S120單傳培訓(xùn)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的組成分解_第1頁(yè)
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1、第1章電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的組成交流輸弊皮帶輪、齒輪箱等聯(lián)行機(jī)構(gòu)終端機(jī)械風(fēng)機(jī)、泵等一、電動(dòng)機(jī)的基本知識(shí)1.1 異步交流電動(dòng)機(jī)是怎樣轉(zhuǎn)起來(lái)的 ?異步交流電動(dòng)機(jī)分定子和轉(zhuǎn)子兩個(gè)部分;定子的鐵心里放置的是三 相繞組,把三相交流電通到三相繞組,就產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng);轉(zhuǎn)子繞組因切 割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流,轉(zhuǎn)子電流又和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩,使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。1.2 異步交流電機(jī)的銘牌參數(shù)1電機(jī)型號(hào)YTSP112M-4YTSP電機(jī)型號(hào);112M機(jī)座號(hào);4: 4極電機(jī)2電機(jī)額定功率4kW3電機(jī)額定電壓380V4電機(jī)額定電流9A5電機(jī)額定頻率50Hz6電機(jī)接線方法Y形7定額S1電機(jī)工作制:S1連

2、續(xù)工作制8電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩電機(jī)額定轉(zhuǎn)速25.4 N.m1437r/min9怛轉(zhuǎn)矩范圍3-50Hz電機(jī)的運(yùn)行方"式怛功率范圍50-100HZ10絕緣等級(jí)F11防護(hù)等級(jí)IP4412電機(jī)重量44 kg型號(hào):表示電動(dòng)機(jī)的系列品種、性能、防護(hù)結(jié)構(gòu)形式、轉(zhuǎn)子類(lèi)型等產(chǎn)品 代號(hào);電機(jī)額定功率:表示額定運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)軸上輸出的額定機(jī)械功率,單位KW HP 1HP=0.736KW電機(jī)額定電壓:直接到定子繞組上的線電壓(V),電機(jī)有Y形和 形兩種接法,其接法應(yīng)與電機(jī)銘牌規(guī)定的接法相符, 以保證與額定電 壓相適應(yīng);電機(jī)額定電流:電動(dòng)機(jī)在額定電壓和額定頻率下, 并輸出額定功率時(shí) 定子繞組的三相線電流;電機(jī)額定頻率:

3、指電動(dòng)機(jī)所接交流電源的頻率,我國(guó)規(guī)定為50HZ±1 電機(jī)額定轉(zhuǎn)速:電動(dòng)機(jī)在額定電壓、額定頻率、額定負(fù)載下,電動(dòng)機(jī) 每分鐘的轉(zhuǎn)速(r/min );電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩:在額定電壓下、額定負(fù)載下,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生的電 磁轉(zhuǎn)矩T (N.m)。工作定額:指電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的持續(xù)時(shí)間;絕緣等級(jí):電動(dòng)機(jī)絕緣材料的等級(jí),決定電機(jī)的允許溫升。負(fù)載和電機(jī)標(biāo)牌標(biāo)定的輸出功率相同(負(fù)載功率=電機(jī)額定功率),這樣的負(fù)載,稱(chēng)為額定負(fù)載?;蛞部梢赃@樣理解:給電機(jī)加上額定電壓,能 夠使電機(jī)的電流為額定電流的負(fù)載就是額定負(fù)載。1.3 電機(jī)學(xué)里面的幾個(gè)重要公式:定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速,常稱(chēng)為同步轉(zhuǎn)速;轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速之差成為轉(zhuǎn)差(轉(zhuǎn)

4、子轉(zhuǎn)速始終低于同步轉(zhuǎn)速);轉(zhuǎn)差與同步轉(zhuǎn)速之比, 稱(chēng)為轉(zhuǎn)差率。電機(jī)轉(zhuǎn)速:n=60 f (1 -s)p(其中n是轉(zhuǎn)速r/min ; f=50Hz; s是轉(zhuǎn)差率,p是極對(duì)數(shù)。),9550P ,一 一一 一一電磁轉(zhuǎn)矩:T = 9550P (T是電磁轉(zhuǎn)矩;P是電機(jī)功率;n是電機(jī)轉(zhuǎn)速)電機(jī)功率:P = 1.732*U*I*COS表1:不同磁極對(duì)數(shù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差與轉(zhuǎn)差率極對(duì)數(shù)極數(shù)同步轉(zhuǎn)速電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)差轉(zhuǎn)差率p2pn 0 ns備注(kW12300029001000.0335.5 7.52930700.0231118.52970300.01451602415001460400.02711151470300.0

