1、學習目標學習目標1、了解電動機和負載的機械特性。2、掌握變頻調速系統主電路的構成。3、掌握主電路外接電器的選擇方法。4、理解控制電路的原理。5、理解PLC控制變頻器的方法。 在詳細了解變頻器的功能選擇與參數后，本章主根據負載特性選擇變頻器，進行變頻器與外圍設備的接線，并在此基礎上，利用一節內容簡要介紹國產SINE003通用變頻器的外部接線與參數設定。5.1 電力拖動系統的組成電力拖動系統的組成5.1.1拖動系統組成與參數1. 拖動系統組成5.1 電力拖動系統的組成電力拖動系統的組成1. 拖動系統主要參數1）轉速拖動系統的基本工作就是由電動機以一定轉速帶動生產機械運行。因此，轉速是拖動系統的主要

2、參數之一。用nM表示電動機的轉速；用nL表示生產機械的軸轉速。2）轉矩 電動機的輸出轉矩TM克服負載阻轉矩TL，使得拖動系統運行工作。這是兩種轉矩平衡的結果。5.1 電力拖動系統的組成電力拖動系統的組成5.1.2 三相異步電動機的機械特性5.1 電力拖動系統的組成電力拖動系統的組成1額定參數的機械特性1）四個特殊工作點2）兩段運行區5.1 電力拖動系統的組成電力拖動系統的組成2影響機械特性的人為因素(l)改變電源電壓5.1 電力拖動系統的組成電力拖動系統的組成(2)改變轉子電阻(3)降低電源頻率5.2 生產機械的負載特性生產機械的負載特性 負載的機械特性就是生產機械的負載特性。它表示同一轉軸上

3、轉速與負載轉矩之間的函數關系，即n=f(TL)。雖然生產機械的類型很多，但是大多數生產機械的負載特性可概括為下列3類。5.2 生產機械的負載特性生產機械的負載特性5.2.1恒轉矩負載1.反抗性恒轉矩負載5.2 生產機械的負載特性生產機械的負載特性2.位能性恒轉矩負載5.2 生產機械的負載特性生產機械的負載特性5.2.2 恒功率負載特性5.2 生產機械的負載特性生產機械的負載特性5.2.3 通風機類負載特性5.3 拖動系統的運行狀態拖動系統的運行狀態5.3.1 拖動系統的工作點 在電力拖動系統中，電動機的機械特性與負載機械特性的交叉點，稱為拖動系統的工作點，如圖5-11所示。圖中曲線1為電動機機

4、械特性，曲線2為負載機械特性，兩條特性曲線的交叉點Q為工作點。Q點的意義是：只有當轉速為nQ時，電動機轉矩TM與負載轉矩TL才能達到平衡。5.3 拖動系統的運行狀態拖動系統的運行狀態（a）恒轉矩負載）恒轉矩負載 （B）恒功率負載）恒功率負載 （c）通風機類負載）通風機類負載5.3 拖動系統的運行狀態拖動系統的運行狀態2負載變化對工作點影響5.3 拖動系統的運行狀態拖動系統的運行狀態 5.3.2 拖動系統動態過程分析 當TM TL時，系統是升速過程，轉速上升； 當TM TL時，系統是降速過程，轉速下降； 當TM = TL時，系統是等速運行，轉速不變。5.3 拖動系統的運行狀態拖動系統的運行狀態

5、5.3.3拖動系統的傳動機構1轉動慣量在工程力學中，對旋轉體的運動常用轉動慣量來衡量，它是描述旋轉體慣性大小的物理量。5.3 拖動系統的運行狀態拖動系統的運行狀態2傳動機構5.4 變頻調速系統主電路及外接電器的選擇變頻調速系統主電路及外接電器的選擇5.4.1 變頻調速系統主電路5.4 變頻調速系統主電路及外接電器的選擇變頻調速系統主電路及外接電器的選擇5.4.2 自動空氣開關1.自動空氣開關的作用（1）隔離作用（2）自動保護作用5.4 變頻調速系統主電路及外接電器的選擇變頻調速系統主電路及外接電器的選擇2自動空氣開關參數選擇變頻器接通瞬間，對變頻器中間直流環節電容器的充電電流是其額定電流的2-

