1、第5章 變頻器在各類負載中的應用5. 1應用變頻器的基礎知識變頻器額定數據中，需要注意的是哪些？變頻器怎樣 設定其功能？5. 1. 1變頻器的額定數據表5- 1變頻器的主要額定數據輸 入額定電壓、頻率三相 380V, 50 60Hz電壓允許變動范圍:320460V，失衡率V 3%,頻率去輸 出電壓0 380V頻率0 Hz 500 Hz過載能力<S2系列 ）額定電流X150%/1min額定容量<kVA）29. 639. 549. 460. 073. 798.7額定輸出電流<A）45607591112150適配電動機功率<kW）2230374555751.輸入側的額定數據&

2、lt;1)I) n) 皿)額定電壓中小容量變頻器的輸入電壓主要有以下幾種:380V, 3相這是絕大多數；220V, 3相主要見于某些進口設備中；220V，單相主要用于家用電器中。<2）額定頻率常見的是50Hz和60Hz。2. 輸出側的額定數據<1）額定電壓Un通常以最大輸出電壓作為額定電壓。<2）額定電流In指允許長時間輸出的最大電流。<3）額定容量Sn由額定電壓和額定電流的乘積決定:<4）配用電動機容量Pn 僅對長期連續負載才是適用的。<5）過載能力大多數變頻器都規定為150%, 1min5. 1. 2變頻器的功能編碼1. 連續編碼方式表5-3森蘭SB61

3、系列變頻器的功能結構序號功能區名稱功能碼范圍1基本功能F000F0132V/控制功能F100F1253矢量控制功能F200F2114:模擬給定功能F300F3115輔助功能F400F4176端子功能F500F5177:輔助頻率功能F600 F6448簡易PLC功能F700F7329過程PID功能F800F83210通訊功能F900F90211顯示功能FAOO FA1512廠家保留功能FB00 FB0113計算機顯示功能FC00 FC112.分組編碼方式表5 4康沃CVF G2系列變頻器的功能結構序號功能塊名稱功能碼范圍1顯示功能d級別）d 0 d162基本功能vb級別）b 0 b173中級功能

4、L級別）L 0 L 734高級功能H級別）H 0 H 84表5-5富士 G11S系列變頻器的功能結構序號功能組名稱功能碼范圍1基本功能組F00F422:輸入、輸出端子擴展功能組E01E473頻率控制功能組C01 C334電動機1參數設定功能組P01P095高級功能組H03H396電動機2參數設定功能組A01 A183.應用宏方式表5 6部分變頻器的應用宏變頻器型號功能碼功能名稱數據碼ABB ACS80099. 02應用宏1 工廠宏2 手動自動控制宏3 PID控制宏4 轉矩控制宏5 順序控制宏瓦薩 NX0. 1應用模式1 基本應用2 標準應用3 本機遙控應用4 多段速度應用5 PI控制應用6 多

5、目標控制應用7 泵類與風機控制應用丹佛士 ACS800100控制方式選擇1 開環速度控制2 閉環速度控制3 閉環工藝控制4 開環轉矩控制5 速度反饋轉矩控制5. 1. 3變頻器的功能預置1. 需要預置的常用功能<1）通道的選擇包括：頻率給定通道和操作通道；<2）選擇控制方式即：V/控制方式、無反饋矢量控制方式、有反饋矢量控制方式 等;<3）如選擇V/控制方式，則須預置U/t匕<轉矩提升）；<4）調整最咼頻率、基本頻率、上、下限頻率等；<5）預置加、減速時間。2. 功能預置的一般步驟50. 00 :j口 口口WQDFW RET運衍樓貳NODB I若干孩5().

6、 ()0匚）b)圖5- 1變頻器的功能預置a） 般流程 b） CVF G2的面板 c） CVF G2的預置流程5. 2恒轉矩負載的變頻調速恒轉矩負載實施變頻調速時，要注意哪些問題?5. 2. 1恒轉矩負載的特點1.典型實例<1）轉矩特點運動的阻力：F轉速無關；作用半徑：r 轉速無關; 負載的轉矩：Tl = F? r 轉速無關。在調速過程中，Tl= con st。<2）功率特點Pl =xn l5. 2. 2變頻調速的要害一低頻運行與起動1.重載低頻運行的對策2.起動特點及對策53上、下限頻率的預置要點1.上限頻率盡量接近基本頻率：fH fN圖00打u3低頻重載運;b）轉差補償b)c行