5、218.5 301480200.01337315361000960400.0435.5970300.037.5 30980200.023725048750720300.0447.5730200.0271130740100.01337200電動(dòng)機(jī)的容量(額定功率)中,包含著轉(zhuǎn)速的因素。所以容量相同的電動(dòng)機(jī),其額定轉(zhuǎn)矩因磁極對(duì)數(shù)的不同而各異。表2:不同磁極對(duì)數(shù)的75kW電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩磁極對(duì)數(shù)磁極數(shù)同步轉(zhuǎn)速(r/min )額定轉(zhuǎn)速(r/min)額定轉(zhuǎn)矩(N.m)12300029702412415001480484361000980731487507409681.4齒輪箱的作用(為什么不能隨便甩掉齒

6、輪箱)假設(shè)電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù):7.5kW,1440r/min,15.4A;實(shí)測(cè)電流12.3A。實(shí)際負(fù)荷率:123 =0.815.49550P 9550*7.5 、電機(jī)額7E轉(zhuǎn)矩為 T=不n一=50 (N.m)nMN 1440齒輪箱的傳動(dòng)比入=5,故負(fù)載轉(zhuǎn)速為nL=288(r/min);5根據(jù)能量守恒原理,!=3,則負(fù)載軸上得到的轉(zhuǎn)矩為 9550 9550.nMTL0 =Tm =Tm 入=50*5=250 (N .m) nL負(fù)載的實(shí)際轉(zhuǎn)矩為T(mén)l=0.8*250 =200 (N .m)從上面可以看出:齒輪減速箱在降低輸出軸轉(zhuǎn)速的同時(shí),把輸出軸 上的轉(zhuǎn)矩放大了。能否拖動(dòng)負(fù)載的關(guān)鍵,要看電磁轉(zhuǎn)矩的大小。電磁轉(zhuǎn)

7、矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩:負(fù)載加速運(yùn)行;電磁轉(zhuǎn)矩=負(fù)載轉(zhuǎn)矩:負(fù)載恒速運(yùn)行;電磁轉(zhuǎn)矩 < 負(fù)載轉(zhuǎn)矩:負(fù)載減速運(yùn)行。1.5 異步電機(jī)的機(jī)械特性:在電力拖動(dòng)里,描繪電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載能力的是機(jī)械特性曲線。所謂帶 得動(dòng),就是說(shuō)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩能夠克服負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩以一定的轉(zhuǎn)速 穩(wěn)定運(yùn)行。三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指在電動(dòng)機(jī)定子電壓、頻率以 及繞組參數(shù)一定的條件下,電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。所以機(jī)械特 性的函數(shù)關(guān)系是n= (T),橫坐標(biāo)是轉(zhuǎn)矩,縱坐標(biāo)是轉(zhuǎn)速。機(jī)械特性有硬和軟之分,負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大后,轉(zhuǎn)速下降較少者,稱(chēng)為 硬機(jī)械特性;轉(zhuǎn)速下降較多者,稱(chēng)為軟機(jī)械特性。1.6 什么是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式和恒功率調(diào)速方式?電機(jī)恒功率

8、和恒轉(zhuǎn)矩都是用在電機(jī)調(diào)速中的性能指標(biāo)。恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速是指電機(jī)高速、低速時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩一樣大,即高速時(shí)輸出功率大,低速時(shí)輸出功率小。恒功率調(diào)速是指電機(jī)低速時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩大,高速時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩小,即輸出功率是一定的。我們?cè)賮?lái)看,3-50Hz是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速,50-100HZ是恒功率調(diào)速, 那么60Hz運(yùn)行時(shí),此頻率下的輸出轉(zhuǎn)矩要比 50Hz小。1.7 電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)以及什么是四象線運(yùn)行?A電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài):電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)的方向相同,機(jī)械特性落在第一和第三象限;電動(dòng)狀態(tài)時(shí),電動(dòng)機(jī)從電網(wǎng)吸收電能,轉(zhuǎn) 換成機(jī)械能帶動(dòng)負(fù)載。B制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài):若電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向相反,電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài),工作在第

