臺(tái)達(dá)變頻器應(yīng)用講義

1、臺(tái)達(dá)變頻器應(yīng)用講義臺(tái)達(dá)變頻器應(yīng)用講義濟(jì)南機(jī)電事業(yè)部濟(jì)南機(jī)電事業(yè)部 張玉磊張玉802713335107099Z回目錄2異步電機(jī)的基本參數(shù)異步電機(jī)的基本參數(shù) 額定功率 額定電流 額定電壓 額定轉(zhuǎn)速 極數(shù) 引出端子基本接法 頻率范圍回目錄3異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法 l 調(diào)壓調(diào)速控制加于電動(dòng)機(jī)定子繞組的電壓； l 串級(jí)調(diào)速控制附加在轉(zhuǎn)子回路的電勢； l 變頻調(diào)速控制定子的供電電壓與頻率； l 異步電動(dòng)機(jī)矢量變換控制系統(tǒng)； l 無換向器電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)； l 電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)等?；啬夸?022-7-64 n=(1-s)(60f/p)n-轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速(r

2、/min)s-轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率(%)f-供電電源頻率供電電源頻率(Hz)p-電機(jī)極電機(jī)極對對數(shù)數(shù)異步電機(jī)變頻器調(diào)速回目錄5異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 由上式可知，異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法分為三種：l l 改變轉(zhuǎn)差率改變轉(zhuǎn)差率S調(diào)節(jié)定子電壓、轉(zhuǎn)子電阻、轉(zhuǎn)子電壓、定轉(zhuǎn)子供電頻率等。l l 改變極對數(shù)改變極對數(shù)l l 改變頻率改變頻率)1 (60spfn回目錄6什么是變頻器？ 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件(IGBT)的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。(把電壓和頻率固定不變的交流電整流成直流電，然后再PWM脈寬調(diào)制成電壓或頻率可變的交流電輸出給電機(jī)的裝置 )回目錄7變頻器的分類變頻調(diào)速系統(tǒng)的分類變頻調(diào)

3、速系統(tǒng)的分類 1. 交直交變頻調(diào)速交直交變頻調(diào)速帶直流環(huán)節(jié)的間接變頻調(diào)速 2. 交交變頻調(diào)速交交變頻調(diào)速不帶直流環(huán)節(jié)的直接變頻調(diào)速回目錄8無環(huán)流有環(huán)流有無環(huán)流交叉連接整流電路反并聯(lián)整流電路連接方式三相三相單相單相相數(shù)交變頻調(diào)速交脈沖寬度調(diào)制型晶閘管直流開關(guān)相位控制晶閘管整流調(diào)壓方式電流型電壓型直流電源型式通電型）帶輔助晶閘管（通電型）帶輔助晶閘管（串級(jí)二極管式串級(jí)電感式換流電路交變頻調(diào)速直交120180回目錄9變頻器M3交 流交 流(a)整流器交 流直 流(b)濾波器逆變器M3交 流 圖1-1 兩種類型的變頻器(a) 交交變頻器；(b) 交直交變頻器回目錄10變頻器基本原理 交交變頻器沒有明顯

4、的中間濾波環(huán)節(jié)， 電網(wǎng)交流電被直接變成可調(diào)頻調(diào)壓的交流電， 又稱為直接變頻器。 而交直交變頻器先把電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)換為直流電， 經(jīng)過中間濾波環(huán)節(jié)之后， 再經(jīng)過逆變才轉(zhuǎn)換為變頻變壓的交流電， 故稱為間接變頻器。 從圖1-1(a)、 (b)的對比中可以看出， 交直交變頻器有一個(gè)明顯的中間濾波環(huán)節(jié)， 按照這個(gè)中間濾波環(huán)節(jié)是電容性或是電感性可以將交直交變頻器劃分為電壓（源）型或電流（源）型交直交變頻器。 回目錄11 目前通用變頻器產(chǎn)品最常用的是交直交電壓型電路形式， 其結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。 該電路首先用二極管整流器接入電網(wǎng)， 將交流電變成直流電， 整流之后采用電容濾波， 獲得平直的直流電壓， 再由逆變器將

5、直流能量逆變成可以調(diào)頻調(diào)壓的新交流電?；啬夸?2圖1-2 交-直-交PWM變壓變頻器變壓變頻變壓變頻(VVVF)中間直流環(huán)節(jié)中間直流環(huán)節(jié)恒壓恒頻恒壓恒頻(CVCF)PWM逆變器逆變器DCACAC 50Hz調(diào)壓調(diào)頻調(diào)壓調(diào)頻C回目錄13變頻器系統(tǒng)框架回目錄14變頻器系統(tǒng)框圖逆變電路M3變壓變頻IGBT阻容保護(hù)過流過壓單片機(jī)控制系統(tǒng)IGBT隔離驅(qū)動(dòng)電路SPWM專用集成電路防沖擊保護(hù)頻率給定恒壓恒頻交流電源整流電路 濾波電路回目錄15幾個(gè)基本概念 控制方式VF控制矢量控制轉(zhuǎn)矩控制 在AC馬達(dá)中，轉(zhuǎn)子由定子繞組感應(yīng)來的電流產(chǎn)生磁束場。定子電流含兩個(gè)成份，一個(gè)影響磁束場，另一個(gè)影響馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩。要使用AC

