搜索
1第3讲变频器的常用功能3．1变频器的控制通道3．1．1变频器的控制框图与控制通道图3－1变频器的内部控制框图――――――――――――――――――――――――――――――――――控制通道：（1）面板①——主要用于近距离、基本控制；（2）外接控制端子②和③——主要用于远距离、多功能控制；（3）通讯接口④——主要用于多电动机、系统控制。23．1．2常用变频器的通道选择功能型号功能码功能名称可选数据码森兰SB70F0－01主给定通道0：F0－00数字给定；1：通讯给定；2：UP/DOWN调节值；3：AI1；4：AI2；5：PFI；F0－02运行命令通道选择0：操作面板；1：端子2：通讯控制富士G11SF01频率设定0：键盘设定；1：端子（0～＋10V）设定；2：端子（4～20mA）设定F02运行操作0：键盘操作；1：由外部端子输入运行命令33．2模拟量频率给定3．2．1给定电路1．接线图2．标准给定信号型号功能码功能名称可选数据码（模拟量给定标准）森兰SB70F6－00AI1输入类型0：0～10V或0～20mA1：10～0V或20～0mA2：2～10V或4～20mA3：10～2V或20～4mA4：－10～10V或－20～20mA5：10～－10V或20～－20mA富士G11SF01频率设定1：端子（0～＋10V）设定；2：端子（4～20mA）设定；3：电压输入＋电流输入；4：有极性电压输入（－10V～＋10V）；5：有极性电压输入＋电压辅助输入；6：电压输入反动作（＋10～0V）；7：电流输入反动作（20～4mA）；图3－2频率给定电路实例a）康沃CVF－G3b）富士G11c）丹佛士VLT5000――――――――――――――――――――――――――――――――――外接给定信号类别：（1）电压信号，如0～10V；（2）电流信号，如4～20mA；43．零信号与无信号4．模拟量给定的滤波图3－3零信号与无信号a）零信号b）无信号――――――――――――――――――――――――――――――――――零信号：线路工作正常，被测信号的确为0。无信号：线路发生故障，被测信号未传递过来。图3－4给定信号的滤波a）受干扰的频率给定信号b）滤波时间――――――――――――――――――――――――――――――――――数字滤波的实质：以信号改变的持续时间作为确认的依据，在所设定的时间内不能持续者，均视为干扰信号而“不予理会”。53．2．2标准频率给定线3．2．3频率给定信号不标准的处理［实例］给定信号为2～8V，要求对应的输出频率为0～50Hz。1．频率给定线图3－5标准频率给定线a）给定电压b）电压给定c）电流给定―――――――――――――――――――――――――――――――――――最高频率：与最大给定信号对应的频率。图3－6频率给定线a）操作示意图b）标准频率给定线c）任意频率给定线――――――――――――――――――――――――――――――――――基本依据：作出用户要求的频率给定线。62．任意频率给定线的预置（1）直接坐标法（2）偏置频率和频率增益图3－7任意频率给定线的预置之一a）频率给定线b）MM440的功能预置――――――――――――――――――――――――――――――――――要点：直接预置频率给定线的两个端点。图3－8任意频率给定线的预置之二a）频率给定线b）G11S的功能预置――――――――――――――――――――――――――――――――――偏置频率：给定信号为0时的频率。频率增益：给定信号为标准最大值时对应的频率与最高频率之比的百分数。73．2．4上限频率和下限频率1．上限频率和下限频率的决定2．与上限频率须有关的因素图3－9上限频率与下限频率a）搅拌机实例b）上、下限频率――――――――――――――――――――――――――――――――――上限频率：（1）上限频率不得超过最高频率：fH≤fmax；（2）当fH＜fmax时，实际输出的最高频率为上限频率fH。下限频率：（1）起动时从0Hz开始，停机时降到0Hz。（2）运行过程中的最低频率为下限频率fL。图3－10上限频率预置须知a）上限频率与最高频率b）有效功率与上限频率c）有效转矩与上限频率――――――――――――――――――――――――――――――――――――fH＜fBA时：上限频率fH越低，电动机的有效功率越小。fH＞fBA时：上限频率fH越高，电动机的有效转矩越小。83．3电动机的起动与加速3．3．1异步电动机的起动1．工频起动（1）起动电流（2）起动过程图3－11工频起动电流及其影响a）起动方式b）初始切割速度c）起动电流d）对电源电压影响―――――――――――――――――――――――――――――――――――工频起动特点之一：转子绕组以额定同步转速切割额定磁通。故：（1）起动电流大（2）引起网络电压瞬间下降。图3－12工频起动的起动过程a）恒转矩负载起动b）起动过程c）二次方律负载起动d）起动过程――――――――――――――――――――――――――――――――――要点：起动过程中，动态转矩很大。拖动系统从0上升到额定转速的时间很短。9（3）后果2．软起动器起动图3－14软起动器起动的起动特点a）起动方式b）初始状态c）起动电流d）起动过程――――――――――――――――――――――――――――――――――软起动器起动特点：转子绕组以同步转速切割较小磁通。故：（1）起动电流小。（2）起动过程中动态转矩小。（3）起动转矩小。图3－13工频起动的后果a）皮带绷断b）齿轮撞击c）轴受剪力d）供水系统有水锤效应―――――――――――――――――――――――――――――――――――皮带从松弛状态突然绷紧；齿轮发生撞击；拖动系统的轴受到强大剪切力；供水系统产生水锤效应。103．转子串联电阻起动3．3．2变频起动1．起动过程图3－16变频起动特点a）起动方式b）初始状态c）起动过程――――――――――――――――――――――――――――――――――变频起动特点：转子绕组以很低的同步转速切割额定磁通。