9、二和第四象限;而在制動(dòng)運(yùn)行中,根據(jù)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的不同情況,又可分 為回饋制動(dòng)、反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)等。1.8 電動(dòng)機(jī)的冷卻方式常見(jiàn)的電機(jī)冷卻方式有:自然冷卻,強(qiáng)迫風(fēng)冷,風(fēng)風(fēng)冷,風(fēng)水 冷,水冷,IC411,IC416,IC816等,其表征什么意思。1.9 電動(dòng)機(jī)的工作制度連續(xù)工作制S1;短時(shí)工作制S2;斷續(xù)周期工作制S3;包括起 動(dòng)的斷續(xù)周期工作制S4;包括電 制動(dòng)的斷續(xù)周期工作制S5;連續(xù)周 期工作制S6;包括電制動(dòng)的連續(xù)周期工作制 S7;包括變速負(fù)載的連 續(xù)周期工作制S8;負(fù)載與轉(zhuǎn)速非周期變化工作制 S9。異步交流電機(jī)的接線:分三角形和星形接法。1.10 電動(dòng)機(jī)燒毀的原因及對(duì)策2電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的

10、負(fù)載特性開(kāi)卷機(jī)/收卷機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小于與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)2.1 什么是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載?舉個(gè)例子來(lái)說(shuō),恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的典型例子是帶式輸煤機(jī)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械旋轉(zhuǎn)時(shí),生產(chǎn)機(jī)械總會(huì)產(chǎn)生阻礙旋轉(zhuǎn)的阻轉(zhuǎn)矩。對(duì)帶式輸煤機(jī)來(lái)說(shuō),阻礙傳輸帶運(yùn)動(dòng)的是傳輸帶與滾輪之間的摩擦力,而作用半徑就是滾輪的半徑。所以,傳輸帶的阻轉(zhuǎn)矩是 TL=F*r 式中Tl是負(fù)載轉(zhuǎn)矩,F(xiàn)是傳輸帶與滾輪的摩擦力,r是滾輪的半徑。機(jī)械特性是指轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系,從物理學(xué)得知,摩擦力F是和轉(zhuǎn)速的快慢沒(méi)有關(guān)系的,滾輪的半徑 r更是不變的常數(shù)。所以 負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩是不隨轉(zhuǎn)速而改變的, 故稱(chēng)為恒轉(zhuǎn)矩機(jī)械特性,具有恒 轉(zhuǎn)矩機(jī)械特性的負(fù)載就稱(chēng)為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。這里必須強(qiáng)調(diào)

11、的是,所謂恒轉(zhuǎn)矩,指的是負(fù)載轉(zhuǎn)矩不隨轉(zhuǎn)速而 改變,但不等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小永遠(yuǎn)不變。 例如,如果傳送帶上的煤 多一點(diǎn),負(fù)載轉(zhuǎn)矩當(dāng)然會(huì)大一些,但那不是轉(zhuǎn)速變化的結(jié)果。恒轉(zhuǎn)矩 負(fù)載實(shí)施變頻調(diào)速時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題:最主要的是低頻運(yùn)行的問(wèn)題。2.2 恒功率負(fù)載2.3 平方負(fù)載(風(fēng)機(jī),水泵類(lèi)負(fù)載)3變頻器基本知識(shí)小時(shí)":加似/.“1幫印制回路防沖擊回路 Q3.1主回路(1)整流部分:三相整流橋,一上電,直流母線就有電壓。(2)直流環(huán)節(jié):濾波電容(電容成組),還有限流電阻與短路開(kāi)關(guān)。(3)逆變部分:IGBT功率管,反并聯(lián)續(xù)流二極管。(4)制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻以及回饋單元:多用于制動(dòng),快速停車(chē)。整流電路部

12、分:將頻率固定的苴個(gè)交流也變換成直流電元件二相整流橋?yàn)V波電容器CF限流電阻RL與開(kāi)關(guān)S電源指示燈HL作用將交流電變換成 厥動(dòng)直流電,著 池源線電也為從 則整流后的平均 電冰。=1.3514博平橋式整流后 的電朱紋波.保 持直就電K平穩(wěn)接通電源忖,將電 容器CF的充電沖擊 電流限制在允許范 圍內(nèi),以保護(hù)整流 橋.而當(dāng)CF充電到 一定程度時(shí),令開(kāi) 關(guān)5接通,將RL短路 .在有些變頻器里 ,S由晶閘管代替HL除了表示電源是否接 通外,另一個(gè)功能是變 顧器切斷電源后,指示 電容器CF卜.的電荷是日 已經(jīng)科放完畢.在維修 變頓霜時(shí),必須等HL完 仝熄滅后才能接帙變頻 器的內(nèi)部帶電部分,以 保證安全逆變電

