D095第五章在各類負(fù)載中應(yīng)用

1、第5章 變頻器在各類負(fù)載中的應(yīng)用5. 1應(yīng)用變頻器的基礎(chǔ)知識(shí)變頻器額定數(shù)據(jù)中，需要注意的是哪些？變頻器怎樣 設(shè)定其功能？5. 1. 1變頻器的額定數(shù)據(jù)表5- 1變頻器的主要額定數(shù)據(jù)輸 入額定電壓、頻率三相 380V, 50 60Hz電壓允許變動(dòng)范圍:320460V，失衡率V 3%,頻率去輸 出電壓0 380V頻率0 Hz 500 Hz過載能力<S2系列 ）額定電流X150%/1min額定容量<kVA）29. 639. 549. 460. 073. 798.7額定輸出電流<A）45607591112150適配電動(dòng)機(jī)功率<kW）2230374555751.輸入側(cè)的額定數(shù)據(jù)&

2、lt;1)I) n) 皿)額定電壓中小容量變頻器的輸入電壓主要有以下幾種:380V, 3相這是絕大多數(shù)；220V, 3相主要見于某些進(jìn)口設(shè)備中；220V，單相主要用于家用電器中。<2）額定頻率常見的是50Hz和60Hz。2. 輸出側(cè)的額定數(shù)據(jù)<1）額定電壓Un通常以最大輸出電壓作為額定電壓。<2）額定電流In指允許長(zhǎng)時(shí)間輸出的最大電流。<3）額定容量Sn由額定電壓和額定電流的乘積決定:<4）配用電動(dòng)機(jī)容量Pn 僅對(duì)長(zhǎng)期連續(xù)負(fù)載才是適用的。<5）過載能力大多數(shù)變頻器都規(guī)定為150%, 1min5. 1. 2變頻器的功能編碼1. 連續(xù)編碼方式表5-3森蘭SB61

3、系列變頻器的功能結(jié)構(gòu)序號(hào)功能區(qū)名稱功能碼范圍1基本功能F000F0132V/控制功能F100F1253矢量控制功能F200F2114:模擬給定功能F300F3115輔助功能F400F4176端子功能F500F5177:輔助頻率功能F600 F6448簡(jiǎn)易PLC功能F700F7329過程PID功能F800F83210通訊功能F900F90211顯示功能FAOO FA1512廠家保留功能FB00 FB0113計(jì)算機(jī)顯示功能FC00 FC112.分組編碼方式表5 4康沃CVF G2系列變頻器的功能結(jié)構(gòu)序號(hào)功能塊名稱功能碼范圍1顯示功能d級(jí)別）d 0 d162基本功能vb級(jí)別）b 0 b173中級(jí)功能

4、L級(jí)別）L 0 L 734高級(jí)功能H級(jí)別）H 0 H 84表5-5富士 G11S系列變頻器的功能結(jié)構(gòu)序號(hào)功能組名稱功能碼范圍1基本功能組F00F422:輸入、輸出端子擴(kuò)展功能組E01E473頻率控制功能組C01 C334電動(dòng)機(jī)1參數(shù)設(shè)定功能組P01P095高級(jí)功能組H03H396電動(dòng)機(jī)2參數(shù)設(shè)定功能組A01 A183.應(yīng)用宏方式表5 6部分變頻器的應(yīng)用宏變頻器型號(hào)功能碼功能名稱數(shù)據(jù)碼ABB ACS80099. 02應(yīng)用宏1 工廠宏2 手動(dòng)自動(dòng)控制宏3 PID控制宏4 轉(zhuǎn)矩控制宏5 順序控制宏瓦薩 NX0. 1應(yīng)用模式1 基本應(yīng)用2 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用3 本機(jī)遙控應(yīng)用4 多段速度應(yīng)用5 PI控制應(yīng)用6 多

5、目標(biāo)控制應(yīng)用7 泵類與風(fēng)機(jī)控制應(yīng)用丹佛士 ACS800100控制方式選擇1 開環(huán)速度控制2 閉環(huán)速度控制3 閉環(huán)工藝控制4 開環(huán)轉(zhuǎn)矩控制5 速度反饋轉(zhuǎn)矩控制5. 1. 3變頻器的功能預(yù)置1. 需要預(yù)置的常用功能<1）通道的選擇包括：頻率給定通道和操作通道；<2）選擇控制方式即：V/控制方式、無(wú)反饋矢量控制方式、有反饋矢量控制方式 等;<3）如選擇V/控制方式，則須預(yù)置U/t匕<轉(zhuǎn)矩提升）；<4）調(diào)整最咼頻率、基本頻率、上、下限頻率等；<5）預(yù)置加、減速時(shí)間。2. 功能預(yù)置的一般步驟50. 00 :j口 口口WQDFW RET運(yùn)衍樓貳NODB I若干孩5().

