變頻器技術(shù)原理與應(yīng)用

1、RexrothBosch Group 變頻器技術(shù)講座變頻器技術(shù)講座博世力士樂博世力士樂電子傳動與控制（深圳）有限公司電子傳動與控制（深圳）有限公司丁先群丁先群祝大家事業(yè)有成祝大家事業(yè)有成！祝大家事業(yè)有成祝大家事業(yè)有成！一 .變頻器使用注意事項 1嚴(yán)禁將變頻器的輸出端子U、V、W連接到AC 電源上。2變頻器要正確接地，接地電阻小于1010。3變頻器存放兩年以上，通電時應(yīng)先用調(diào)壓器逐漸升高電壓。存放半年半年或一年一年應(yīng)通電運行一天。4變頻器斷開電源后，待幾分鐘后方可維護操作，直流母線電壓（P+，P-）應(yīng)在25V25V以下。 5. 避免變頻器安裝在產(chǎn)生水滴飛濺的場合。6. 不準(zhǔn)將P+、 P-、PB任

2、何兩端短路。7. 主回路端子與導(dǎo)線必須牢固連接。8. 變頻器驅(qū)動三相交流電機長期低速運轉(zhuǎn)時，建議選用變頻電機。 9. 變頻器驅(qū)動電機長期超過超過50HZ50HZ運行時，應(yīng)保證電機軸承等機械裝置在使用的速度范圍內(nèi)，注意電機和設(shè)備的震動、噪音。10. 變頻器驅(qū)動減速箱、齒輪等需要潤滑機械裝置，在長期低速運行時應(yīng)注意潤滑效果。11. 變頻器在一確定頻率工作時，如遇到負(fù)載裝置的機械共振點，應(yīng)設(shè)置跳躍頻率避開共振點。12. 變頻器與電機之間連線過長，應(yīng)加輸出電抗器。13. 嚴(yán)禁在變頻器的輸入側(cè)使用接觸器等開關(guān)器件進行頻繁啟停操作。14. 電機首次使用或長期放置后使用，必須對電機進行絕緣檢測。使用500V

3、500V電壓型兆歐表檢測，電機絕緣電阻大于5M5M。15. 對電機絕緣檢測時必須將變頻器與電機連線斷開。對電機絕緣檢測時必須將變頻器與電機連線斷開。16. 在變頻器的輸出側(cè)，嚴(yán)禁連接功率因數(shù)補償器、電容、 防雷壓敏電阻。17. 變頻器的輸出側(cè)嚴(yán)禁安裝接觸器、開關(guān)器件。18. 變頻器在海拔10001000米以上地區(qū)使用時，須降額使用。19. 變頻器輸入側(cè)與電源之間應(yīng)安裝空氣開關(guān)和熔斷器。20. 變頻器輸出側(cè)不必安裝熱繼電器。21. 變頻器使用壽命變頻器使用壽命影響變頻器壽命的元件大致有三種： 自身冷卻風(fēng)扇 上電時限流電阻短路接觸器 中間環(huán)節(jié)大容量電解電容注意：前兩個元件是機械磨損元件，一般壽命為

4、五年五年，第三個元件規(guī)定為五年五年，一般情況下五年后測量一下電容值，如果小于額定值的80%80%就應(yīng)更換，實際上，如果變頻器一直連續(xù)運行，電解電容可用十年十年。 控制線應(yīng)與主回路動力線分開，控制線采用屏蔽電纜 。22. 變頻器與負(fù)載的配置變頻器與負(fù)載的配置 變頻器長期工作電流 I變長=I電115% （ I電- 電動機額定電流） 變頻器短期工作電流（可持續(xù)12分鐘） I變短=I變150% （I變- 變頻器額定電流） 變頻器瞬時工作電流（可持續(xù)數(shù)秒鐘） I變瞬= I變180%二二. . 電動機的基礎(chǔ)知識電動機的基礎(chǔ)知識 1. 異步電動機構(gòu)造和原理異步電動機構(gòu)造和原理圖圖2-12-1 異步電動機構(gòu)造

5、異步電動機構(gòu)造a a）外形）外形 b b）定子）定子 c c）轉(zhuǎn)子）轉(zhuǎn)子 2. 2. 旋轉(zhuǎn)原理旋轉(zhuǎn)原理圖圖2-22-2 三相交流異步電動機旋轉(zhuǎn)原理三相交流異步電動機旋轉(zhuǎn)原理a a）三相交流電流）三相交流電流 b b）三相繞組）三相繞組 c c）旋轉(zhuǎn)原理）旋轉(zhuǎn)原理3 3. 電動機定子和轉(zhuǎn)子的能量傳遞電動機定子和轉(zhuǎn)子的能量傳遞圖圖2-3 2-3 能量傳遞能量傳遞a a）從電能轉(zhuǎn)變成機械能）從電能轉(zhuǎn)變成機械能 b b）定子與轉(zhuǎn)子能量傳遞）定子與轉(zhuǎn)子能量傳遞 4. 定子和轉(zhuǎn)子電流間的關(guān)系定子和轉(zhuǎn)子電流間的關(guān)系圖圖2-4電流特性： 輸入電機電流=勵磁電流+轉(zhuǎn)矩電流 輸出電流取決于負(fù)載的大小 5. 電動勢