6、馬達(dá)在需要速度與轉(zhuǎn)矩控制的場合，必須能夠把影響轉(zhuǎn)矩的電流成份分離控制，而磁束向量控制法就是能夠分離這兩個(gè)成份獨(dú)立控制。(具有大小與方向的物理量，即所謂的向量。) 回目錄16為什么變頻器的電壓與電流成比例的改變 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是電機(jī)的磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過電流之間相互作用而產(chǎn)生的，在額定轉(zhuǎn)矩下，如果電壓一定而只降低頻率，那么磁通就過大，磁回路飽和，嚴(yán)重時(shí)將燒毀電機(jī)。因此，頻率與電壓要成比例地改變，即改變頻率的同時(shí)控制變頻器輸出電壓，使電動(dòng)機(jī)的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。 回目錄17能耗能耗制動(dòng)制動(dòng)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的發(fā)電作用, 使負(fù)載的動(dòng)能轉(zhuǎn)成電能，回灌至變頻器的DC-BUS直流總線

7、，DC-BUS電壓升高，可通過制動(dòng)晶體（制動(dòng)單元）, 將反電動(dòng)勢泄放到制動(dòng)電阻上轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉, 實(shí)現(xiàn)電機(jī)的快速制動(dòng)。也可以通過能量回授單元（AFE2000)，回收利用電機(jī)制動(dòng)時(shí)的發(fā)電能量。 變頻器 電能 電動(dòng)機(jī)(發(fā)電機(jī)) 機(jī)械能 熱能 制動(dòng)電阻器 回目錄18關(guān)于頻率的名詞術(shù)語 1。給定頻率F 2。實(shí)際輸出頻率H 3。點(diǎn)動(dòng)頻率 4。上限頻率 5。下限頻率 6。最高操作頻率回目錄19PWM和PAM PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫，按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)值方式。 PAM是英文Pulse Amplitude Modu

8、lation(脈沖幅度調(diào)制)縮寫，是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖幅度，以調(diào)節(jié)輸出量值和波形的一種調(diào)制方式。 回目錄20電壓型與電流型 變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容;電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。 回目錄21開環(huán)是什么意思 給所使用的電機(jī)裝置設(shè)速度檢出器(速度編碼器)，將實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋給控制裝置（變頻器+PG卡）進(jìn)行控制的，稱為“閉環(huán)”，不用PG運(yùn)轉(zhuǎn)的就叫作“開環(huán)”。目前變頻器多為開環(huán)方式，也有些應(yīng)用利用閉環(huán)控制（約30%），實(shí)現(xiàn)精確的速度控制、或轉(zhuǎn)矩控制。 回目錄22變頻器的銘牌回目錄23變頻器配線

9、回目錄24變頻器配線回目錄25配線回目錄26回目錄27直流電抗器/制動(dòng)單元/制動(dòng)電阻如應(yīng)用于頻繁加速剎車或需要較短的加速時(shí)間的場所（高頻度運(yùn)轉(zhuǎn)和重力負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)等），變頻器的制動(dòng)能力不足時(shí)或?yàn)榱颂岣咧苿?dòng)力矩等，則必須外接制動(dòng)電阻。對于15KW以上機(jī)種，內(nèi)部沒有制動(dòng)電阻器的驅(qū)動(dòng)回路（但C2000等一些新系列機(jī)型剎車單元已經(jīng)內(nèi)置至30KW)。有時(shí)為了提高制動(dòng)能力，請使用外部制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻（兩者均為選配）?；啬夸?8制動(dòng)電阻/制動(dòng)單元的選擇回目錄29輸入信號(hào)回目錄30輸入信號(hào)回目錄31輸入信號(hào)連接微弱的模擬信號(hào)，特別容易受外部雜訊干擾影響，所以配線盡可能短（小于20米），并應(yīng)使用屏蔽線。此外屏蔽線的