13、路部分:將直流電逆變成頻率、幅值都可調(diào)的交流電元件二:相迎變橋 V1F6續(xù)流二極管 VD7VD12緩沖電踹RD1MW6、 VD01WD06. C01-C06制動(dòng)電阻RB和 制動(dòng)三極管VB作用通過(guò)逆變管 V1/S按一定規(guī) 律輪流導(dǎo)通和癱 止,將直流電逆 變成頻率,幅值 都可調(diào)的三相交 新電在換相過(guò)程中為 也流提供通路限制過(guò)高的電流和 電保,保護(hù)逆變管 免遭損不、電動(dòng)機(jī)或速、變頻耦 輸出頻率下降過(guò)快忖, 消耗因電動(dòng)機(jī)處于再發(fā) 生電制動(dòng)狀態(tài)而回饋到 直流電路中的能量,以 避免受瓶器木身的過(guò)出 用保護(hù)電路動(dòng)作而切斷 變頻器的正常輸出,3.2控制回路(1)電壓電流檢測(cè)回路;用于檢測(cè)和比較計(jì)算。(2)開(kāi)關(guān)

14、電源;提供電子板電源和驅(qū)動(dòng)板電源以及控制電源。開(kāi)關(guān)電源的進(jìn)線可以來(lái)自變頻器的進(jìn)線, 也可以來(lái)自直流母線。也就是電源板。(3)驅(qū)動(dòng)回路;驅(qū)動(dòng)IGBT。電源板和驅(qū)動(dòng)板經(jīng)常在一塊板上,也稱(chēng)電 源驅(qū)動(dòng)板。(4)過(guò)電流過(guò)電壓保護(hù)回路; 主要指IGBT的過(guò)流過(guò)壓保護(hù),還有過(guò)溫 保護(hù)。(5)主控板; 變頻器的核心控制單元,也就是 CP斯在的板子。(6)在主控板上有如下端子和接口:A開(kāi)關(guān)量輸入端子;一般用于啟停命令,方向,多段速,故障復(fù)位, 急停,變頻器使能,外部故障,手自動(dòng)等。B開(kāi)關(guān)量輸出端子;一般用于變頻器準(zhǔn)備好、運(yùn)行、故障、抱閘控制等。C模擬量輸入端子;一般用于速度給定,有時(shí)也用于轉(zhuǎn)矩給定,或其 它數(shù)據(jù)

15、給定。D模擬量輸出端子;一般用于電機(jī)實(shí)際速度(頻率)、電機(jī)實(shí)際電流等。E 操作面板;對(duì)S120來(lái)說(shuō),有兩種操作面板 BOP20和AOP30F 通訊接口( RS232; profibus-DP 接口; profinet RJ45 口),一般用 于調(diào)試變頻器,或經(jīng)常使用通訊控制變頻器。(7)可以插在主控板上的選件板(不是標(biāo)配的,具體看說(shuō)明書(shū))部件功能主控板上游叔是堂輯熙辰行的怦制中心,耳核心器件罡付冊(cè)器單片色機(jī)虛歌子信號(hào)處瀉器95P), X罌功能 有工依受處理隊(duì)把盤(pán).外郃控制電曙怖入的科神格號(hào).枷昧或參瞰、止反轉(zhuǎn)拈等等值J接受,1處理內(nèi)琲的得神采樣信號(hào),印士電路中也仄9電流的采樣侑號(hào).許部分品度的

16、采標(biāo)恰號(hào),篙底生管作狀南的¥作信號(hào)等國(guó)向外電*St出控制信號(hào)及旦示信號(hào)1如正常運(yùn)行信號(hào)-搦本到達(dá)信號(hào)等* 口度現(xiàn)異常梢況,立刻st用保 護(hù)指令進(jìn)行保護(hù)或停車(chē).力輸犯故障信號(hào)41克癌府VM國(guó)制.將樓受的#釉盾號(hào)進(jìn)行包斷利睡俘運(yùn)矍-產(chǎn)生相成的占PWM國(guó)制用冰川分配給再注姿代 的郭功電腎(卻向顯示梗和顯K辟泥出齊下品不值號(hào)注尬q 顯示梅H與顯示板篇是組合在一起.謎盤(pán)向主控板登出各種信號(hào)或指受,主要用于向童謙罌獨(dú)出運(yùn)行控制指令需 修改運(yùn)行墩州等 顯示板將主控根描做的張卿必於連行顯示,大部分交相群配置了液晶或歌科管叢示屏.還書(shū)指示燈,團(tuán)有HUM (運(yùn)行)、STOP1件止).FWD(正轉(zhuǎn)).RE

