臺達變頻器應(yīng)用講義

1、 異步電機工作原理 變頻器基本原理及分類 變頻器的控制方式 變頻器的制動 變頻器的應(yīng)用異步電機的基本參數(shù)異步電機的基本參數(shù) 額定功率 額定電流 額定電壓 額定轉(zhuǎn)速 極數(shù) 引出端子基本接法 頻率范圍異步電動機的調(diào)速方法異步電動機的調(diào)速方法 l 調(diào)壓調(diào)速控制加于電動機定子繞組的電壓； l 串級調(diào)速控制附加在轉(zhuǎn)子回路的電勢； l 變頻調(diào)速控制定子的供電電壓與頻率； l 異步電動機矢量變換控制系統(tǒng)； l 無換向器電機調(diào)速系統(tǒng)； l 電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)等。2022-3-65 n=(1-s)(60f/p)n-轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速(r/min)s-轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率(%)f-供電電源頻率供電電源頻率(Hz)p-電

2、機極電機極對對數(shù)數(shù)異步電機變頻器調(diào)速異步電動機的工作原理 由上式可知，異步電動機的調(diào)速方法分為三種：l l 改變轉(zhuǎn)差率改變轉(zhuǎn)差率S調(diào)節(jié)定子電壓、轉(zhuǎn)子電阻、轉(zhuǎn)子電壓、定轉(zhuǎn)子供電頻率等。l l 改變極對數(shù)改變極對數(shù)l l 改變頻率改變頻率)1 (60spfn什么是變頻器？ 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件(IGBT)的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。(把電壓和頻率固定不變的交流電整流成直流電，然后再PWM脈寬調(diào)制成電壓或頻率可變的交流電輸出給電機的裝置 )變頻器的分類變頻調(diào)速系統(tǒng)的分類變頻調(diào)速系統(tǒng)的分類 1. 交直交變頻調(diào)速交直交變頻調(diào)速帶直流環(huán)節(jié)的間接變頻調(diào)速 2. 交交變頻調(diào)速交交變

3、頻調(diào)速不帶直流環(huán)節(jié)的直接變頻調(diào)速無環(huán)流有環(huán)流有無環(huán)流交叉連接整流電路反并聯(lián)整流電路連接方式三相三相單相單相相數(shù)交變頻調(diào)速交脈沖寬度調(diào)制型晶閘管直流開關(guān)相位控制晶閘管整流調(diào)壓方式電流型電壓型直流電源型式通電型）帶輔助晶閘管（通電型）帶輔助晶閘管（串級二極管式串級電感式換流電路交變頻調(diào)速直交120180變頻器基本原理 交交變頻器沒有明顯的中間濾波環(huán)節(jié)， 電網(wǎng)交流電被直接變成可調(diào)頻調(diào)壓的交流電， 又稱為直接變頻器。 交直交變頻器先把電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)換為直流電， 經(jīng)過中間濾波環(huán)節(jié)之后， 再經(jīng)過逆變才轉(zhuǎn)換為變頻變壓的交流電， 故稱為間接變頻器。 交直交變頻器有一個明顯的中間濾波環(huán)節(jié)， 按照這個中間濾波環(huán)節(jié)是

4、電容性或是電感性可以將交直交變頻器劃分為電壓（源）型或電流（源）型交直交變頻器。 目前通用變頻器產(chǎn)品最常用的是交直交電壓型電路形式， 該電路首先用二極管整流器接入電網(wǎng)， 將交流電變成直流電， 整流之后采用電容濾波， 獲得平直的直流電壓， 再由逆變器將直流能量逆變成可以調(diào)頻調(diào)壓的新交流電。幾個基本概念 控制方式VF控制矢量控制轉(zhuǎn)矩控制 在AC馬達中，轉(zhuǎn)子由定子繞組感應(yīng)來的電流產(chǎn)生磁束場。定子電流含兩個成份，一個影響磁束場，另一個影響馬達輸出轉(zhuǎn)矩。要使用AC馬達在需要速度與轉(zhuǎn)矩控制的場合，必須能夠把影響轉(zhuǎn)矩的電流成份分離控制，而磁束向量控制法就是能夠分離這兩個成份獨立控制。(具有大小與方向的物理量

5、，即所謂的向量。) 為什么變頻器的電壓與電流成比例的改變 異步電動機的轉(zhuǎn)矩是電機的磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過電流之間相互作用而產(chǎn)生的，在額定轉(zhuǎn)矩下，如果電壓一定而只降低頻率，那么磁通就過大，磁回路飽和，嚴重時將燒毀電機。因此，頻率與電壓要成比例地改變，即改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓，使電動機的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。 能耗能耗制動制動電動機制動時，電動機的發(fā)電作用, 使負載的動能轉(zhuǎn)成電能，回灌至變頻器的DC-BUS直流總線，DC-BUS電壓升高，可通過制動晶體（制動單元）, 將反電動勢泄放到制動電阻上轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉, 實現(xiàn)電機的快速制動。也可以通過能量回授單元（AFE2000)，

6、回收利用電機制動時的發(fā)電能量。 變頻器 電能 電動機(發(fā)電機) 機械能 熱能 制動電阻器 關(guān)于頻率的名詞術(shù)語 1。給定頻率F 2。實際輸出頻率H 3。點動頻率 4。上限頻率 5。下限頻率 6。最高操作頻率PWM和PAM PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫，按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)值方式。 PAM是英文Pulse Amplitude Modulation(脈沖幅度調(diào)制)縮寫，是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖幅度，以調(diào)節(jié)輸出量值和波形的一種調(diào)制方式。 電壓型與電流型 變頻器的主電路大體上可分為兩類: 電壓型是將電壓源的直流變換

