0703(新2)第三讲选好外围配变频

1第3讲选好外围配变频３．１外配器件要记清３．１．１主要电器须选好图3－1变频器外接主电路2３．１．１．１空气开关１．主要作用（１）隔离作用（２）保护作用２．选择原则ＩQN≥（１.３～１.４）ＩN图３－2变频器接通电源3３．１．１．２输入接触器１．主要作用（１）可通过按钮开关方便地控制变频器的通电与断电；（２）变频器或制动单元发生故障时，可自动切断电源。２．选择原则ＩKN≥ＩN３．１．１．３输出接触器ＩKN≥１.１ＩMN4３．１．１．４主电路线径的选择１．电源与变频器之间的导线和同容量普通电动机的电线选择方法相同。２．变频器与电动机之间的导线要求：ΔＵ≤（２～３）％ＵN图３－3输出电路的电压降5３．１．２供电部门不能恼３．１．２．１变频器的输入电流波形图３－4输入电流的波形及其谐波分析6３．１．２．２变频器的功率因数１．功率因数的定义ＰＦ＝SP＝ＤＦ•Ｋd式中，ＰＦ──功率因数；Ｐ──有功功率，ｋＷ；Ｓ──视在功率，ｋＶＡ；ＤＦ──位移因数，即ｃｏｓφ；Ｋd──电流的畸变因数，等于电流基波分量的有效值与总有效值之比。图３－5滞后电流与谐波电流的功率7３．１．２．３功率因数的改善１．交流电抗器交流电抗器除了可以将功率因数提高至（０.７５～０.８５）外，还具有削弱浪涌电流和电源电压不平衡的影响。２．直流电抗器功率因数可提高至０.９以上。图３－6交流电抗器图３－7直流电抗器8３．１．３睦邻友好抗干扰３．１．３．１变频器的输出电流波形１．变频器的输入电流已如上述。２．变频器的输出电流图３－8变频器的输出电流波形9３．１．３．２干扰信号的传播方式１．电路耦合方式即通过电源网络传播。这是变频器输入电流干扰信号的主要传播方式。图３－9电路传播与隔离10２．感应耦合方式（１）电磁感应方式这是电流干扰信号的主要传播方式；（２）静电感应方式这是电压干扰信号的主要传播方式。削弱方法：远离、相绞、屏蔽、不平行图３－10电磁感应与静电感应图3－11削弱感应干扰的方法11３．空中幅射方式即以电磁波的方式向空中幅射。削弱方法：（１）准确接地；（２）接入滤波器图３－１2空中辐射与接地图３－１3接入滤波器12３．１．４制动电路勿硬套３．１．４．１制动过程中影响泵生电压的因素１．拖动系统的飞轮力矩ＧＤ2２．降速时间ｔB３．１．４．２制动电阻的选择１．制动电阻的粗略算法αB──制动电阻容量的修正系数。在一般情况下：αB＝０.３～０.５电动机容量小时取小值，大时取大值。２．按照说明书选择制动电阻时的注意事项例如，森兰ＳＢ６１系列变频器说明书中，对于配用电动机容量图３－１4制动电阻的粗略算法13为１５ｋＷ、１８.５ｋＷ和２２ｋＷ的变频器，所提供的制动电阻规格，都是４ｋＷ、４０Ω。选用时，应注意根据生产机械的具体情况进行如下核算：（１）制动电流通常，制动单元在直流电压为７００Ｖ时导通，则制动电流为：ＩB＝40700＝１７.５Ａ（２）电动机的额定电流设所用电动机为Ｙ系列的４极电动机，则：当ＰMN＝１５ｋＷ时，ＩMN＝３０.３Ａ；当ＰMN＝１８.５ｋＷ时，ＩMN＝３５.９Ａ；当ＰMN＝２２ｋＷ时，ＩMN＝４２.５Ａ；（３）制动转矩的估算ＰMN＝１５ｋＷ─→ＩB＝０.５８ＩMN─→ＴB≈１.１６ＴMN；ＰMN＝１８.５ｋＷ─→ＩB＝０.４９ＩMN─→ＴB≈０.９８ＴMN；；ＰMN＝２２ｋＷ─→ＩB＝０.４１ＩMN─→ＴB≈０.８２ＴMN；。（４）电阻通电时的功率：ＰB0＝40)700(2＝１２２５０Ｗ＝１２.２５ｋＷ修正系数：αB＝0BBPP＝122504000＝０.３２６1415３．１．４．３制动单元的构成与设计１．制动单元的功能与构成２．功率管ＶB的选择（１）集电极最大电流ＩCM≥BDRU2（２）击穿电压ＵCEO＝（１０００～１２００）Ｖ３．用交流接触器代替功率管的要点图３－１5制动单元的构成图３－１6用交流接触器作制动单元16３．２常规控制记要领３．２．１正、反控制基本功３．２．１．１正转运行１．基本电路2．继电器控制电路图３－１7正转的基本控制方式图３－１8继电器控制的正转电路173．自锁控制（三线控制、脉冲控制）图3－19自锁控制18３．２．１．２电动机的反转控制１．改接输入控制线2．功能预置法变频器型号功能码功能名称数据码康沃CVF－G2ｂ－4转向控制0：与设定方向一致1：与设定方向相反2：反转防止日立SJ300ｂ035转向限制00：正转反转均可01：只能正转02：只能反转图３－１４继电器控制的正、反转电路ａ）主电路ｂ）控制电路图３－20改接输入控制线ａ）正转控制ｂ）反转控制193．由给定信号控制图3－21由给定信号控制正反转ａ）原点为零输出ｂ）以中间值为零输出20３．