17、V1反轉(zhuǎn)).FIT (故障等狀態(tài)指示燈和單板揖示力_1如地. A 、V等.可以完成以下指示功修土CLJ在運(yùn)仃監(jiān)相粒式下.顯示郭種聲疔數(shù)據(jù),加薪率,電壓,電漁警口 1在右收模式下.顯不動(dòng)能肝和融世眄 色|在地障狀高下.顯示被以原囚代碼電源欖 與患動(dòng) 校登蛔器的內(nèi)容電闔普遍使用開(kāi)頭粉壓出潴.電源板21要掩供以下蟲(chóng)流電糠1 上控板電費(fèi)E有極好樽定性和抗T優(yōu)能力的一組直說(shuō)七源(2建動(dòng)源逆強(qiáng)電瞬中1折件的一:只規(guī)嚶首驅(qū)動(dòng)電解的電獐是相互隔督的一城九在L源.下橋性只 逆生皆嗯動(dòng)電源則可共*.但翼動(dòng)電解勺土控板電海由黛可納鰻(由外槿神先受疆器外泡需提供的也恒苴流電蠲中小功率變頻泰塞動(dòng)電席社住與電群通路在向

18、快電踣板匕 更動(dòng)膽描接受上控版廈京的W惚疆醐信號(hào), 在進(jìn)行黨國(guó)百犍.放大后驕動(dòng)逆變管的開(kāi)關(guān)】.隹外豫方制電感外恁電整可實(shí)現(xiàn)由電位帶.上今電器.繼電器及其他自控助晶時(shí)受煩踹的垢打控制.并嫡出其遙廳狀態(tài), 故質(zhì)M警、運(yùn)布數(shù)據(jù)信號(hào)痹* 一般他插:外部給定電用,外揍輸入控雙電略,外接攏川電路.旭普汀:一唱格 等大生效中小容依通用變順器中,外接控制電部往往與主控電蹄波計(jì)在同一電PWfth以整小其盟機(jī)的體積*健舟也??煽啃裕祹どa(chǎn)成本g3.3其他部件(1)散熱器;由于整流管和IGBT都是功率管,將工作產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去。(2)溫度傳感器;檢測(cè)散熱器的溫度,確保模塊工作在允許的溫度下。(3)風(fēng)扇:配合散熱

19、器,將變頻器內(nèi)部的熱量帶走。3.4變頻器的額定數(shù)據(jù)變頻器的型號(hào):6SL3210-1SE22-5UA0變頻器輸入側(cè):(1)額定輸入電壓:給變頻器供電的額定工作電壓,各國(guó)家不完全一樣,在我們國(guó)家 380AC 50H乙(2)電壓允許波動(dòng):限制變頻器的最高和最低工作電壓,避免損壞變頻器。當(dāng)電壓超過(guò)最高值時(shí)變頻器并沒(méi)有保護(hù)能力(3)頻率波動(dòng)范圍:50/60Hz±5%變頻器輸出側(cè):(1)額定輸出電壓:變頻器的最大輸出電壓,由額定工作電壓決定。(2)額定電流:變頻器能夠長(zhǎng)期輸出的最大電流。(3)過(guò)載能力:變頻器的輸出電流允許超過(guò)額定電流的倍數(shù)和時(shí)間。(4)最大輸出頻率:變頻器能夠輸出的最大工作頻率

20、。(5)頻率精度:輸出頻率的準(zhǔn)確度(相對(duì)于設(shè)定頻率)(6)頻率分辯率:指給定運(yùn)行頻率的最小改變量防護(hù)等級(jí)IP20(不防水)3.5 變頻器外圍設(shè)備(1)變頻器進(jìn)線:斷路器、進(jìn)線電抗器、進(jìn)線濾波器、進(jìn)線接觸器,直流電抗器(2)變頻器出線:輸出電抗器、輸出濾波器3.6 常用變頻器的結(jié)構(gòu)兩種:(1)第一種:整流單元和逆變單元合在一起,就是單傳動(dòng)變頻器;(2)第二種:整流單元和逆變單元分開(kāi),就是多傳動(dòng)變頻器。3.7 變頻器的控制方式(1) V/F控制方式(電壓/頻率控制方式),也稱(chēng)為恒磁通控制方式,但實(shí)際上并不能真正保持磁通不變。(磁通發(fā)生變化會(huì)怎樣?)什么是V/F控制方式?V/f控制就是保證輸出電壓跟