6、 ()0匚）b)圖5- 1變頻器的功能預(yù)置a） 般流程 b） CVF G2的面板 c） CVF G2的預(yù)置流程5. 2恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的變頻調(diào)速恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載實(shí)施變頻調(diào)速時(shí)，要注意哪些問題?5. 2. 1恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的特點(diǎn)1.典型實(shí)例<1）轉(zhuǎn)矩特點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的阻力：F轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)；作用半徑：r 轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān); 負(fù)載的轉(zhuǎn)矩：Tl = F? r 轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。在調(diào)速過程中，Tl= con st。<2）功率特點(diǎn)Pl =xn l5. 2. 2變頻調(diào)速的要害一低頻運(yùn)行與起動(dòng)1.重載低頻運(yùn)行的對(duì)策2.起動(dòng)特點(diǎn)及對(duì)策53上、下限頻率的預(yù)置要點(diǎn)1.上限頻率盡量接近基本頻率：fH fN圖00打u3低頻重載運(yùn);b）轉(zhuǎn)差補(bǔ)償b)c行

7、對(duì)策-jt）矢量控制 r &d)圖5 4起動(dòng)特點(diǎn)及對(duì)策a）大慣性 b）傳輸帶 c）起動(dòng)特點(diǎn)d）起動(dòng)頻率 e） S形加速圖5 5上限頻率與電動(dòng)機(jī)的有效功率 a）變頻拖動(dòng)系統(tǒng) b）有效轉(zhuǎn)矩 c ）有效功率<1）在fH > fN的情況下：齊=fN t電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩最大。 <2）在fH務(wù)的情況下：fH = fNT電動(dòng)機(jī)的輸出功率最大。2. 盡量提咼下限頻率圖5 6下限頻率的預(yù)置a）下限頻率較低b）下限頻率較高5. 2. 4恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的調(diào)速范圍1. 調(diào)速范圍和負(fù)荷率的關(guān)系4030° 0 "殆加40畀60 70陽(yáng)加100樂（豹圖5-7有效轉(zhuǎn)矩線氓 =X100

8、%表5 1調(diào)速范圍與負(fù)荷率的關(guān)系負(fù)荷率最咼頻率最低頻率調(diào)速范圍10 0 %5 0 Hz2 0 Hz2.59 0 %5 6 Hz15 Hz3.78 0 %6 2Hz11Hz5.67 0 %7 0 Hz6Hz11.62.滿足調(diào)速范圍的方法 實(shí)例：<1）負(fù)載數(shù)據(jù)Tl = 140NM ;nmax= 720r/min ; nmin = 80r/min< a= 9）傳動(dòng)比：A 2負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算值匸=日=70Nm<2）電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)Pmn =11kW, “mn = 1440 r/min電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩：Tmn = Mi = 72.95Nm電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率：%= 因 X100% = 96%<3

9、）滿足調(diào)速范圍的思考 如果(A% = 70%則調(diào)頻范圍為a =匸=11.7>a< = 9)負(fù)載轉(zhuǎn)矩應(yīng)限制在：Tl= 51Nm 確定傳動(dòng)比：X >| = 2.745選X= 2.755. 3重力負(fù)載的變頻調(diào)速重力負(fù)載實(shí)施變頻調(diào)速時(shí)，主要特點(diǎn)是什么?5. 3. 1重力負(fù)載及其特點(diǎn)1.重力負(fù)載的特點(diǎn) <1)需要電磁抱閘iSa)a)重物下降b)圖5-9電動(dòng)機(jī)的狀態(tài) b)電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)c)電流與功率V1）四象限運(yùn)行的特點(diǎn)S_上升運(yùn)行中減遠(yuǎn)w a) r/nln -jJit DS fk/|w5卜W上升運(yùn)行/片扇弋T/ aln&Jr/ni.n(An)圖5- 11重物上升時(shí)的工作點(diǎn)I

10、 ）重物上升H）空鉤 包括輕載）下降圖5- 12空鉤下降時(shí)的工作點(diǎn)圖513重載下降時(shí)的工作點(diǎn) a）重載下降 b）工作點(diǎn)皿）重載下降5. 3. 2起升裝置的防溜鉤1. 電磁制動(dòng)器的接法L1|L2|L3| N|停止一運(yùn)行運(yùn)行一停上rx兔 <Fr, 28E>轉(zhuǎn)矩確認(rèn)fs CFr+13）/y知（P嚴(yán)卑；才代似）tsc :；如1 '）L； n OM 正 桜OFF-電動(dòng)機(jī)運(yùn)行餌（Fr. 279）OFFOFFCFF、-皿專270）| 0H社磁鐵通電5 14戦:電磁制動(dòng)器的接法L a）工頻運(yùn)行時(shí) b）變頻運(yùn)行時(shí)冊(cè) v一 (Tr, Z63)OFFOFF；OFF /抱閘完成 '、/OF