10、外圍網(wǎng)線基本上應(yīng)該接地，但若干擾雜訊大時(shí)，連接到ACM端子的效果會(huì)更好。連接外部的模擬信號(hào)輸出器時(shí)，有時(shí)會(huì)由于模擬信號(hào)輸出器或由于交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的干擾引起誤動(dòng)作，發(fā)生這種情況時(shí)，可在外部模擬輸出器側(cè)連接電容器和鐵氧體磁環(huán)?；啬夸?2輸出信號(hào)應(yīng)正確連接外部電源的極性。連接控制繼電器時(shí)，在其激磁線圈兩端應(yīng)并接突波吸收器，并且注意正確連接極性?；啬夸?3輸出信號(hào)回目錄34通訊接口回目錄35EMC-PG01LR/L1S/L2T/L3無熔絲斷路器NFBRST+1 +2/B1 B2U/T1V/T2W/T3M3制動(dòng)電阻(選購)馬達(dá)短路片-UWVVPDCMA1A1B1B1Z1Z1PG增量型編碼器Line

11、driverAOAOBOBOZOZOMPGA2A2B2B2手搖輪10-1710-18Line driverEMC-PG01L回目錄36面板回目錄37斷電情況下查看E變頻器的端子接線，上電查看變頻器面板顯示?；啬夸?8變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù) V/FV/F控制控制 回目錄39變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù) V/FV/F曲線曲線 回目錄40變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù) 回目錄41變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù) V/FV/F控制應(yīng)用場合控制應(yīng)用場合 對速度要求不是很高的場合對速度要求不是很高的場合 風(fēng)機(jī)水泵風(fēng)機(jī)水泵 噴泉

12、系統(tǒng)噴泉系統(tǒng) 木工機(jī)械木工機(jī)械 紡織機(jī)械紡織機(jī)械 回目錄42變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù) SVCSVC控制控制 回目錄43變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù) 回目錄44變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù) 回目錄45請查看E系列說明書關(guān)于以上參數(shù)說明。請面板啟動(dòng)變頻器，面板設(shè)定頻率為30HZ回目錄46請查看E系列說明書關(guān)于以上參數(shù)說明。請面板啟動(dòng)變頻器，面板設(shè)定頻率為30HZ請嘗試VF和向量模式回目錄47變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù) FOC+PGFOC+PG控制控制 回目錄48變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù) 回

13、目錄49變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù) 回目錄50變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù) 回目錄51變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù) 回目錄調(diào)機(jī)調(diào)機(jī)-V/F試運(yùn)行試運(yùn)行主要針對主軸馬達(dá)而言，因主軸馬達(dá)銘牌一般不會(huì)標(biāo)示清楚，所以要先以主要針對主軸馬達(dá)而言，因主軸馬達(dá)銘牌一般不會(huì)標(biāo)示清楚，所以要先以V/F來測試來測試將參數(shù)設(shè)定為將參數(shù)設(shè)定為出廠值且電機(jī)出廠值且電機(jī)連接正確連接正確1輸入電機(jī)之輸入電機(jī)之最大頻率最大頻率01-00額定頻率額定頻率01-01額定電壓額定電壓01-02控制模式控制模式00-10=0VF控制模式控制模式將運(yùn)轉(zhuǎn)頻率設(shè)為將運(yùn)轉(zhuǎn)頻率設(shè)為

14、電機(jī)額定頻率電機(jī)額定頻率2RUNNO電流與電流與轉(zhuǎn)速是轉(zhuǎn)速是否合理否合理?電流與電流與轉(zhuǎn)速是轉(zhuǎn)速是否合理否合理?觀察輸出電流及觀察輸出電流及電機(jī)轉(zhuǎn)速電機(jī)轉(zhuǎn)速3將頻率命令慢慢將頻率命令慢慢提昇到最大操作提昇到最大操作頻率頻率4恭喜您恭喜您V/FV/F曲線曲線正確馬達(dá)可以高正確馬達(dá)可以高速運(yùn)行速運(yùn)行STOP5請?jiān)僬{(diào)整請?jiān)僬{(diào)整V/F曲曲線，重新線，重新RunSTOP6馬達(dá)可能無法超馬達(dá)可能無法超頻運(yùn)行頻運(yùn)行STOP7YESNOYESCheck point1.電流是否接近或超過滿載電流電流是否接近或超過滿載電流2.滑差有無過大滑差有無過大Check Point1.電流是否有隨著增速而遞減電流是否有隨著

15、增速而遞減2.滑差無過大滑差無過大回目錄馬達(dá)參數(shù)自動(dòng)量測馬達(dá)參數(shù)自動(dòng)量測(電機(jī)電機(jī)1)YESNO1馬達(dá)可馬達(dá)可否與負(fù)否與負(fù)載分離載分離3.2輸入電機(jī)無載電輸入電機(jī)無載電流流05-05(05-05(用猜的用猜的) )將參數(shù)將參數(shù)05-0005-00設(shè)設(shè)定為定為2(2(靜態(tài)量靜態(tài)量測測) )，後按後按RUNRUN3.3將參數(shù)將參數(shù)05-0005-00設(shè)設(shè)定為定為3(3(靜態(tài)量測，靜態(tài)量測，電機(jī)軸心需鎖電機(jī)軸心需鎖死死) )，後按，後按RUN(RUN(若沒鎖死馬若沒鎖死馬達(dá)會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)) )將參數(shù)設(shè)定為將參數(shù)設(shè)定為出廠值且電機(jī)出廠值且電機(jī)連接正確連接正確1根據(jù)馬達(dá)銘牌輸根據(jù)馬達(dá)銘牌輸入入額定電壓額