21、頻率成正比的控制,這樣可以使電動(dòng)機(jī)的磁通保持一定,避免弱磁和 磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn) 矩是電機(jī)的磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過(guò)電流之間相互作用而產(chǎn)生的,在額定頻率下,如果電壓一定而只降低頻率,那么磁通就過(guò)大,磁回路飽和, 嚴(yán)重時(shí)將燒毀電機(jī)。因此,頻率與電壓要成比例地改變,即改變頻率 的同時(shí)控制變頻器輸出電壓,使電動(dòng)機(jī)的磁通保持一定,避免弱磁和 磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。這種控制方式多用于風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)節(jié)能型變頻器。 轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。變頻器采用V/F控制方式時(shí),對(duì)電機(jī)參數(shù)依賴(lài)不大,一般強(qiáng)調(diào)“空載 電流”的大小。由于采用矢量化的V/F控制方式,故做電機(jī)參數(shù)靜止 自整定還是有必要的。由于V/F控制方式下,低頻時(shí)帶載能力

22、差,因此可以采用“轉(zhuǎn)矩提升” 功能,提高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。(2)矢量控制方式性能優(yōu)良,可以與直流調(diào)速媲美。模仿直流電機(jī)的控制方法,采用矢量 坐標(biāo)變換來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電機(jī)定子勵(lì)磁電流分量和轉(zhuǎn)矩電流分量的解耦 控制,保持電機(jī)磁通的恒定,進(jìn)而達(dá)到良好的轉(zhuǎn)矩控制性能,實(shí)現(xiàn)高性 能控制。(小孫學(xué)變頻,照片68-73頁(yè))矢量控制方式:分為矢量開(kāi)環(huán)和矢量閉環(huán)。不帶編碼器測(cè)速的控制方式稱(chēng)為矢量開(kāi)環(huán);帶編碼器測(cè)速的控制方式稱(chēng)為矢量閉環(huán)。矢量控制還分為速度控制和轉(zhuǎn)矩控制。無(wú)反饋矢量控制在很低頻率下運(yùn)行時(shí),有時(shí)不夠穩(wěn)定。(比如高爐探 尺采用交流變頻器控制時(shí),必須采用帶編碼器反饋的矢量閉環(huán)控制因?yàn)槭噶靠刂菩枰鶕?jù)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)進(jìn)行

23、等效變換,故使用前必須 進(jìn)行電動(dòng)機(jī)參數(shù)的自動(dòng)測(cè)量。同時(shí),凡無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)定電動(dòng)機(jī)參數(shù)的場(chǎng)合, 矢量控制均不適用。(3)直接轉(zhuǎn)矩控制方式直接轉(zhuǎn)矩控制實(shí)際上是利用電子技術(shù)的快速性對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行時(shí)通時(shí)斷的控制方式,它比矢量控制簡(jiǎn)捷而快速,故動(dòng)態(tài)相應(yīng)能力好。(4)三種控制方式的優(yōu)缺點(diǎn)比較。3.8 變頻器的自動(dòng)測(cè)量(也有叫自學(xué)習(xí)功能、自整定功能)(1)銘牌數(shù)據(jù)。就是電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)明的額定數(shù)據(jù)。變頻器需要的 數(shù)據(jù)主要有:額定容量、額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速、額 定效率等。(2)等效電路數(shù)據(jù)。主要有:定子繞組的電阻和漏磁電抗,轉(zhuǎn)子等 效電路的電阻和漏磁電抗,以及空載電流等。在電機(jī)學(xué)里,異步電動(dòng)機(jī)只要做兩個(gè)實(shí)驗(yàn):

24、空載實(shí)驗(yàn)和堵轉(zhuǎn)試驗(yàn),就可以把所有數(shù)據(jù)都計(jì)算出來(lái)。A空載試驗(yàn)(旋轉(zhuǎn)測(cè)量)。就是電動(dòng)機(jī)加額定電壓,讓電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn),測(cè)量出空載電壓 5和空載電流I0。B堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)(也叫短路試驗(yàn))(靜止測(cè)量)。把電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子抱住,定子繞組上施加(15%25%) UN的低電壓。測(cè)量短路電壓 Uk和短 路電流Ik。根據(jù)這幾個(gè)數(shù)據(jù),就可以把所有參數(shù)都計(jì)算出來(lái)。優(yōu)化的順序如下(所有的變頻器的都差不多)A使電動(dòng)機(jī)脫離負(fù)載;(如果脫不開(kāi),參考說(shuō)明書(shū))B輸入電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù);C選擇“控制方式”(一般針對(duì)矢量控制)D進(jìn)行“靜止自動(dòng)測(cè)量”和“旋轉(zhuǎn)自動(dòng)測(cè)量”注意:不同的控制方式,優(yōu)化的步驟也不一樣,必須參考說(shuō)明書(shū)3.9 變頻器的基本功能口功