11、F_圖5 15無(wú)反饋矢量控制方式的防溜鉤釋皈定咸ON2. 變頻運(yùn)行時(shí)防溜鉤的方法3. 應(yīng)急措施舉例<1）制動(dòng)單元損壞后的應(yīng)急措施KMRbVIJK25V52Cf|+V625V2JKMW圖516制動(dòng)單元損壞后的應(yīng)急措施<2）變頻器跳閘時(shí)的防溜鉤圖517變頻器跳閘時(shí)的應(yīng)急措施a）應(yīng)急措施示意圖b）接觸器電路5. 3. 3大車的控制特點(diǎn)1.應(yīng)預(yù)置瞬時(shí)斷電的重合閘功能圖518大車的拖動(dòng)系統(tǒng)和饋電特點(diǎn)2.應(yīng)預(yù)置下垂功能5. 4恒功率負(fù)載的變頻調(diào)速恒功率負(fù)載實(shí)施變頻調(diào)速時(shí)，要害問題是什么?5. 4. 1 恒功率負(fù)載的特點(diǎn)1.典型實(shí)例F = Con st;v = Const圖5-20恒功率負(fù)載及其

12、特性a）卷徑很小時(shí)b）卷徑增大時(shí) c）卷徑最大時(shí)2. 主要特點(diǎn)<1）功率特點(diǎn)PL = F v = con st;<2）轉(zhuǎn)矩特點(diǎn)Tl = Fr<3）轉(zhuǎn)速特點(diǎn) n l=冋 *5. 4. 2恒功率負(fù)載的系統(tǒng)容量1主要矛盾5. 4. 3卷繞機(jī)械變頻調(diào)速要點(diǎn)1閉環(huán)控制圖5- 23卷繞的閉環(huán)控制1=rw eqFuSTvvR u2.轉(zhuǎn)矩控制 <在有反饋矢量控制模式下）RPmam心FU B丘（怕載轉(zhuǎn)矩譏給定轉(zhuǎn)巨）孕動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)緲圖 5-24I ®卷繞的轉(zhuǎn)矩控制a）控制系統(tǒng)示意圖b）轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速3. 功能預(yù)置要點(diǎn)<1）上限頻率TI）主要著眼于減小系統(tǒng)容量；H）拖動(dòng)系統(tǒng)在最高頻率下

13、停留時(shí)間極短 二上限頻率可預(yù)置為：fH = <23） fN<2）轉(zhuǎn)矩提升JI）當(dāng)被卷物的卷徑最大時(shí)，負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩也最大，而運(yùn)行頻率則 最低。H）在低頻情況下，不存在輕載運(yùn)行的工況。 皿）起動(dòng)過程通常在輕載情況下進(jìn)行。轉(zhuǎn)矩提升”可以盡量提高，但必須注意在輕載過程中是否發(fā)生過電流”跳閘。<3）加、減速時(shí)間TI）在最輕負(fù)荷下起動(dòng)；H）在最低頻率下停機(jī)。二力口、減速時(shí)間的預(yù)置比較隨意。5. 5 機(jī)床的變頻調(diào)速金屬切削機(jī)床實(shí)施變頻調(diào)速主要特點(diǎn)是什么？5. 5. 1機(jī)床的機(jī)械特性1.車床的機(jī)械特性I"屜ru 1a）b）圖5圖5& 2龍車床的床的形與特特性a）龍門刨床外形

14、 b）龍床刨機(jī)械機(jī)械特性2.龍門刨床的機(jī)械特性5. 5. 2車床的變頻調(diào)速實(shí)例1 .基本數(shù)據(jù)某意大利產(chǎn)SAG型精密車床，原拖動(dòng)系統(tǒng)采用電磁離合器配合齒輪 箱進(jìn)行調(diào)速，今改用變頻調(diào)速。基本數(shù)據(jù)如下：<1）主軸轉(zhuǎn)速共分八檔：75、120、200、300、500、800、1200、2000r / m；<2）電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)：2.2kW; 1440r / min 14.6Nm<3）各檔轉(zhuǎn)速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩<負(fù)載的實(shí)際功率按2 kW計(jì)算）表5- 6各檔轉(zhuǎn)速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩檔次12345678轉(zhuǎn)速75M2020030050080012002000轉(zhuǎn)矩63.763.763.763.738.223.