6、平衡示意圖電動勢平衡示意圖圖圖2-5 2-5 定子側(cè)電動勢平衡圖定子側(cè)電動勢平衡圖6.6.負(fù)載改變時的速度變化負(fù)載改變時的速度變化圖圖2-6 2-6 負(fù)載變化、速度變化負(fù)載變化、速度變化a a）負(fù)載較輕）負(fù)載較輕 b b）機械特性）機械特性 c c）負(fù)載較重）負(fù)載較重7.7.異步電動機的特性異步電動機的特性 : : 啟動力矩啟動力矩電動機停止，通電后電動機停止，通電后, , 電動機產(chǎn)生的力矩電動機產(chǎn)生的力矩 Ts=1.25TN ; 最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩電動機在最大轉(zhuǎn)差電動機在最大轉(zhuǎn)差Sm時，產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩時，產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩Tm; 空載電流空載電流空載電流主要是勵磁電流，轉(zhuǎn)速幾乎達到同步空載電流主要

7、是勵磁電流，轉(zhuǎn)速幾乎達到同步; ; 電動狀態(tài)電動狀態(tài)電機產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，帶動負(fù)載轉(zhuǎn)動電機產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，帶動負(fù)載轉(zhuǎn)動; ; 再生制動狀態(tài)再生制動狀態(tài)由于負(fù)載原因，電機實際轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)由于負(fù)載原因，電機實際轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn) 速，即設(shè)備帶動電機轉(zhuǎn)動速，即設(shè)備帶動電機轉(zhuǎn)動. .三.變頻器調(diào)速原理 380V 50HZf = 0 500HZ 圖圖 3 3-1 -1 變頻調(diào)速變頻調(diào)速 變頻調(diào)速變頻調(diào)速 f f 變極對數(shù)調(diào)速變極對數(shù)調(diào)速 P P 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 S S 1. 1.變頻調(diào)速原理變頻調(diào)速原理 2. 交交直直交變頻器基本結(jié)構(gòu)交變頻器基本結(jié)構(gòu)圖圖3-2 3-2 交交直直交變頻器主回路圖交變頻器主回路圖

8、整整 流流 器器 濾濾 波波 器器 逆逆 變變 器器 3. 三相逆變橋示意圖三相逆變橋示意圖圖圖3-33-3 三相逆變橋三相逆變橋4. 開關(guān)元器件應(yīng)滿足的條件開關(guān)元器件應(yīng)滿足的條件圖圖3-43-4 開關(guān)元器件的條件開關(guān)元器件的條件1 1. . 能承受足夠大的電壓和電流2.2. 允許長時間頻繁接通和關(guān)斷3 3. . 接通和關(guān)斷的控制十分方便開關(guān)元器件應(yīng)滿足的條件開關(guān)元器件應(yīng)滿足的條件IGBT的特點的特點： 耐壓1200V 開關(guān)頻率高達30 40KHZ 驅(qū)動電路電流小，功耗很少 6. GTR大功率晶體管大功率晶體管圖圖3-5 GTR3-5 GTR逆變橋逆變橋7. IGBT絕緣柵晶體管絕緣柵晶體管圖

9、圖3-6 IGBT3-6 IGBT逆變橋逆變橋38050HZ8. 變頻器主電路圖變頻器主電路圖圖圖3-73-7 變頻器主電路結(jié)構(gòu)圖變頻器主電路結(jié)構(gòu)圖艾默生變頻器基本配線圖 小功率變頻器（5.5-7.5）KW中功率控制端子接線圖9. 整流和濾波電路整流和濾波電路圖圖3-83-8 整流和濾波電路整流和濾波電路10. 充電過程的限流電路充電過程的限流電路圖圖3-93-9 合上電源時的充電過程合上電源時的充電過程11. 逆變電路的基本結(jié)構(gòu)逆變電路的基本結(jié)構(gòu)圖圖3-103-10 逆變電路的結(jié)構(gòu)逆變電路的結(jié)構(gòu) a a） 逆變電路逆變電路 b b）輸出電壓波形輸出電壓波形 c c）輸出電壓等效波形輸出電壓等