25、能功能簡(jiǎn)介控制算法交流電機(jī)的控制方案.包括V/F控制、增強(qiáng)V/F控制、矢量控制多段速用外部端子組合選擇多年內(nèi)部已預(yù)設(shè)的頻率作為運(yùn)行頻率內(nèi)置PID閉環(huán)控制必選功能PLCM 行由用戶(hù)自由編程的多段定射自動(dòng)變速功能加減速曲線確定目標(biāo)設(shè)備的加減速時(shí)間,有直線和S曲線兩種跳躍頻率為避免機(jī)械諧振特設(shè)的變頻器不能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的指定頻率帶AVR根據(jù)電網(wǎng)電壓自動(dòng)調(diào)整輸出電壓自動(dòng)限流電流超過(guò)預(yù)設(shè)值后變頻器自動(dòng)調(diào)整輸出頻率和電壓防止跳閘過(guò)壓失速加減速過(guò)程中直流母線電壓過(guò)高后變頻器自動(dòng)停止加減速過(guò)流失速加減速過(guò)程中電流超過(guò)預(yù)設(shè)值后變頻器自動(dòng)停止加減速轉(zhuǎn)速跟蹤直接將正在自由旋轉(zhuǎn)的電機(jī)由當(dāng)前速度驅(qū)動(dòng)到預(yù)定速度載頻自動(dòng)漏整

26、變頻器根據(jù)噪聲和自身溫度自動(dòng)調(diào)整載頻到最佳值音調(diào)調(diào)整改變電機(jī)發(fā)出的聲音以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)要求簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),變頻器就是用來(lái)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī), 改變電動(dòng)機(jī)的速度和轉(zhuǎn)矩,停止電動(dòng)機(jī)。(一)啟動(dòng)過(guò)程:(1)討論啟動(dòng)方式從啟動(dòng)頻率啟動(dòng):(注意:?jiǎn)?dòng)頻率不一定是 0 Hz,通常都是0 Hz)變頻器輸出由0直接變化為啟動(dòng)頻率對(duì)應(yīng)的交流電壓,而后在此基礎(chǔ)上按照加速曲線逐步提高輸出頻率和輸出電壓直到設(shè)定頻率到達(dá)。注:?jiǎn)?dòng)頻率不宜過(guò)大,否則會(huì)造成啟動(dòng)沖擊或過(guò)流。先制動(dòng)后從啟動(dòng)頻率再啟動(dòng):變頻器先給電機(jī)通脈沖直流,使電機(jī)保持在停止?fàn)顟B(tài),然后再按照從 啟動(dòng)頻率方式直接啟動(dòng)。注:一般應(yīng)用在負(fù)載初始狀態(tài)不確定的場(chǎng)合,比如有些風(fēng)機(jī)風(fēng)葉不穩(wěn)

27、定,在自然風(fēng)下可能轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)可先直流制動(dòng)再啟動(dòng)。轉(zhuǎn)速跟蹤啟動(dòng):直接將正在自由旋轉(zhuǎn)的電機(jī)或負(fù)載由當(dāng)前速度驅(qū)動(dòng)到預(yù)定速度注:非常適用于水泵的工頻變頻切換或重要設(shè)備的異常停機(jī)后的快速恢復(fù)。總結(jié):按照加速曲線,直接從啟動(dòng)頻率升到所需的頻率;先制動(dòng),再啟動(dòng);按照加速曲線,升到所需頻率;采用轉(zhuǎn)速跟蹤啟動(dòng),按照加速曲線,升到所需頻率。(通常,都是按照加速曲線,從 0Hz升到所需的頻率,即給定頻率。)(2)加速曲線是啥樣的?加減速時(shí)間(S/min)加速曲線有三種:第一,就是我們經(jīng)常用到的“線性的加速曲線”從0 Hz升到最大頻率的線性曲線。(通常情況下,電機(jī)額定頻率就是最大頻率。) 第二S曲線;第三半S曲線;(