15、915.99.552.變頻調(diào)速的方案<1) fx務(wù)如圖5-35)所示<2) fxPfN 如圖 5-35 b )所示。1500 1創(chuàng)05QSEM"CZ j ano©DEr500匚！._S5 S Jc圖5-27 一檔傳動(dòng)比帶車床a） fx 譚nb） fx電fN10203040506070T圖5 28兩檔傳動(dòng)比帶車床<3） fx <2fN，兩檔傳動(dòng)比<4）傳動(dòng)比低速檔：lo = 5;高速檔：lo = 1.55. 5. 3龍門刨床刨臺(tái)的變頻調(diào)速1刨臺(tái)的特性圖5-29刨臺(tái)的速度控制方案a）直流拖動(dòng)時(shí)的控制方案b）變頻調(diào)速時(shí)的控制方案3.停電防滑行裝置R

16、S TU V WETcnTfTbf 、七S 8UFEDB-I停電仿滑行器 更頻碧系歹Db)l|N 7aTc TA7ETC U V圖5-31停電防滑行裝置a）停電防滑行框圖b）變頻器接線5. 6二次方律負(fù)載的變頻調(diào)速二次方律負(fù)載實(shí)施變頻調(diào)速時(shí)。須注意哪些問題?5. 6. 1 二次方律負(fù)載的特點(diǎn)1.轉(zhuǎn)矩特點(diǎn)Tl=Kt Hl2nta)圖5- 32二次方律負(fù)載及其特性2.功率特點(diǎn)Pl = =KpnL3嚴(yán)格地講，轉(zhuǎn)矩表達(dá)式應(yīng)為： Tl = T° +Kt n l?功率表達(dá)式為：Pl= Po+ Kp n l35. 6. 2風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速要點(diǎn) 1.變頻器選型<1）容量 Pn < Pmn&l

17、t;2）類型 風(fēng)機(jī)、水泵用變頻器。2.功能預(yù)置要點(diǎn)<2）上限頻率 <或最咼頻率）假設(shè)：fX= 1. 1fN <nX = 1. 1 nN)貝S：T_x 胡.1 Tln =21 tln而：Tmx < /. 1) Tmn = 0. 91 Tln二 fHfN <fH 詣N )A* 1(H)a）b）c）圖5-34風(fēng)機(jī)對(duì)上限頻率的限制a）變頻風(fēng)機(jī)b）轉(zhuǎn)矩特性c）功率特性<3）加、減速時(shí)間與方式I）加、減速時(shí)間 Ti）風(fēng)機(jī)的慣性較大； ii）起動(dòng)與停機(jī)很不頻繁力口、減速時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)，使起動(dòng)時(shí)的電動(dòng)機(jī)電流和停止時(shí)的直 流電壓都限制在允許范圍內(nèi)。H）加、減速方式T風(fēng)機(jī)在低速

18、時(shí)阻轉(zhuǎn)矩很小，而在頻率較高時(shí)阻轉(zhuǎn)矩增加較快。以采用半S方式為宜。<4）起動(dòng)功能根據(jù)需要，可預(yù)置起動(dòng)前的直流制動(dòng)功能，以保證零速起動(dòng)。5. 6.3水泵變頻調(diào)速要點(diǎn)1.與風(fēng)機(jī)的不同點(diǎn)<1）加、減速時(shí)間TI）為了徹底消除水錘效應(yīng)，加、減速時(shí)間不應(yīng)太短；H）因?yàn)樵诤艿退贂r(shí)，管路內(nèi)的水壓可能形成回流，故加、減速時(shí) 間也不宜太長(zhǎng)。 取tA = tD F020s<2）加、減速方式T為了避免回流，水泵在低速段的滯留時(shí)間不宜太長(zhǎng)。也以米用半S形加、減速方式為好。2.下限頻率TI）供水系統(tǒng)有靜揚(yáng)程，頻率太低，將無(wú)法供水。H）在多臺(tái)水泵 并聯(lián)”的情況下，管路內(nèi)有一定壓力。頻率太低，變 頻泵將難以供水。需要預(yù)置下限頻率，通常：fL P5 35Hz5. 7恒壓供水系統(tǒng)5. 7. 1恒壓供水系統(tǒng)簡(jiǎn)介1.恒壓供水的目的畀水戲aA ;生活小區(qū)泵泵水門壓力戸 Ok I 沆量水面吸入口Gu a % a p i務(wù)=©g D=