10、效波形1、測試整流電路找到變頻器內(nèi)部直流電源的P(positive)端和N(negative)端，將萬用表調(diào)到電阻X10檔，紅表棒接到P，黑表棒分別依到R、S、T，應(yīng)該有大約幾十歐的阻值，且基本平衡。相反將黑表棒接到P端，紅表棒依次接到R、S、T，有一個接近于無窮大的阻值。將紅表棒接到N端，重復(fù)以上步驟，都應(yīng)得到相同結(jié)果。如果有以下結(jié)果，可以判定電路已出現(xiàn)異常，A.阻值三相不平衡，可以說明整流橋故障。B.紅表棒接P端時，電阻無窮大，可以斷定整流橋故障或起動電阻出現(xiàn)故障。2、測試逆變電路將紅表棒接到P端,黑表棒分別接U、V、W上，應(yīng)該有幾十歐的阻值，且各相阻值基本相同，反相應(yīng)該為無窮大。將黑表棒

11、接到N端，重復(fù)以上步驟應(yīng)得到相同結(jié)果，否則可確定逆變模塊故障二、動態(tài)測試 在靜態(tài)測試結(jié)果正常以后，才可進行動態(tài)測試，即上電試機。在上電前后必須注意 以下幾點: 1、上電之前，須確認(rèn)輸入電壓是否有誤，將380V電源接入220V級變頻器之中會出現(xiàn)炸機（炸電容、壓敏電阻、模塊等）。 2、檢查變頻器各接播口是否已正確連接,連接是否有松動,連接異常有時可能導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)故障,嚴(yán)重時會出現(xiàn)炸機等情況。 3、上電后檢測故障顯示內(nèi)容,并初步斷定故障及原因。 4、如未顯示故障,首先檢查參數(shù)是否有異常,并將參數(shù)復(fù)歸后,進行空載(不接電機)情況下啟動變頻器,并測試U、V、W三相輸出電壓值。如出現(xiàn)缺相、三相不平衡等情

12、況，則模塊或驅(qū)動板等有故障 5、在輸出電壓正常（無缺相、三相平衡）的情況下，帶載測試。測試時，最好是滿負(fù)載測試 三、故障判斷 1、整流模塊損壞 一般是由于電網(wǎng)電壓或內(nèi)部短路引起。在排除內(nèi)部短路情況下，更換整流橋。在現(xiàn)場處理故障時，應(yīng)重點檢查用戶電網(wǎng)情況，如電網(wǎng)電壓，有無電焊機等對電網(wǎng)有污染的設(shè)備等。 2、逆變模塊損壞 一般是由于電機或電纜損壞及驅(qū)動電路故障引起。在修復(fù)驅(qū)動電路之后，測驅(qū)動波形良好狀態(tài)下，更換模塊。在現(xiàn)場服務(wù)中更換驅(qū)動板之后，還必須注意檢查馬達及連接電纜。在確定無任何故障下，運行變頻器。 3、上電無顯示 一般是由于開關(guān)電源損壞或軟充電電路損壞使直流電路無直流電引起，如啟動電阻損壞

13、，也有可能是面板損壞。 4、上電后顯示過電壓或欠電壓 一般由于輸入缺相，電路老化及電路板受潮引起。找出其電壓檢測電路及檢測點，更換損壞的器件。 5、上電后顯示過電流或接地短路 一般是由于電流檢測電路損壞。如霍爾元件、運放等。 6、啟動顯示過電流 一般是由于驅(qū)動電路或逆變模塊損壞引起。 7、空載輸出電壓正常,帶載后顯示過載或過電流 該種情況一般是由于參數(shù)設(shè)置不當(dāng)或驅(qū)動電路老化,模塊損傷引起12. 電動機狀態(tài)電動機狀態(tài)圖圖3-113-11 電動機狀態(tài)電動機狀態(tài)a a）空載示意圖空載示意圖 b b）矢量圖矢量圖 c c）電路圖電路圖 d d）電壓、電流曲線電壓、電流曲線13. 勵磁狀態(tài)勵磁狀態(tài)圖圖3

14、-123-12 勵磁狀態(tài)勵磁狀態(tài)a a）帶載示意圖帶載示意圖 b b）矢量圖矢量圖 c c）電路圖電路圖 d d）電壓、電流曲線電壓、電流曲線a a）重載示意圖重載示意圖 b b）矢量圖矢量圖 c c）電路圖電路圖 d d）電壓、電流曲線電壓、電流曲線14. 發(fā)電機狀態(tài)發(fā)電機狀態(tài)圖圖3-133-13 發(fā)電機狀態(tài)發(fā)電機狀態(tài)反并聯(lián)二極管的作用反并聯(lián)二極管的作用： 電機繞組磁場作功，發(fā)電狀態(tài)，電流電機繞組磁場作功，發(fā)電狀態(tài)，電流通過反并聯(lián)二通過反并聯(lián)二 極管流向直流電路。極管流向直流電路。15. 磁通傳遞能量磁通傳遞能量圖圖3-143-14 異步電動機的能量傳遞異步電動機的能量傳遞磁通量須恒定磁通量