２．２升、降功能不普通３．２．２．１变频器的升、降速控制端康沃ＣＶＦ－Ｇ２系列变频器功能码Ｌ－６５预置“输入端子Ｘ1功能”，当数据码预置为“11”时，端子Ｘ1即为“频率递增（ＵＰ）”控制端；功能码Ｌ－６６预置“输入端子Ｘ2功能”，当数据码预置为“12”时，端子Ｘ2即为“频率递减（ＤＯＷＮ）”控制端。图３－22变频器的升、降速端子21３．２．２．２升、降速控制端在恒压供水控制中的应用３．２．２．４升、降速控制端的其他应用１．取代电位器控制转速图３－23利用升、降速端子进行恒压控制图3－24升、降速端子取代电位器222．在两地控制中的应用3．升、降速控制端在同步控制中的应用图３－25两地升降速控制图３－26三台同步控制23３．２．３切换电路须慎重１．主电路２．过渡过程（１）电磁过渡过程图３－27切换控制的主电路图３－28切换的电磁过渡过程24（２）机械过渡过程３．故障切换控制电路图３－29断电后的机械过渡过程图３－30故障切换的控制电路25４．水泵切换要点（１）电源电压与定子电动势的相位关系（２）“差频同相”切换法图３－31电源电压与定子电动势的相位关系图３－32“差频同相”切换原理26３．２．４变频内外可程控３．２．４．１变频器的程序控制功能图３－33变频器的编程功能27３．２．４．２实例──工业洗涤机的脱水程序功能预置（采用富士G11S系列变频器）功能码功能名称数据码数据码含义C21程序运行0运行一个循环后停止C22程序步1180F1运行180ｓ，正转，加速时间1C23程序步2120F2运行120ｓ，正转，加速时间2C24程序步3120F3运行120ｓ，正转，加减速时间3F07加速时间130ｓE10加速时间220ｓE12加速时间315ｓE13减速时间330ｓ图３－34洗衣机甩干程序28３．２．４．２由多档速功能实现程序控制１．菜肴传输２．控制电路图３－35菜肴传输控制图３－36多档速实现程序控制29表３－３菜肴传输控制程序功能预置（采用富士G11S系列变频器）功能码功能名称数据码数据码含义E01X1功能0多步频率选择1E02X2功能1多步频率选择2E03X3功能2多步频率选择3C05多步频率120上传初始低速运行频率为20Hｚ下传终了低速运行频率为20HｚC07多步频率350上传高速运行频率为50Hｚ下传高速运行频率为50HｚC11多步频率715上传终了低速运行频率为15Hｚ下传初始低速运行频率为15HｚF07加速时间120ｓF08减速时间120ｓH07加减速方式2S形加减速（强型）端子状态菜肴上传菜肴下传正转起动碰ＳＱ２碰ＳＱ３碰ＳＱ４反转起动ＳＱ３复位ＳＱ２复位ＳＱ１复位Ｘ１１１１０１１１０Ｘ２０１１１１１００Ｘ３００１１１０００ｆX２０５０１５０１５５０２００30３．３电机负载传动并３．３．１机械功率要传递３．３．２传动前后能量齐１．传动比λ＝LMnnｎL＝Mn根据输能量守恒的原则，有：9550MMnT＝9550LLnTLMTT＝MLnn＝1ＴL＝ＴM·λ所以，经过传动机构减速以后，负载侧的转速比电动机侧减小了λ倍，而负载侧所得到的转矩则比电动机侧增大了λ倍。图３－37常见的传动机构31２．转矩与转速的折算（１）折算的必要性（２）折算的基本原则稳态过程：折算前后，传动机构所传递的功率不变。动态过程：折算前后，旋转部分储存的动能不变。（３）折算公式下面所列，都是把负载轴折算到电动机轴上的公式。１）转速的折算ｎL’＝ｎL·λ２）转矩的折算ＴL’＝LT３）飞轮力矩的折算（ＧＤL2）’＝22LGD图３－38电动机和负载的工作点32３．３．３电机降速功率低图3－39电动机降速时的功率变化333.3.4遇事常想传动比３．３．4．１传动比与电动机的容量具体实例：某负载，ＴL＝８９Ｎ·ｍ；ｎL＝３７５ｒ∕ｍｉｎ；ＰL＝３.５ｋＷ。电动机：２ｐ＝４；ｎMN＝１５００ｒ∕ｍｉｎ；ｓ≈０。１．不同传动比时的计算结果λＴL’≤TMNｎL’=ｎMXƒXＰMNＰMX１９０３７５１２.５１５３.７５２４５７５０２５７.５３.７５４２２.２５１５００５０３.７３.７０８１１.１２３０００１００３.７３.７０说明：当ｎMX＝３０００ｒ∕ｍｉｎ＝２ｎMN时，电动机的转矩只有额定转矩的１∕２：ＴMX＝ＴMN∕２。２．计算结果示意图图３－２９λ＝２带负载图３－40不同传动比的拖动系统34３．３．4．２传动比与电动机的起动某锯片磨床，卡盘直径为２ｍ，传动比λ＝５，电动机的容量为３.７ｋＷ。１．存在问题起动较困难，升速时间太长。２．对策将传动比增大为λ＝７.５，可使折算到电动机轴上的飞轮力矩减小为原来的４４％。结果，卡盘可以在５ｓ内起动起来。图３－41锯片磨床示意图