6、3倍。變頻器輸出是脈沖電流，峰值經常超過額定電流。一般變頻器允許的過載能力是額定電流的150%，且可工作1 min。為避免誤動作，自動空氣開關的額定電流IQN應選為5.4 變頻調速系統主電路及外接電器的選擇變頻調速系統主電路及外接電器的選擇在變頻與工頻切換控制的電路中，自動空氣開關的額定電流應該大于電動機在工頻下的額定電流5.4 變頻調速系統主電路及外接電器的選擇變頻調速系統主電路及外接電器的選擇5.4.3輸入側交流接觸器1安裝交流接觸器的必要性 交流接觸器主要用于遠距離接通或分斷三相交流電源。 當變頻器出現故障時能及時切斷主電源，并且防止掉電或出現故障后的再起動。 當出現故障進行維修時，使變

7、頻器與電源隔離，以保障人身安全。 接觸器的應用位置不同，其型號的選擇也不盡相同。常用的有國產CJ10和CJ12系列產品。5.4 變頻調速系統主電路及外接電器的選擇變頻調速系統主電路及外接電器的選擇 2輸入側接觸器的選擇以圖4 - 17為例，變頻器輸入側接觸器的選擇原則、是接融器主觸點額定電流IKN大于或等于變頻器的額定電流ICN即5.4 變頻調速系統主電路及外接電器的選擇變頻調速系統主電路及外接電器的選擇5.4.4輸出側交流接觸器 1.安裝的必要性 變頻器輸出側的接觸器通常用于變頻與工頻的切換。 用一臺變頻器控制兩臺以上電動機時，必須在變頻器停止時進行切換。 在電動機停止期間，切斷電動機與變頻

8、器的連接。 5.4 變頻調速系統主電路及外接電器的選擇變頻調速系統主電路及外接電器的選擇2接觸器的選擇因為變頻器輸出電流中含有較強的諧波成分，其電流有效值應略大于工頻運行的有效值，所以，主觸點的額定電流IKN應該大于l.1倍電動機額定電流IMN,即5.4 變頻調速系統主電路及外接電器的選擇變頻調速系統主電路及外接電器的選擇3工頻接觸器的選擇工頻接觸器的選擇應該考慮到電動機在工頻下的起動情況，讀者可參考有關電力拖動等方面的書籍。5.4 變頻調速系統主電路及外接電器的選擇變頻調速系統主電路及外接電器的選擇5.4.5保護電器1.熔斷器的選擇2熱繼電器的選擇5.4 變頻調速系統主電路及外接電器的選擇變

9、頻調速系統主電路及外接電器的選擇5.4.6交流電抗器1安裝交流電抗器的必要性2對電抗器的技術要求5.4 變頻調速系統主電路及外接電器的選擇變頻調速系統主電路及外接電器的選擇5.4 變頻調速系統主電路及外接電器的選擇變頻調速系統主電路及外接電器的選擇5.4.7直流電抗器 1直流電抗器接法和功能5.4 變頻調速系統主電路及外接電器的選擇變頻調速系統主電路及外接電器的選擇 2直流電抗器規格5.4 變頻調速系統主電路及外接電器的選擇變頻調速系統主電路及外接電器的選擇5.4.8直流制動電阻與制動單元 1.直流制動電阻的選擇5.4 變頻調速系統主電路及外接電器的選擇變頻調速系統主電路及外接電器的選擇5.4

10、 變頻調速系統主電路及外接電器的選擇變頻調速系統主電路及外接電器的選擇2直流制動單元通常情況下，配用電動機大于7.5 kW的變頻器，其內部沒有直流制動單元，需根據變頻器容量及負載情況配置外接選件。5.5 變頻調速系統控制電路變頻調速系統控制電路為變頻器主電路提供通、斷控制信號的電路，稱為控制電路。變頻器本身具備多種控制功能，但有些功能是靠外接控制電路與內部控制電路協調完成的。由外接電路來控制變頻器的運行工作方式，稱為遠控方式，也稱為外控運行方式。在需要進行外控方式時，首先要對變頻器的操作模式進行設置，如三菱FR - A540系列變頻器，功能設置Pr. 79=2為外部操作模式。5.5 變頻調速系