15、須恒定TM = KT I2 M COS2 磁路飽和磁路飽和勵磁電流畸變，產(chǎn)生尖峰電流勵磁電流畸變，產(chǎn)生尖峰電流 磁通量磁通量磁路飽和電流增大磁路飽和電流增大 磁通量磁通量電機轉(zhuǎn)矩電機轉(zhuǎn)矩T TM M下降下降 16. 變頻不變壓磁通飽和變頻不變壓磁通飽和圖圖3-153-15 頻率下降出現(xiàn)磁通飽和頻率下降出現(xiàn)磁通飽和17. 磁路飽和的結(jié)果磁路飽和的結(jié)果圖圖3-163-16 勵磁電流飽和與磁通的關(guān)系勵磁電流飽和與磁通的關(guān)系a a）簡單磁路簡單磁路 b b）磁通不飽和磁通不飽和 c c）磁通深度飽和磁通深度飽和18. 保持磁通不變保持磁通不變圖圖3-173-17 保持磁通不變的途徑保持磁通不變的途徑變

16、頻須變壓變頻須變壓：定子繞組電動勢定子繞組電動勢：E1 = 4.44 K1 N1 f1 U1 E1 故故 U1=KM f1 = KU1 / f1 = 常數(shù)常數(shù) 故故 U1 / f1 = 常數(shù)常數(shù) 故要保持故要保持恒定，只要變頻又變壓恒定，只要變頻又變壓19. 定子等效電路定子等效電路圖圖3-183-18 定子等效電路定子等效電路a a）定子繞組定子繞組 b b）等效電路等效電路 c c）電動機的磁通電動機的磁通20.PAM20.PAM（脈幅調(diào)制脈幅調(diào)制） 整流變壓整流變壓 逆變變頻逆變變頻圖圖3-193-19 脈幅調(diào)制脈幅調(diào)制 整整 流流變變 壓壓逆逆 變變變變 頻頻 21. PWM圖圖3-2

17、03-20 脈寬調(diào)制脈寬調(diào)制整整 流流逆逆 變變變變 頻頻變變 壓壓脈脈 寬寬 調(diào)調(diào) 制制22. 正弦脈寬調(diào)制正弦脈寬調(diào)制（SPWM）圖圖3-21 正弦脈寬調(diào)制正弦脈寬調(diào)制（SPWM）23. 實現(xiàn)實現(xiàn)SPWM（單極性單極性）圖圖3-22 單極性調(diào)制單極性調(diào)制變頻器是一種電源變換的設(shè)備，給電動機提變頻器是一種電源變換的設(shè)備，給電動機提供的電源必須滿足電動機的使用要求。即輸供的電源必須滿足電動機的使用要求。即輸出正弦波形的電壓和電流。出正弦波形的電壓和電流。逆變逆變SPWM等幅不等寬的矩形脈沖波形面等幅不等寬的矩形脈沖波形面積，與正弦波形面積等效。積，與正弦波形面積等效。逆變器的特性：逆變器的特性

18、：24 . 雙極性雙極性SPWM圖圖3-23 雙極性調(diào)制雙極性調(diào)制25. 雙極性調(diào)制的死區(qū)及影響雙極性調(diào)制的死區(qū)及影響圖圖3-24 雙極性調(diào)制的死區(qū)及影響雙極性調(diào)制的死區(qū)及影響載波頻率提高，電磁噪音減少，電機獲得較載波頻率提高，電磁噪音減少，電機獲得較理想的正弦電流曲線。理想的正弦電流曲線。開關(guān)頻率高，電磁幅射增大，輸出電壓下降，開關(guān)頻率高，電磁幅射增大，輸出電壓下降，開關(guān)元件耗損大。開關(guān)元件耗損大。載波頻率的特性載波頻率的特性26. 低速轉(zhuǎn)矩下降低速轉(zhuǎn)矩下降（1 1）電動機在）電動機在f fx xf fN N時的機械特性時的機械特性圖圖3-25 U/f=恒定值條件下的機械特性恒定值條件下的機

19、械特性 27. 轉(zhuǎn)矩下降的原因分析轉(zhuǎn)矩下降的原因分析 U1下降下降 I1 r1在在U1中的比例增大中的比例增大28. 低頻電壓補償?shù)皖l電壓補償圖圖3-26 電壓補償原理電壓補償原理 U U的大小隨負(fù)載電流而變化的大小隨負(fù)載電流而變化 U/FU/F的比值只能設(shè)定一次；的比值只能設(shè)定一次； 所以負(fù)載變動時不能始終工作在最佳狀所以負(fù)載變動時不能始終工作在最佳狀態(tài)，即輕載時磁路易飽和。態(tài)，即輕載時磁路易飽和。電壓補償?shù)奶匦噪妷貉a償?shù)奶匦?9. 矢量控制簡述矢量控制簡述 1）直流調(diào)速直流調(diào)速圖圖3-27 直流電動機的調(diào)速特點直流電動機的調(diào)速特點 2）矢量控制的原理矢量控制的原理圖圖3-28 矢量控制原理