7、對策-jt）矢量控制 r &d)圖5 4起動特點及對策a）大慣性 b）傳輸帶 c）起動特點d）起動頻率 e） S形加速圖5 5上限頻率與電動機的有效功率 a）變頻拖動系統 b）有效轉矩 c ）有效功率<1）在fH > fN的情況下：齊=fN t電動機的輸出轉矩最大。 <2）在fH務的情況下：fH = fNT電動機的輸出功率最大。2. 盡量提咼下限頻率圖5 6下限頻率的預置a）下限頻率較低b）下限頻率較高5. 2. 4恒轉矩負載的調速范圍1. 調速范圍和負荷率的關系4030° 0 "殆加40畀60 70陽加100樂（豹圖5-7有效轉矩線氓 =X100

8、%表5 1調速范圍與負荷率的關系負荷率最咼頻率最低頻率調速范圍10 0 %5 0 Hz2 0 Hz2.59 0 %5 6 Hz15 Hz3.78 0 %6 2Hz11Hz5.67 0 %7 0 Hz6Hz11.62.滿足調速范圍的方法 實例：<1）負載數據Tl = 140NM ;nmax= 720r/min ; nmin = 80r/min< a= 9）傳動比：A 2負載轉矩的折算值匸=日=70Nm<2）電動機數據Pmn =11kW, “mn = 1440 r/min電動機額定轉矩：Tmn = Mi = 72.95Nm電動機的負荷率：%= 因 X100% = 96%<3

9、）滿足調速范圍的思考 如果(A% = 70%則調頻范圍為a =匸=11.7>a< = 9)負載轉矩應限制在：Tl= 51Nm 確定傳動比：X >| = 2.745選X= 2.755. 3重力負載的變頻調速重力負載實施變頻調速時，主要特點是什么?5. 3. 1重力負載及其特點1.重力負載的特點 <1)需要電磁抱閘iSa)a)重物下降b)圖5-9電動機的狀態 b)電動機的狀態c)電流與功率V1）四象限運行的特點S_上升運行中減遠w a) r/nln -jJit DS fk/|w5卜W上升運行/片扇弋T/ aln&Jr/ni.n(An)圖5- 11重物上升時的工作點I

10、 ）重物上升H）空鉤 包括輕載）下降圖5- 12空鉤下降時的工作點圖513重載下降時的工作點 a）重載下降 b）工作點皿）重載下降5. 3. 2起升裝置的防溜鉤1. 電磁制動器的接法L1|L2|L3| N|停止一運行運行一停上rx兔 <Fr, 28E>轉矩確認fs CFr+13）/y知（P嚴卑；才代似）tsc :；如1 '）L； n OM 正 桜OFF-電動機運行餌（Fr. 279）OFFOFFCFF、-皿專270）| 0H社磁鐵通電5 14戦:電磁制動器的接法L a）工頻運行時 b）變頻運行時冊 v一 (Tr, Z63)OFFOFF；OFF /抱閘完成 '、/OF

11、F_圖5 15無反饋矢量控制方式的防溜鉤釋皈定咸ON2. 變頻運行時防溜鉤的方法3. 應急措施舉例<1）制動單元損壞后的應急措施KMRbVIJK25V52Cf|+V625V2JKMW圖516制動單元損壞后的應急措施<2）變頻器跳閘時的防溜鉤圖517變頻器跳閘時的應急措施a）應急措施示意圖b）接觸器電路5. 3. 3大車的控制特點1.應預置瞬時斷電的重合閘功能圖518大車的拖動系統和饋電特點2.應預置下垂功能5. 4恒功率負載的變頻調速恒功率負載實施變頻調速時，要害問題是什么?5. 4. 1 恒功率負載的特點1.典型實例F = Con st;v = Const圖5-20恒功率負載及其

12、特性a）卷徑很小時b）卷徑增大時 c）卷徑最大時2. 主要特點<1）功率特點PL = F v = con st;<2）轉矩特點Tl = Fr<3）轉速特點 n l=冋 *5. 4. 2恒功率負載的系統容量1主要矛盾5. 4. 3卷繞機械變頻調速要點1閉環控制圖5- 23卷繞的閉環控制1=rw eqFuSTvvR u2.轉矩控制 <在有反饋矢量控制模式下）RPmam心FU B丘（怕載轉矩譏給定轉巨）孕動態轉緲圖 5-24I ®卷繞的轉矩控制a）控制系統示意圖b）轉矩與轉速3. 功能預置要點<1）上限頻率TI）主要著眼于減小系統容量；H）拖動系統在最高頻率下