7、為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容 電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。 開環(huán)是什么意思 給所使用的電機裝置設(shè)速度檢出器(速度編碼器)，將實際轉(zhuǎn)速反饋給控制裝置（變頻器+PG卡）進行控制的，稱為“閉環(huán)”，不用PG運轉(zhuǎn)的就叫作“開環(huán)”。目前變頻器多為開環(huán)方式，也有些應(yīng)用利用閉環(huán)控制（約30%），實現(xiàn)精確的速度控制、或轉(zhuǎn)矩控制。 變頻器的銘牌直流電抗器/制動單元/制動電阻如應(yīng)用于頻繁加速剎車或需要較短的加速時間的場所（高頻度運轉(zhuǎn)和重力負載運轉(zhuǎn)等），變頻器的制動能力不足時或為了提高制動力矩等，則必須外接制動電阻。制動電阻/制動單元的選擇輸入信號輸入信號連接微弱的模擬信號

8、，特別容易受外部雜訊干擾影響，所以配線盡可能短（小于20米），并應(yīng)使用屏蔽線。此外屏蔽線的外圍網(wǎng)線基本上應(yīng)該接地。連接外部的模擬信號輸出器時，有時會由于模擬信號輸出器或由于交流電機驅(qū)動器產(chǎn)生的干擾引起誤動作，發(fā)生這種情況時，可在外部模擬輸出器側(cè)連接電容器和鐵氧體磁環(huán)。輸出信號應(yīng)正確連接外部電源的極性。連接控制繼電器時，在其激磁線圈兩端應(yīng)并接突波吸收器，并且注意正確連接極性。通訊接口臺達變頻器家族臺達變頻器家族MBVEF/F-GC2000EELL臺達變頻器外圍家族臺達變頻器外圍家族EMI濾波器濾波器煞車電阻煞車電阻CTC系列磁環(huán)系列磁環(huán)AC-電抗器電抗器變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)變頻器調(diào)試步驟和相

9、關(guān)參數(shù) V/FV/F曲線曲線 變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù) V/FV/F控制應(yīng)用場合控制應(yīng)用場合 對速度要求不是很高的場合對速度要求不是很高的場合 風(fēng)機水泵風(fēng)機水泵 噴泉系統(tǒng)噴泉系統(tǒng) 木工機械木工機械 紡織機械紡織機械 變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù) SVCSVC控制應(yīng)用場合控制應(yīng)用場合 機床加工機床加工 紡織機械紡織機械 起重機械起重機械 印染行業(yè)印染行業(yè) 變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù) FOC+PGFOC+PG控制應(yīng)用場合控制應(yīng)用場合 加工中心加工中心 紡織機械紡織機械 起重機械起重機械 帶編碼器的速度控制帶編碼器的速度控制 包裝機械

10、包裝機械印刷行業(yè)印刷行業(yè)注塑機注塑機擠出機擠出機主軸行業(yè)主軸行業(yè)紡織行業(yè)紡織行業(yè)起重機起重機 走刀式CNC電腦自動車床- 驅(qū)動高速主軸- 利用脈波控制做C軸定位多功能自動車床應(yīng)用多功能自動車床應(yīng)用橡膠壓延機應(yīng)用強大動力，滿足橡膠壓延機應(yīng)用- 達成多段混合速度- 實現(xiàn)平整壓延產(chǎn)出設(shè)備規(guī)格： 馬達：200HP(150kW) 12Poles 額定轉(zhuǎn)速：590rpm 額定電流：360A 額定電壓：380VAC 控制模式：VF模式 測試重點：C2000對沖擊性負載的耐沖擊能力 驅(qū)動器選用：因額定電流360A，考慮安全系數(shù)1.1，計算后電流需求為396A，選用VFD2200C43A(300HP)-C200

11、0驅(qū)動器橡膠壓延機應(yīng)用臺達C2000系列驅(qū)動器應(yīng)用于188噸提升能力之卷揚機卷揚機應(yīng)用卷揚機應(yīng)用設(shè)備規(guī)格： 馬達：150HP 8Poles 額定轉(zhuǎn)速：746rpm 額定電流：207A 額定電壓：380VAC 控制模式：SVC模式 測試重點：SVC轉(zhuǎn)矩 驅(qū)動器選用：VFD110C23A(150HP) 煞車電阻：80KW 4.5奧姆1.提升188噸負載不溜鉤2.在空中二次啟動不溜鉤3.速度從3HZ-50HZ運行平穩(wěn)，無振動卷揚機應(yīng)用空壓機節(jié)能進化臺達最新驅(qū)動器C2000系列應(yīng)用在PID恒壓控制，可滿足壓縮空氣多變的需求。- 降低運轉(zhuǎn)速度降低運轉(zhuǎn)速度- 減少空壓機磨耗減少空壓機磨耗- 降低運轉(zhuǎn)噪音及操作溫度降低運轉(zhuǎn)噪音及操作溫度空氣過濾器空氣過濾器PID壓力檢測壓力檢測010V馬達馬達頻率頻率給定給定壓力給定壓力給定油氣油氣分離分離裝置裝置儲氣罐儲氣罐壓力傳感器壓力傳感器空氣入口空氣入口純凈空氣純凈空氣壓縮空氣壓縮空氣空氣儲存空氣儲存油路循環(huán)油路