20、示意圖矢量控制原理示意圖等等 效效變變 換換 30. 在額定轉(zhuǎn)速上的比較在額定轉(zhuǎn)速上的比較圖圖3-29 額定轉(zhuǎn)速上的比較額定轉(zhuǎn)速上的比較a）異步電動機特性異步電動機特性 b）直流電動機特性直流電動機特性四、電動機調(diào)速特點四、電動機調(diào)速特點1.1.變頻器的輸出電流變頻器的輸出電流圖圖4-1 4-1 電動機的電流電動機的電流2. 電流和功率的關(guān)系電流和功率的關(guān)系圖圖4-2 轉(zhuǎn)速下降轉(zhuǎn)速下降.輸出功率下降輸出功率下降.節(jié)能節(jié)能 變頻器各部分電流關(guān)系： 變頻器輸出電流IM取決于負(fù)載轉(zhuǎn)矩， 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定，IM大小與速度無關(guān)； 直流回路的電流隨頻率下降而減少； 變頻器輸入電流隨頻率下降而減少。3. 電機

21、降速耗能低電機降速耗能低圖圖4-34-3 電動機調(diào)速的特點電動機調(diào)速的特點4. 去掉減速器的錯誤去掉減速器的錯誤去去 掉掉 減減 速速 器器圖圖4-44-4 用變頻器取代減速器用變頻器取代減速器！能量守恒，降速降功率能量守恒，降速降功率5. 增強帶負(fù)載的能力增強帶負(fù)載的能力問題提出：問題提出： 重物圓周運動到重物圓周運動到A A點電機過載點電機過載 B B點電機堵轉(zhuǎn)，變頻器過流點電機堵轉(zhuǎn)，變頻器過流圖圖4-54-5 重物圓周運動重物圓周運動措施：措施： 加大傳動比，加大傳動比， 增加變頻器輸出功率增加變頻器輸出功率6. 一臺變頻器帶多臺電動機一臺變頻器帶多臺電動機圖圖4-64-6 一臺變頻器帶

22、多臺電動機一臺變頻器帶多臺電動機變頻器的額定電流：變頻器的額定電流：多臺電動機同時啟動和運行多臺電動機同時啟動和運行 IN1.051.1IMN多臺電動機分別啟動多臺電動機分別啟動 IN （ 1.051.1IMNK1 IST）/K2一臺變頻器帶多臺電動機一臺變頻器帶多臺電動機 IST=電機起動電流 K1=1.2，1.52自由狀態(tài) K2=1.5 變頻器過載能力五五. . 三種典型負(fù)載特性三種典型負(fù)載特性1. 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載圖圖5-15-1 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載及其特性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載及其特性a a）帶式輸送機帶式輸送機 b b）機械特性機械特性 c c）功率特性）功率特性2 2. . 恒功率負(fù)載恒功率負(fù)載圖

23、圖5-25-2 恒功率負(fù)載及其特性恒功率負(fù)載及其特性a）卷徑最小時卷徑最小時 b）卷徑較大卷徑較大 c）卷徑最大卷徑最大3. 二次平方負(fù)載二次平方負(fù)載圖圖5-35-3 二次平方負(fù)載及其特性二次平方負(fù)載及其特性a a）風(fēng)機示圖風(fēng)機示圖 b b）機械特性機械特性 c c）功率特性功率特性- TL = KL * n2 - PL = KP * n3六. 變頻調(diào)速系統(tǒng) 接電抗器的作用1. 變頻器輸出端接入電抗器的場合變頻器輸出端接入電抗器的場合圖圖6-16-1 需要接入電抗器的場合需要接入電抗器的場合a a）電機與變頻器距離遠電機與變頻器距離遠 b b）小變頻器帶輕載大電機小變頻器帶輕載大電機輸出電抗器

24、作用輸出電抗器作用： 抑制變頻器電磁幅射干擾抑制變頻器電磁幅射干擾 抑制電動機電壓諧振抑制電動機電壓諧振2. 輸入交流電抗器輸入交流電抗器作用：作用：1 1）提高功率因數(shù)提高功率因數(shù) 2 2）抑制高次諧波抑制高次諧波 3 3）削弱電流浪涌削弱電流浪涌3. 接入交流電抗器的場合接入交流電抗器的場合圖圖6-36-3 接入交流電抗器的場合接入交流電抗器的場合a a）多臺變頻器接同一電源多臺變頻器接同一電源 b b）同一電源上接有大容量晶閘管設(shè)備同一電源上接有大容量晶閘管設(shè)備 c c）變壓器容量超過變頻器容量十倍以上變壓器容量超過變頻器容量十倍以上 d d）電源電壓不平衡度電源電壓不平衡度33%4.