13、停留時間極短 二上限頻率可預置為：fH = <23） fN<2）轉矩提升JI）當被卷物的卷徑最大時，負載的阻轉矩也最大，而運行頻率則 最低。H）在低頻情況下，不存在輕載運行的工況。 皿）起動過程通常在輕載情況下進行。轉矩提升”可以盡量提高，但必須注意在輕載過程中是否發生過電流”跳閘。<3）加、減速時間TI）在最輕負荷下起動；H）在最低頻率下停機。二力口、減速時間的預置比較隨意。5. 5 機床的變頻調速金屬切削機床實施變頻調速主要特點是什么？5. 5. 1機床的機械特性1.車床的機械特性I"屜ru 1a）b）圖5圖5& 2龍車床的床的形與特特性a）龍門刨床外形

14、 b）龍床刨機械機械特性2.龍門刨床的機械特性5. 5. 2車床的變頻調速實例1 .基本數據某意大利產SAG型精密車床，原拖動系統采用電磁離合器配合齒輪 箱進行調速，今改用變頻調速。基本數據如下：<1）主軸轉速共分八檔：75、120、200、300、500、800、1200、2000r / m；<2）電動機數據：2.2kW; 1440r / min 14.6Nm<3）各檔轉速下的負載轉矩<負載的實際功率按2 kW計算）表5- 6各檔轉速下的負載轉矩檔次12345678轉速75M2020030050080012002000轉矩63.763.763.763.738.223.

15、915.99.552.變頻調速的方案<1) fx務如圖5-35)所示<2) fxPfN 如圖 5-35 b )所示。1500 1創05QSEM"CZ j ano©DEr500匚！._S5 S Jc圖5-27 一檔傳動比帶車床a） fx 譚nb） fx電fN10203040506070T圖5 28兩檔傳動比帶車床<3） fx <2fN，兩檔傳動比<4）傳動比低速檔：lo = 5;高速檔：lo = 1.55. 5. 3龍門刨床刨臺的變頻調速1刨臺的特性圖5-29刨臺的速度控制方案a）直流拖動時的控制方案b）變頻調速時的控制方案3.停電防滑行裝置R

16、S TU V WETcnTfTbf 、七S 8UFEDB-I停電仿滑行器 更頻碧系歹Db)l|N 7aTc TA7ETC U V圖5-31停電防滑行裝置a）停電防滑行框圖b）變頻器接線5. 6二次方律負載的變頻調速二次方律負載實施變頻調速時。須注意哪些問題?5. 6. 1 二次方律負載的特點1.轉矩特點Tl=Kt Hl2nta)圖5- 32二次方律負載及其特性2.功率特點Pl = =KpnL3嚴格地講，轉矩表達式應為： Tl = T° +Kt n l?功率表達式為：Pl= Po+ Kp n l35. 6. 2風機變頻調速要點 1.變頻器選型<1）容量 Pn < Pmn&l

17、t;2）類型 風機、水泵用變頻器。2.功能預置要點<2）上限頻率 <或最咼頻率）假設：fX= 1. 1fN <nX = 1. 1 nN)貝S：T_x 胡.1 Tln =21 tln而：Tmx < /. 1) Tmn = 0. 91 Tln二 fHfN <fH 詣N )A* 1(H)a）b）c）圖5-34風機對上限頻率的限制a）變頻風機b）轉矩特性c）功率特性<3）加、減速時間與方式I）加、減速時間 Ti）風機的慣性較大； ii）起動與停機很不頻繁力口、減速時間應適當延長，使起動時的電動機電流和停止時的直 流電壓都限制在允許范圍內。H）加、減速方式T風機在低速

18、時阻轉矩很小，而在頻率較高時阻轉矩增加較快。以采用半S方式為宜。<4）起動功能根據需要，可預置起動前的直流制動功能，以保證零速起動。5. 6.3水泵變頻調速要點1.與風機的不同點<1）加、減速時間TI）為了徹底消除水錘效應，加、減速時間不應太短；H）因為在很低速時，管路內的水壓可能形成回流，故加、減速時 間也不宜太長。 取tA = tD F020s<2）加、減速方式T為了避免回流，水泵在低速段的滯留時間不宜太長。也以米用半S形加、減速方式為好。2.下限頻率TI）供水系統有靜揚程，頻率太低，將無法供水。H）在多臺水泵 并聯”的情況下，管路內有一定壓力。頻率太低，變 頻泵將難以供水。需要預置下限頻率，通常：fL P5 35Hz5. 7恒壓供水系統5. 7. 1恒壓供水系統簡介1.恒壓供水的目的畀水戲aA ;生活小區泵泵水門壓力戸 Ok I 沆量水面吸入口Gu a % a p i務=©g D=