變頻器應用與實訓教、學、做一體化教程（第2版） 課件 任務4 變頻器的測量操作訓練

任務4變頻器的測量操作訓練

知識目標123了解脈幅調制和脈寬調制的指導思想了解SPWM波形，掌握單極性和雙極性SPWN波形控制熟悉變頻器的變頻與變壓，理解恒壓頻比的意義12會用示波器測量變頻器的輸出電壓波形能對變頻器的運行參數(shù)進行讀取技能目標1.變頻與變壓（1）在基頻（額定頻率?N）以下調速在基頻以下調速時，需要調節(jié)電源電壓。當降低?1時，如果U1不變，使磁通Фm增大，電動機磁路飽和，勵磁電流急劇增加，使電動機性能下降，嚴重時會因繞組過熱燒壞電動機。為防止磁路飽和，應使Фm保持不變，于是U1/?1必須保持常數(shù)，即恒壓頻比。（2）在基頻（額定頻率?N）以上調速在基頻以上調速時，保持電壓不變，這時?1越高，Фm越弱，結果是電動機的鐵心沒有得到充分利用，造成浪費。U1≈E1=4.44?1W1KW1Фm異步電動機的變頻調速必須按照一定規(guī)律同時改變定子電壓和頻率。討論電動機使用工頻電源驅動時，電壓下降則電流增加；對于變頻器驅動，如果頻率下降時電壓也下降，那么電流是否增加？當頻率下降時，如果輸出相同的功率，則電流增加，但在轉矩一定的條件下電流幾乎不變。2.恒壓頻比的實現(xiàn)脈幅調制（PAM）脈寬調制（PWM）2.恒壓頻比的實現(xiàn)脈幅調制（PAM）脈幅調制（PAM）是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖幅度，以調節(jié)輸出量值和波形的一種調制方式。它的指導思想是在調節(jié)頻率的同時也調節(jié)整流后直流電壓的幅值UD，以此來調節(jié)變頻器輸出交流電壓的幅值。2.恒壓頻比的實現(xiàn)脈寬調制（PWM）是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度，以調節(jié)輸出量和波形的一種調制值方式。它的指導思想是將輸出電壓分解成很多的脈沖，調頻時控制脈沖的寬度和脈沖間隔時間就可控制輸出電壓的幅值。脈寬調制（PWM）3.SPWM控制方式脈寬調制（PWM）3.SPWM控制方式單極性SPWM控制波形圖雙極性SPWM控制波形圖3.SPWM控制方式討論變頻電源的整個電路由交流一直流一交流一濾波等部分構成，因此它輸出的電壓和電流波形均為純正的正弦波，非常接近理想的交流供電電源?？梢暂敵鍪澜缛魏螄业碾娋W(wǎng)電壓和頻率。變頻器是由交流一直流一交流（調制波）等電路構成。其輸出電壓的波形為脈沖方波，且諧波成分多，電壓和頻率同時按比例變化，不可分別調整，不符合交流電源的要求，原則上不能做供電電源的使用。為什么變頻器不能用作變頻電源？4.測量儀表的選用輸入電壓：因是工頻正弦電壓，故各類儀表均可使用。輸出電壓：一般用整流式儀表。如選用電磁式儀表，則讀數(shù)偏低。但絕對不能用數(shù)字電壓表。輸入和輸出電流：一般選用電磁式儀表。熱電式儀表也可以選用，但反應遲鈍，不適用負載變動的場合。輸入和輸出功率：均可用電動式儀表。工程經驗為什么用普通數(shù)字表測量變頻器的輸出電壓不能得到準確的結果？應使用什么形式的儀表？變頻器的輸出電壓波形是由很多個（幾百甚至幾千）幅值相同，寬度不同的“方波”組成（在半個周期內，中心區(qū)域最寬，向兩邊逐漸變窄），完全不是正弦波形，輸出電壓的平均值通過改變占空比來調節(jié)。應使用可適應頻率范圍為0到幾千或者幾萬赫茲的專用數(shù)字表。任務實施1.實施器材①變頻器，型號為三菱FR-A740-0.75K-CHT，1臺/每組；②PLC，型號為三菱FX3U-64M，1個/每組；③示波器，型號為普源精電DS1052E，1個/每組；④三相異步電動機，型號為A05024、功率60W，1臺/每組；⑤維修電工常用儀表和工具，1套/每組；⑥按鈕，型號為施耐德ZB2-BE101C（不帶自鎖），2個（綠色和紅色）/每組；⑦對稱三相交流電源，線電壓為380V，1個/每組。實施步驟接通電源，使變頻器處于待機狀態(tài)。假設變頻器當前工作模式為PU控制、頻率監(jiān)視、正轉穩(wěn)定運行。記錄輸出電壓值和電流的顯示值，計算電壓顯示值與頻率顯示值之比，填寫表并給出驗證結論。（1）測量變頻器的電壓與頻率的比值實施步驟（a）第一步

：20HZ時壓頻比測量操作過程：調節(jié)M旋鈕，將顯示器上顯示的字符調整為“20.00”，然后再點動按壓【SET】鍵。觀察項目：觀察變頻器操作單元上的指示燈，讀取顯示器上的電壓顯示值和頻率顯示值?，F(xiàn)場狀況：PU和FWD指示燈點亮，顯示器上顯示的字符為“F”和“20.00”，兩種字符相互間交替閃爍，在持續(xù)閃爍2秒后，顯示器上顯示的字符為“20.00”；電動機以20HZ頻率正向旋轉。（1）測量變頻器的電壓與頻率的比值實施步驟（b）第二步：