25、直流電抗器直流電抗器做用做用： 1 1）提高功率因數(shù)提高功率因數(shù) 2 2）擬制電流尖峰擬制電流尖峰七. 變頻器的抗干擾1 1. . 變頻器的干擾源變頻器的干擾源圖圖7-17-1 變頻器的電壓、電流波形變頻器的電壓、電流波形2. 電路耦合干擾電路耦合干擾 電路傳播：電路傳播：1 1）電源線電源線 2 2）地線地線措施措施 ： 1 1）隔離變壓器隔離變壓器 2 2）光耦隔離光耦隔離 3 3）正確接地正確接地3.3.感應(yīng)耦合干擾感應(yīng)耦合干擾電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 靜電感應(yīng)靜電感應(yīng)1 1） 電磁感應(yīng)是電流干擾傳播方式電磁感應(yīng)是電流干擾傳播方式 2 2）靜電感應(yīng)是電壓干擾傳播方式靜電感應(yīng)是電壓干擾傳播方式 4

26、. 抗干擾措施抗干擾措施遠離、相絞、屏蔽、不平行遠離、相絞、屏蔽、不平行圖圖7-47-4 絞線抗干擾絞線抗干擾5. 空中幅射干擾空中幅射干擾圖圖7-57-5 空中幅射與接地空中幅射與接地 電磁幅射電磁幅射6. 抗干擾措施抗干擾措施 1 1）準(zhǔn)確接地準(zhǔn)確接地 2 2）接入濾波器接入濾波器圖圖7-6 7-6 接入濾波器抑制電磁幅射接入濾波器抑制電磁幅射八 . 制動電阻和制動單元1. 制動電路的工作特點制動電路的工作特點圖圖8-18-1 制動電路的場合制動電路的場合a）減速過程減速過程 b b）重物下降過程重物下降過程 2. 能耗電路的工作特點能耗電路的工作特點圖圖8-28-2 能耗電路的工作特點能

27、耗電路的工作特點3. 制動電阻的粗算制動電阻的粗算圖圖8-38-3 制動電路制動電路 查制動電阻表查制動電阻表RB = 2.5UDH/IMN UDH/IMN九.變頻器的功能CVFG3V+VI1VI2I1X7V-U FGNDCM脈沖信號脈沖信號R S 4 8 5RPRP1020mA1.1.外接給定端外接給定端1）電壓信號給定端電壓信號給定端2）電流信號給定端電流信號給定端3）脈沖給定脈沖給定AB2.2.外接輸入控制端子外接輸入控制端子圖圖9-29-2 外控輸入電路外控輸入電路3.3.外接輸出控制端子外接輸出控制端子圖圖9-39-3 外接輸出控制端外接輸出控制端1）故障輸出端故障輸出端2 2）模擬

28、量輸出端模擬量輸出端3 3）通訊接口通訊接口4 4）狀態(tài)信號輸出端狀態(tài)信號輸出端TaTbTcOC1OC2CMAMAOAM-4 .V/F4 .V/F控制設(shè)定功能控制設(shè)定功能圖圖9-49-4 基本頻率基本頻率F Fb b電機額定頻率電機額定頻率F FN N基本頻率基本頻率最大頻率最大頻率特點：特點： U/FU/F增大，磁通量增大，磁通量增大，磁路飽和，轉(zhuǎn)矩增大增大，磁路飽和，轉(zhuǎn)矩增大5. 5. 基本頻率基本頻率電機額定頻率電機額定頻率特點特點：電機帶載的能力減小電機帶載的能力減小6. 6. 基本頻率與最大頻率基本頻率與最大頻率圖圖9-69-6 基本頻率與最大頻率基本頻率與最大頻率380V380V7

29、. 上限頻率和下限頻率上限頻率和下限頻率圖圖9-79-7 上限頻率和下限頻率上限頻率和下限頻率a a）攪拌機攪拌機 b b）上、下限頻率上、下限頻率8. 8. 跳躍頻率跳躍頻率特點：變頻器所帶負(fù)載，在某一頻率點發(fā)生機械共振，特點：變頻器所帶負(fù)載，在某一頻率點發(fā)生機械共振， 使用跳躍頻率回避共振點使用跳躍頻率回避共振點T （時（時 間間 ）f ( 頻率）頻率）43HZ33HZ28HZ60秒秒5分鐘分鐘U V WR S TV+VI1GNDFWDX1X2CMY1Y2Y3COM1X1X2COMF U濾濾 沙沙 池池 濾濾 沙沙 自然水自然水干干 凈凈 水水干干 凈水出口凈水出口沖洗水入口沖洗水入口電動