16、定電壓01-02額定頻率額定頻率01-01滿載電流滿載電流05-01馬達(dá)功率馬達(dá)功率05-02額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速05-03馬達(dá)極數(shù)馬達(dá)極數(shù)05-04根據(jù)馬達(dá)馬力數(shù)根據(jù)馬達(dá)馬力數(shù)大小輸入適當(dāng)之大小輸入適當(dāng)之加減速時(shí)間加減速時(shí)間01-12,01-13若馬達(dá)之基底若馬達(dá)之基底頻率大於參數(shù)頻率大於參數(shù)01-00最大操作最大操作頻率時(shí)頻率時(shí),請將請將01-00之設(shè)定值設(shè)之設(shè)定值設(shè)為與為與01-01相同相同2將參數(shù)將參數(shù)05-0005-00設(shè)設(shè)定為定為1(1(動(dòng)態(tài)量動(dòng)態(tài)量測測) )，後按後按RUNRUN，注意，注意馬達(dá)會(huì)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)會(huì)旋轉(zhuǎn)3.1NO2靜待一會(huì)，電靜待一會(huì)，電機(jī)停止後便完機(jī)停止後便完成成. .小電

17、機(jī)約小電機(jī)約3030秒秒, ,大電機(jī)則視大電機(jī)則視加減速時(shí)間加減速時(shí)間. .如果失敗如果失敗, ,則會(huì)顯則會(huì)顯示示AUE.AUE.請檢查配請檢查配線及各參數(shù)是否線及各參數(shù)是否適當(dāng)適當(dāng)檢查參數(shù)檢查參數(shù)05-00,05-05-00,05-06,05-07,05-06,05-07,05-08,05-0908,05-09是否已是否已經(jīng)有成功將數(shù)值經(jīng)有成功將數(shù)值寫入寫入4回目錄FOC+PG回授控制調(diào)機(jī)回授控制調(diào)機(jī)-試運(yùn)行試運(yùn)行選擇適合編碼選擇適合編碼器電源及輸入器電源及輸入形式之形式之PG回回授卡授卡1正確安裝於變正確安裝於變頻器插槽內(nèi)且頻器插槽內(nèi)且依照定義正確依照定義正確配線配線輸入編碼器每輸入編碼器

18、每轉(zhuǎn)產(chǎn)生之脈波轉(zhuǎn)產(chǎn)生之脈波數(shù)數(shù)10-002輸入編碼器輸輸入編碼器輸入型式入型式10-01EMV-PG01XEMV-PG01OEMV-PG01L將控制模式將控制模式00-10設(shè)為設(shè)為3設(shè)定較低的速設(shè)定較低的速度來測試度來測試RUN是否出現(xiàn)是否出現(xiàn)PG異?；虍惓；蛩俣犬惓Ｋ俣犬惓Ｔ囋嚳雌渌l試試看其他頻率速度率速度A改變轉(zhuǎn)向改變轉(zhuǎn)向STOPPGF1 檢查參檢查參數(shù)數(shù)PGF2 斷線斷線PGF3 回授失回授失速速PGF4 轉(zhuǎn)差異轉(zhuǎn)差異常常B排除後重新運(yùn)排除後重新運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)電流異常電流異常C檢查編碼器脈檢查編碼器脈波數(shù)與參數(shù)波數(shù)與參數(shù)10-00是否相是否相同同檢查機(jī)械齒輪檢查機(jī)械齒輪比比10-27,10-28設(shè)定是否正設(shè)定是否正確確排除後重新運(yùn)排除後重新運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)YESNO回目錄慣量估側(cè)慣量估側(cè)檢查負(fù)載與馬檢查負(fù)載與馬達(dá)耦合無誤達(dá)耦合無誤依負(fù)載慣量調(diào)整依負(fù)載慣量調(diào)整加減速時(shí)間，負(fù)加減速時(shí)間，負(fù)載慣量越小加減載慣量越小加減速時(shí)間設(shè)越短速時(shí)間設(shè)越短2RUNNOYES使之快速正反使之快速正反運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn), , 觀察觀察11-01參數(shù)值之變參數(shù)值之變化化3FWDREV11-01之?dāng)?shù)之?dāng)?shù)值是否有