jī)b)容量差兩檔以上c) 8極以上 d)要點(diǎn)：矢量控制在進(jìn)行矢量變換時(shí)，部分變換系數(shù)是按照4極的配用 電動(dòng)機(jī)容量來設(shè)定的。因此，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的磁極數(shù)和實(shí)際容量的差別較 大時(shí)，矢量變換將出現(xiàn)較大誤差。4 .矢量控制方式的適用范圍25 增大轉(zhuǎn)矩的對策之三直接轉(zhuǎn)矩控制方式25 1 控制框圖25 2 主要優(yōu)、缺

10、點(diǎn)1優(yōu)點(diǎn)（1）動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力強(qiáng)； （2）只需一個(gè)參數(shù)（定子繞組電阻） ，初次通電就能測定。 2缺點(diǎn)（1）轉(zhuǎn)矩有脈動(dòng)，低頻時(shí)較顯著。（2）脈沖頻率較低，噪音較大。2 . 6變頻調(diào)速的有效轉(zhuǎn)矩線2 . 6 . 1有效轉(zhuǎn)矩線的概念圖2 -31額定工作點(diǎn)與有效工作點(diǎn)有效轉(zhuǎn)矩：非額定狀態(tài)下，允許長時(shí)間運(yùn)行的最大轉(zhuǎn)矩1.額定工作點(diǎn)與有效工作點(diǎn)2 . ku = k?時(shí)的有效轉(zhuǎn)矩線26 2 電動(dòng)機(jī)變頻后的有效轉(zhuǎn)矩線1 . ?XW?N的有效轉(zhuǎn)矩線2有效轉(zhuǎn)矩線的改善3 . ?x> ?N的有效轉(zhuǎn)矩線T最大輸出電壓與功率不變 UixNJin , Pm護(hù)mn°fx fry ?比主磁通i臨界轉(zhuǎn)矩Tkx J圖

11、2- 35 fx> fN時(shí)的機(jī)械特性和有效轉(zhuǎn)矩線a） 2倍頻以下U / ?線b）額頻以上機(jī)械特性c）有效轉(zhuǎn)矩線高頻時(shí)有效轉(zhuǎn)矩的恒功率性質(zhì)一方面：因變頻器的輸出電壓不可能超過額定電壓，故 fx >fN時(shí)，U/ ? 比減小，磁通減小，臨界轉(zhuǎn)矩也減小。另一方面：頻率升高f轉(zhuǎn)速升高f因功率不能增加，故有效轉(zhuǎn)矩減小。27 電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的調(diào)整27 1 機(jī)械特性變硬（轉(zhuǎn)差補(bǔ)償）1轉(zhuǎn)差補(bǔ)償?shù)暮x2轉(zhuǎn)差補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用舉例2 . 7 . 2機(jī)械特性變軟（下垂特性）下垂特性的含義：加大轉(zhuǎn)差，使機(jī)械特性變軟。 下垂特性的作用：重負(fù)載時(shí)降低轉(zhuǎn)速。1.下垂特性的含義2 .下垂特性的應(yīng)用舉例休息 15 分鐘2 .

12、 8傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是拖動(dòng)系統(tǒng)的組成部分2 . 8 .1傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及其作用RSTUF7. 5kWj5 ON* 11440r/»ina)50 N* jil lilOr/iiLin6kH5QHz7. SkWiQjQ Q Qb)SOON*血288r/minOff* *1410r/iRirLuvw50Hz圖2-40傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用a）傳動(dòng)比為1 b）傳動(dòng)比為傳動(dòng)比增大時(shí)：（1）轉(zhuǎn)速降低（2）轉(zhuǎn)矩增大1 .傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用2原理冶nL =根據(jù)能量守恒的原則，有：.Tl= Tm 入減速器輸出軸上的轉(zhuǎn)矩比電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩增大了入倍!28 2 傳動(dòng)系統(tǒng)為啥要折算？1.折算的必要性2折算的基本原則穩(wěn)態(tài)過程：折算前后

13、，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所傳遞的功率不變動(dòng)態(tài)過程：折算前后，旋轉(zhuǎn)部分儲存的動(dòng)能不變。十分有利于電動(dòng)入倍！3折算公式(1) 轉(zhuǎn)速的折算nl'= nL 入=nM(2) 轉(zhuǎn)矩的折算Tl' =(3 )飛輪力矩的折算(GDl2 )'=經(jīng)減速器減速后，電動(dòng)機(jī)軸上的飛輪力矩減小了 於倍! 機(jī)的起動(dòng)。經(jīng)減速器減速后，相當(dāng)于使電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載減輕了實(shí)例：某電動(dòng)機(jī)，帶重物作園周運(yùn)動(dòng)，如圖所示。運(yùn)行時(shí)，到達(dá) A點(diǎn)后 電動(dòng)機(jī)開始過載，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)容易堵轉(zhuǎn)，怎樣解決？（上限頻率為45Hz ）。將傳動(dòng)比加大10%，則在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩相同的情況下，帶負(fù)載能 力也加大10%。但這時(shí)的上限頻率應(yīng)加大為 49.5Hz。加大傳

14、動(dòng)比的結(jié)果：使變速箱輸出軸的轉(zhuǎn)矩增大。或 使折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩減小。傳動(dòng)比改變后，工作頻率的計(jì)算舉例負(fù)載轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速工作頻率296（不25921480 （不變）20.44118440變）5148050AnN = 1500 1480 = 20r/minfx= =29 變頻拖動(dòng)系統(tǒng)的基本規(guī)律29 1 變頻拖動(dòng)系統(tǒng)必須滿足哪些條件？1電動(dòng)機(jī)與負(fù)載的功率關(guān)系2電動(dòng)機(jī)與負(fù)載的轉(zhuǎn)矩關(guān)系2. 9 . 2拖動(dòng)系統(tǒng)的重要規(guī)律與常見誤區(qū)誤區(qū)一可以甩掉減速器嗎？錯(cuò)誤原因一一電動(dòng)機(jī)降速后的有效功率要隨轉(zhuǎn)速下降誤區(qū)二 通過加大工作頻率來提高生產(chǎn)率，可以嗎？錯(cuò)誤原因負(fù)載升速后所需功率加大誤區(qū)

15、三 能否拖動(dòng)，主要看轉(zhuǎn)矩實(shí)例 1：用 4 極電動(dòng)機(jī)代替 6 極電動(dòng)機(jī)實(shí)例 2：用大容量電動(dòng)機(jī)代替小容量電動(dòng)機(jī)oA 0.82;電流達(dá) 316A綜合實(shí)例 某排粉機(jī)，原拖動(dòng)系統(tǒng)數(shù)據(jù) : 三相整流子電動(dòng)機(jī)額定功率 :160kW;額定電流： 285A ，工作電流： 234A ，負(fù)荷率：額定轉(zhuǎn)速：1050 /350r /min;傳動(dòng)比：X= 2改造為普通電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)：電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)： 160kW ，275A ，1480r /min 。 運(yùn)行情況：轉(zhuǎn)速為 1050r /min 時(shí)，電動(dòng)機(jī)過載， 1 基本分析2 .解決辦法一改選6極電動(dòng)機(jī)環(huán)NO=1俺的N-m rLJ=L194N'mII2/Iv160kVO Q O|SO