30、閥電動閥電動閥電動閥逆止閥逆止閥逆止閥逆止閥風(fēng)機風(fēng)機自然空氣自然空氣濾濾 布布P L C9 9. .事例事例 供水廠濾沙池供風(fēng)機調(diào)速工藝圖供水廠濾沙池供風(fēng)機調(diào)速工藝圖10.10.載波頻率載波頻率圖圖9-119-11 載波頻率的影響載波頻率的影響11.11.轉(zhuǎn)速多檔控制轉(zhuǎn)速多檔控制圖圖9-129-12 轉(zhuǎn)速多檔控制轉(zhuǎn)速多檔控制12. 12. 多檔轉(zhuǎn)速控制多檔轉(zhuǎn)速控制圖圖9-139-13 多檔轉(zhuǎn)速控制多檔轉(zhuǎn)速控制13. PLC控制電路控制電路圖圖9-149-14 PLC PLC控制電路控制電路14. 工頻啟動與變頻啟動工頻啟動與變頻啟動圖圖9-159-15 異步電動機啟動異步電動機啟動a a）工頻

31、啟動轉(zhuǎn)差工頻啟動轉(zhuǎn)差 b b）工頻啟動特性工頻啟動特性 c c）工頻啟動電流工頻啟動電流d d）變頻啟動轉(zhuǎn)差變頻啟動轉(zhuǎn)差 e e）變頻啟動特性變頻啟動特性 f f）變頻啟動電流變頻啟動電流15. 加速防跳閘自處理功能加速防跳閘自處理功能圖圖8-168-16 加速自處理功能加速自處理功能a a）暫停加速暫停加速 b b）延長加速時間延長加速時間16. 啟動功能啟動功能圖圖9-17 9-17 啟動功能啟動功能a)a)起動頻率起動頻率 b)b)暫停加速暫停加速 c)c)起動前直流制動起動前直流制動17. 加速時間與電流加速時間與電流特點：加速時間過短易出現(xiàn)過電流特點：加速時間過短易出現(xiàn)過電流 啟動頻

32、率配合轉(zhuǎn)矩提升功能，最佳調(diào)整啟動頻率配合轉(zhuǎn)矩提升功能，最佳調(diào)整 啟動啟動 轉(zhuǎn)矩特性，設(shè)定值過大，會出現(xiàn)過電流故障。轉(zhuǎn)矩特性，設(shè)定值過大，會出現(xiàn)過電流故障。 啟動前直流制動，應(yīng)用自由轉(zhuǎn)動的設(shè)備，風(fēng)啟動前直流制動，應(yīng)用自由轉(zhuǎn)動的設(shè)備，風(fēng) 機類。機類。 起動特性起動特性：18. 升速方式升速方式圖圖9-19 9-19 升速方式升速方式19. . 降速時間與直流電壓降速時間與直流電壓特點：減速時間過短，直流電壓升高特點：減速時間過短，直流電壓升高20. 接入制動電路接入制動電路圖圖9-219-21 接入制動電路接入制動電路21. 直流制動直流制動圖圖9-229-22 直流制動的原理直流制動的原理a a

33、）刨床示圖刨床示圖 b)b)直流制動原理直流制動原理 c)c)直流制動功能直流制動功能刨 臺床 身 直流制動的特性：直流制動的特性：1）準(zhǔn)確停車準(zhǔn)確停車2) 變頻器給電動機輸入直流電，在電機變頻器給電動機輸入直流電，在電機定子上產(chǎn)生靜止恒定磁場，使電機快定子上產(chǎn)生靜止恒定磁場，使電機快速停止。速停止。22. 停機功能停機功能圖圖9-239-23 停機方式停機方式a a）預(yù)置時間減速停機預(yù)置時間減速停機 b b）自由停機自由停機 c c）直流制動停機直流制動停機23. 控制電路控制電路圖圖9-24 正轉(zhuǎn)控制電路正轉(zhuǎn)控制電路a）變頻器電路變頻器電路 b）控制電路控制電路24. 脈沖啟動脈沖啟動圖圖

34、9-259-25 脈沖啟動電路脈沖啟動電路a a）三線控制接線三線控制接線 b b）電源控制電路電源控制電路 AMAMAM-AM-25. 兩地控制兩地控制圖圖9-26 9-26 兩地升降速控制兩地升降速控制26. 頻率到達與頻率檢測頻率到達與頻率檢測圖圖9-279-27 頻率到達與頻率檢測頻率到達與頻率檢測a a）頻率到達頻率到達 b b）頻率檢測頻率檢測27. 應(yīng)用事例應(yīng)用事例圖圖9-289-28 粉末傳送帶調(diào)速控制粉末傳送帶調(diào)速控制a）頻率檢測頻率檢測 b）控制示意圖控制示意圖28. 過流保護過流保護圖圖9-29 9-29 變頻器過流保護變頻器過流保護29. 過流故障的原因過流故障的原因圖