30HZ時壓頻比測量操作過程：調節(jié)M旋鈕，將顯示器上顯示的字符調整為“30.00”，然后再點動按壓【SET】鍵。觀察項目：觀察變頻器操作單元上的指示燈，讀取顯示器上的電壓顯示值和頻率顯示值?，F(xiàn)場狀況：PU和FWD指示燈點亮，顯示器上顯示的字符為“F”和“30.00”，并且這兩種字符相互間交替閃爍，在持續(xù)閃爍2秒后，顯示器上顯示的字符為“30.00”；電動機以30HZ頻率正向旋轉。（1）測量變頻器的電壓與頻率的比值實施步驟（c）第三步：40HZ時壓頻比測量操作過程：調節(jié)M旋鈕，將顯示器上顯示的字符調整為“40.00”，然后再點動按壓【SET】鍵。觀察項目：觀察變頻器操作單元上的指示燈，讀取顯示器上的電壓顯示值和頻率顯示值?，F(xiàn)場狀況：PU和FWD指示燈點亮，顯示器上顯示的字符為“F”和“40.00”，并且這兩種字符相互間交替閃爍，在持續(xù)閃爍2秒后，顯示器上顯示的字符為“40.00”；電動機以40HZ頻率正向旋轉。（1）測量變頻器的電壓與頻率的比值實施步驟（d）第四步：

50HZ時壓頻比測量操作過程：調節(jié)M旋鈕，將顯示器上顯示的字符調整為“50.00”，然后再點動按壓【SET】鍵。觀察項目：觀察變頻器操作單元上的指示燈，讀取顯示器上的電壓顯示值和頻率顯示值?，F(xiàn)場狀況：PU和FWD指示燈點亮，顯示器上顯示的字符為“F”和“50.00”，并且這兩種字符相互間交替閃爍，在持續(xù)閃爍2秒后，顯示器上顯示的字符為“50.00”；電動機以50HZ頻率正向旋轉。（1）測量變頻器的電壓與頻率的比值實施步驟

接通電源，使變頻器處于待機狀態(tài)。假設變頻器當前工作模式為PU控制、頻率監(jiān)視、正轉穩(wěn)定運行。用示波器觀察并記錄變頻器的電壓輸出波形。（2）觀測變頻器電壓輸出波形實施步驟第一步：10HZ時輸出波形測量操作過程：調節(jié)M旋鈕，設定變頻器運行頻率10HZ；點動【SET】鍵。觀察項目：測試條件，觀察波形的疏密程度及形狀。現(xiàn)場狀況：變頻器電壓輸出波形。（2）觀測變頻器電壓輸出波形實施步驟第二步：30HZ時輸出波形測量操作過程：調節(jié)M旋鈕，設定變頻器運行頻率30HZ；點動按壓【SET】鍵。觀察項目：測試條件，觀察波形的疏密程度及形狀。現(xiàn)場狀況：變頻器電壓輸出波形。（2）觀測變頻器電壓輸出波形實施步驟第三步：40HZ時輸出波形測量操作過程：調節(jié)M旋鈕，設定變頻器運行頻率40HZ；點動【SET】鍵。觀察項目：測試條件，觀察波形的疏密程度及形狀?，F(xiàn)場狀況：變頻器電壓輸出波形。（2）觀測變頻器電壓輸出波形工程素質培養(yǎng)1.職業(yè)素質培養(yǎng)要求在變頻器工作過程中不允許對電路信號進行檢查。這是因為連接測量儀表時所出現(xiàn)的噪聲以及誤操作可能會使變頻器出現(xiàn)故障。用普通萬用表測量變頻器的輸出電壓是測不準確的，尤其是在頻率較低時，所以不能用普通萬用表測量變頻器的輸出電壓。專業(yè)素質培養(yǎng)問題問題1：在用示波器測量變頻器輸出波形時，發(fā)現(xiàn)示波器的時基線不見了。解答：出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因很多，但主要有以下幾個方面：①調整旋鈕（垂直位移調整旋鈕或水平位移調整旋鈕）位置不正確，通過改變調節(jié)旋鈕的位置，使時基線出現(xiàn)。②亮度調節(jié)過低，改變亮度旋鈕的位置，增加基線的亮度。③觸發(fā)信號控制開關檔位錯誤，應將該開關檔位置于“LINE”處。

④通道選擇開關狀態(tài)錯誤，應將該開關檔位置于“ON”處。專業(yè)素質培養(yǎng)問題問題2：在測量過程中，發(fā)現(xiàn)示波器顯示的波形不完整。解答2：出現(xiàn)這種情況的原因是衰減旋鈕位置不正確，解決方法是改變垂直設置，轉動垂直比例調節(jié)旋鈕，直到看到完整波形為止。專業(yè)素質培養(yǎng)問題問題3：在操作過程中，發(fā)現(xiàn)測量的波形噪聲太大，整個波形看不清楚。解答3：出現(xiàn)這種情況的原因是信號沒有實際接入或信號系統(tǒng)接地不良，也可能是信號本身幅度太小被干擾信號淹沒。解決方法是檢查信號系統(tǒng)接線、盡可能消除噪聲干擾。工程實際問題趣味問題：使用變頻器驅動時，普通電動機的溫升為什么比工頻電源驅動時高？為什么要盡量選用變頻專用電動機？