故：（1）起动电流小。（2）起动过程中的动态转矩小，起动平稳。图3－15转子串联电阻起动的特点a）起动方式b）起动电流c）动态转矩――――――――――――――――――――――――――――――――――（1）外接电阻可将起动电流限制在允许范围内。（2）动态转矩减小。（3）起动转矩大。112．电流与加速时间的关系图3－17加速时间与电流a）加速时间定义b）加速时间长c）电流小d）加速时间短e）电流大――――――――――――――――――――――――――――――――――加速时间：频率从0Hz上升到基本频率所需要的时间。加速时间长→同步转速上升慢→转子跟得上同步转速的上升→转差小→起动电流小。加速时间短→同步转速上升快→转子跟不上同步转速的上升→转差大→起动电流大，可导致过电流跳闸。123．变频起动可能出现的问题与解决办法（1）因静磨擦力而难以起动（2）风机因自然风而反转图3－18起动频率a）传输机的阻转矩b）停机时皮带松弛c）起动频率与持续时间――――――――――――――――――――――――――――――――――――传输机的阻转矩由磨擦力构成，停机时的静磨擦系数较大。解决办法：预置起动频率，使起动瞬间有冲击力。防止皮带绷紧过快的办法：预置起动频率的持续时间，使皮带慢慢绷紧。图3－19起动前的直流制动功能a）风机因自然风而反转b）起动前的直流制动c）零速起动―――――――――――――――――――――――――――――――――风机周围有自然风，常使风叶反转。预置起动前直流制动功能，可保证零速起动。13（3）加速方式图3－20风机的起动与加速方式a）风机的机械特性b）半S形起动c）S形起动――――――――――――――――――――――――――――――――――现象：某风机起动时，在接近50Hz时容易因过电流而跳闸，加速时间需要60s，起动太慢。解决办法：风机在40Hz以下时，阻转矩在70%以下，加速时间可以缩短为10s；40Hz以上，加速过程逐渐减缓，预置“加速终了时的S字时间”为15s，总加速时间缩短为25s。称为半S加速方式。S形加速方式：主要用于惯性很大的负载，或电梯类负载。14休息15分钟153．4变频电动机的停机与减速3．4．1电动机变频减速时的状态1．变频降速时电动机的状态图3－21电动机的变频降速a）降速前b）降速时c）降速过程――――――――――――――――――――――――――――――――――变频调速的降速特点：通过降低频率来减速。频率一下降，同步转速同时下降。减速瞬间的电动机状态：转子因有惯性，转速不能立即下降。在频率降低的瞬间，转子转速超过了同步转速，电动机处于发电机状态。由于电磁转矩的方向反了，成为了制动转矩，故又称为再生制动状态。162．关于异步发电机（1）异步电机怎样发电？（2）发电机与电动机的主要区别在哪里？图3－22各种发电机a）直流发电机b）同步发电机c）异步发电机―――――――――――――――――――――――――――――――――――直流发电机：转子绕组切割定子磁场而发电。同步发电机：定子三相绕组切割转子磁场而发电。异步发电机：定子绕组中通入三相电流后才有磁场，转子转速超过同步转速而发电。图3－23电流矢量图a）电动机矢量图b）电动机电流曲线c）发电机矢量图d）发电机电流曲线―――――――――――――――――――――――――――――――――――电动机状态的特点：定子电流与电压之间的相位差小于π／2。发电机状态的特点：定子电流与电压之间的相位差大于π／2。173．4．2减速时间与直流电压1．减速时变频器的泵升电压2．减速时间与直流电压图3－24降速过程中的状态a）逆变电路b）电动机状态c）电流与电压的瞬时值―――――――――――――――――――――――――――――――――再生制动时发出的电将使直流电压上升，称为泵升电压。图3－25降速快慢与直流电压（a）减速时间定义（b）减速慢（c）直流电压（d）减速快（e）直流过电压――――――――――――――――――――――――――――――――――减速时间：频率从基本频率下降到0Hz所需要的时间。减速时间长→同步转速下降慢→转子跟得上同步转速的下降→泵生电压小。减速时间短→同步转速下降快→转子跟不上同步转速的下降→泵生电压大。183．5加、减速时间的预置3．5．1根据之一——拖动系统的惯性大小1．拖动系统的惯性2．时间常数的粗测图3－27时间常数的粗测a）拖动系统b）粗测时间常数――――――――――――――――――――――――――――――――――第一步：测定工频运行的停机时间。第二步：加、减速时间按停机时间的三分之一预置：ｔA＝ｔD＝tSP∕3图3－26拖动系统的惯性a）惯性大的拖动系统b）惯性小的拖动系统――――――――――――――――――――――――――――――――――拖动系统的惯性大小，通常用飞轮力矩（GD2）表示。193．5．2根据之二——负载对加、减速时间的要求图3－28负载对加、减速时间的要求a）连续运行的传输带b）龙门刨床的刨台―――――――――――――――――――――――――――――――――――第三步：根据负载要求修正加、减速时间。203．5．3负载要求快速起、制动怎么办？1．负载要求快速起动的对策（1）加大传动比（2）加大变频器容量图3－29增大传动比助起动a）基本分析b）实例―――――――――――――――――――――――――――――――――――增大传动比的好处：（1）拖动系统的飞轮力矩减小为1／λ’2。（2）负载的折算转矩减小为1／λ’，动态转矩增大。故十分有利于拖动系统的起动。图3－30加大变频器容量快速起动a）变频器容量较小时b）变频器容量较大时――――――――――――――――――――――――――――――――――――加大变频器容量的实质：使变频器不跳闸，不影响正常工作。212．负载要求快速制动的对策3．6直流制动3．6．1变频器的直流制动功能1．直流制动的原理和功能图3－32直流制动的原理与预置a）直流制动方法b）直流制