35、圖9-30 9-30 過流故障原因過流故障原因a a）負(fù)載堵轉(zhuǎn)負(fù)載堵轉(zhuǎn) b b）輸出短路輸出短路 c c）內(nèi)部直流短路內(nèi)部直流短路30. 其他原因引起的過流其他原因引起的過流a a）加速過快加速過快 b b）電動機磁飽和電動機磁飽和 c c）內(nèi)部采樣誤差內(nèi)部采樣誤差31. 過電壓原因過電壓原因a)a)電源電壓過高電源電壓過高 b b）減速過快減速過快 c c）電容補償器引起電容補償器引起32. 欠電壓原因欠電壓原因a a）線流電路斷路線流電路斷路 b)b)電源缺相電源缺相 c c）大功率晶閘管設(shè)備干大功率晶閘管設(shè)備干擾擾儲儲 氣氣 罐罐壓力傳感器壓力傳感器33. PIDPID自動閉環(huán)調(diào)節(jié)自動閉

36、環(huán)調(diào)節(jié)圖圖9-349-34 PID PID自動閉環(huán)控制自動閉環(huán)控制VI1V+儲儲 氣氣 罐罐壓力傳感器壓力傳感器34.34.外界外界PIDPID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器圖圖9-35 9-35 外界外界PID閉環(huán)控制閉環(huán)控制IIGND35. 轉(zhuǎn)矩提升轉(zhuǎn)矩提升（轉(zhuǎn)矩補償，電壓補償轉(zhuǎn)矩補償，電壓補償）圖圖9-369-36 電壓補償?shù)脑黼妷貉a償?shù)脑韆 a）電壓補償?shù)暮x電壓補償?shù)暮x b b）補償前情況補償前情況 c c）電壓補償?shù)慕Y(jié)果電壓補償?shù)慕Y(jié)果 轉(zhuǎn)矩提升特性轉(zhuǎn)矩提升特性： TS =K U2X / FX 電壓提高，轉(zhuǎn)矩提升 補償過份，勵磁飽和，電流畸變36. 不同補償程度的電流轉(zhuǎn)矩曲線不同補償程度的電流轉(zhuǎn)

37、矩曲線圖圖9-37 轉(zhuǎn)矩補償后的電流轉(zhuǎn)矩曲線轉(zhuǎn)矩補償后的電流轉(zhuǎn)矩曲線37. 轉(zhuǎn)差補償頻率變動轉(zhuǎn)差補償頻率變動圖圖9-38 轉(zhuǎn)差補償功能轉(zhuǎn)差補償功能十十 . . 應(yīng)用事例應(yīng)用事例 例例1 .1 . 水泵節(jié)能恒壓供水水泵節(jié)能恒壓供水圖圖101101 供水系統(tǒng)示意圖供水系統(tǒng)示意圖壓力變送器壓力變送器生生 活活 小小 區(qū)區(qū)例例2.2. 塑料廠擠壓吹膜工藝圖塑料廠擠壓吹膜工藝圖圖圖102102 塑料擠壓吹膜機調(diào)速系統(tǒng)圖塑料擠壓吹膜機調(diào)速系統(tǒng)圖R S TU V WF U減速箱減速箱圖圖10 310 3 重灰旋轉(zhuǎn)爐示意圖重灰旋轉(zhuǎn)爐示意圖例例3.3. 重灰旋轉(zhuǎn)爐重灰旋轉(zhuǎn)爐操操 作作 室室020mA回回 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 窯窯噴噴 火火 槍槍 R S TU V W加加 料料 口口減速箱減速箱F UIt例例4 . 4 . 水泥廠回轉(zhuǎn)窯主驅(qū)動變頻調(diào)速示意圖水泥廠回轉(zhuǎn)窯主驅(qū)動變頻調(diào)速示意圖UF1 UF2 UF3 UF4UFUF5 UF6P L C計算機計算機四臺拉矯機變頻器四臺拉矯機變頻器結(jié)結(jié) 晶晶 器器 變變 頻頻 器器連連 鑄鑄 鋼鋼 錠錠切斷機切斷機噴噴 水水 系系 統(tǒng)統(tǒng)冷卻水冷卻水鋼水鋼水澆鑄鋼包澆鑄鋼包鋼鋼 錠錠 連連 鑄鑄 示示 意意 圖圖結(jié)晶器結(jié)晶器輸送輥道變頻器輸送輥道變頻器液液 壓壓 系系 統(tǒng)統(tǒng)例例