11、統控制電路變頻調速系統控制電路5.5.1 正轉控制電路5.5 變頻調速系統控制電路變頻調速系統控制電路 2繼電器控制電路5.5 變頻調速系統控制電路變頻調速系統控制電路5.5.2 正、反轉控制電路5.5 變頻調速系統控制電路變頻調速系統控制電路 2繼電器控制的正、反轉電路5.6 變頻器與變頻器與PLC的連接的連接可編程控制器(PLC)是一種數字運算與操作的控制設備。PLC作為傳統繼電器替代產品，廣泛應用于工業控制的各個領域。由于PLC可以用軟件來改變控制過程，并有體積小、安裝靈活、編程簡單、抗干擾能力強和可靠性高等特點，所以對以變頻器組成的自動控制系統進行控制時，很多情況下是采用PLC和變頻器

12、配合使用，由PLC提供控制信號。PLC系統包括中央處理單元、IO接口模塊和編程單元等。5.6 變頻器與變頻器與PLC的連接的連接5.6.1開關指令信號輸入1.PLC的作用5.6 變頻器與變頻器與PLC的連接的連接 2PLC的輸出PLC在使用繼電器模塊輸出時，要求繼電器的觸點容量為直流35 V和IOO mA以上。在使用繼電器接點時，在繼電器動作過程中，線圈通、斷的浪涌電流會產生噪聲，有時會出現觸點接觸不良而引起變頻器的誤動作。在維護和使用系統時應該注意檢查PLC與變頻器的信號連接電路。5.6 變頻器與變頻器與PLC的連接的連接5.6.2數值型信號輸入1數字信號輸入2模擬信號輸入5.6 變頻器與變

13、頻器與PLC的連接的連接5.6.3 PLC與變頻器的匹配1.連接阻抗 2.傳輸時間5.6 變頻器與變頻器與PLC的連接的連接3注意事項 (1)接線問題 (2)電源問題 (3)安裝問題 (4)連線問題5.7 SINE003系列通用型變頻器系列通用型變頻器基本接線及參數設定基本接線及參數設定SINE003系列變頻器是我國深圳市正弦電氣有限公司自主開發的針對各種恒轉矩負載機械配套的變頻器。產品特點：各種恒轉矩負載機械配套、可靠穩定。針對造紙、起重機、印刷機、紡織機、電線電纜機械、塑膠機械、化工印染機械、化工攪拌機配套的難點題目量身定做。自辯識電機參數，最優化控制策略。自動提升轉矩，低頻0.5HZ10

14、0%額定轉矩平穩輸出。5.7 SINE003系列通用型變頻器系列通用型變頻器基本接線及參數設定基本接線及參數設定自動補償滑差,調速精度+0.5%。隨機載波調制,電機靜音變頻運行。鍵盤數字編碼器,在線修改參數。故障重試,無人值守系統不中斷工作。典型應用：電線電纜機械。規格型號：SINE003系列變頻器額定 輸進電源：三相交流380V。適用電機功率范圍為：0.75 280kW。最大輸出電壓與輸進電壓相同 。5.7 SINE003系列通用型變頻器系列通用型變頻器基本接線及參數設定基本接線及參數設定5.7.1 SINE003系列變頻器型號及規范額定輸入電壓型號適用電機功率（kW）額定輸出電流（A）三相

15、交流380V SINE003-0R70.752.5SINE003-1R51.54.5SINE003-2R22.26.2SINE003-4R04.09.6SINE003-5R55.513SINE003-7R57.517SINININE003-01818.539SININININININININE003-110110220SINE003-132132265SIN

16、E003-160160310SINE003-185185360SINE003-200200380SINE003-220220420SINE003-250250470SINE003-2802805305.7 SINE003系列通用型變頻器系列通用型變頻器基本接線及參數設定基本接線及參數設定5.7.2 SINE003系列變頻器基本功能1. 閉環PID控制2. 開環V/F控制3. V/F曲線設定4. 啟動自動追蹤5. 過壓失速6. 能耗制動5.7 SINE003系列通用型變頻器系列通用型變頻器基本接線及參數設定基本接線及參數設定5.7.3 SINE003系列變頻器的外部接線1. 開關啟停、旋鈕調速5.7 SINE003系列通用型變頻器系列通用型變頻器基本接線及參數設定基本接線及參數設定2.按紐啟停、旋鈕調速5.7 SINE003系列通用型變頻器系列通用型變頻器基本接線及參數設定基本接線及參數設定3.多臺電機并聯同步運行5.7 SINE003系列通用型變頻器系列