28、3)加速時(shí)間:從0Hz升到最大頻率所需要的時(shí)間,就是加速時(shí)間(二)調(diào)速過(guò)程:速度給定發(fā)生變化,或負(fù)載突然變化,都會(huì)影響轉(zhuǎn)速變化,由于 變頻器內(nèi)部是P I的調(diào)節(jié),會(huì)重新達(dá)到一個(gè)平衡。正常情況下,電機(jī)實(shí) 際轉(zhuǎn)速都會(huì)達(dá)到給定的轉(zhuǎn)速或頻率。在調(diào)速的過(guò)程中,為了保證負(fù)載的正常運(yùn)行,都不能超過(guò)最大速度和最大的扭矩,因此在變頻器中我們要設(shè)定“速度限幅”和“轉(zhuǎn)矩限幅”,由于轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩都有方向性。因此通常正向最大速度為100%反向 最大速度為100%正向最大轉(zhuǎn)矩為100%反向最大轉(zhuǎn)矩為100%整個(gè)調(diào)速過(guò)程,按“ V/F”控制方式或“矢量”控制方式進(jìn)行。HOOD rpmiD.000 rpm0.000 npm午呈攔

29、到I0.000 rpm0.00D ipm0.000 rpm0.00 rpm-c(三)停車(chē)過(guò)程:(1)討論停車(chē)方式減速停車(chē):變頻器接到停止命令后按照減速時(shí)間對(duì)應(yīng)曲線逐漸減小輸出頻率,到0后停機(jī)。注:這種方式最常用,當(dāng)直流母線電壓過(guò) 高時(shí)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)能耗制動(dòng),此時(shí)需配置制動(dòng)單元,否則會(huì)報(bào)減速過(guò)電壓。自由停車(chē):變頻器接到運(yùn)行停止命令后,立刻中止輸出,負(fù)載 靠自然阻力停止。 注:變頻器故障時(shí)的停車(chē)方式就是自由停車(chē)。減速+直流制動(dòng)停車(chē): 變頻器接到運(yùn)行停止命令后,按照減速時(shí)間對(duì)應(yīng)曲線逐漸減少輸出頻率,當(dāng)?shù)竭_(dá)某一預(yù)設(shè)頻率,即開(kāi)始直流制動(dòng)(通脈沖直流)停車(chē),防止電機(jī)爬行。注:對(duì)于大慣量負(fù)載或有定位 要求的場(chǎng)合

30、非常適用。(2)減速曲線是啥樣的?減速曲線有三種:第一,就是我們經(jīng)常用到的“線性的減速曲線”從最大頻率降到0Hz的線性曲線。(通常情況下,電機(jī)額定頻率就 是最大頻率。)第二S曲線;第三半S曲線;(3)減速時(shí)間:從最大頻率降到0Hz所需要的時(shí)間,就是減速時(shí)間。(4)我們更關(guān)心的是啟動(dòng)命令、停止命令、方向命令、速度給定是 怎么來(lái)的?一個(gè)狀態(tài)正常的變頻器要運(yùn)行,以下兩個(gè)要素條件必須滿足:運(yùn)行命令運(yùn)行給定決定電機(jī)的運(yùn)行方向決定速度大小*決定變頻器是啟動(dòng)還是停止(直接速度給定、多段速, P1D結(jié)果)序號(hào)運(yùn)行命令運(yùn)行給定變頻器狀態(tài)1無(wú)運(yùn)行命令停機(jī)2有正向或反向運(yùn)行命令零速運(yùn)行3有正向運(yùn)行命令有三田給定正向運(yùn)行4有反向運(yùn)行命令有可印給定反向運(yùn)行5有正1對(duì)或反向運(yùn)行命令給定由斗田變?yōu)?減速而后保持零速運(yùn)行4運(yùn)行中直接方向命令切換有三田恒定給定減速到。后反向運(yùn)行那么啟停命令怎么來(lái)呢?電機(jī)可以正反向命令怎么來(lái)呢?對(duì)于風(fēng)機(jī),水泵類(lèi)負(fù)載,只能朝1個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn),因此啟動(dòng)命令就帶有方向,若啟動(dòng)之后,方向不對(duì),那就把電機(jī)兩相線調(diào)換下即可。對(duì)于風(fēng)機(jī)水泵類(lèi)負(fù)載,啟停命令有兩種接法:兩線制接法(實(shí)際上就是啟動(dòng)和停止命令是一根信號(hào)線,1為啟動(dòng),0為停止,那么當(dāng)設(shè)備運(yùn)行時(shí),要求啟動(dòng)命令一直有);三線制接法(實(shí)際上就是

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