第五章在各類負載中應用_

1、第五章在各類負載中應用第五章變頻器在各種負載中的應用 5.1 帶式輸送機變頻調速圖 5-1 帶式輸送機 5.1.1 的負荷特性1. 機械特性和負載圖圖5-2恒定扭矩載荷及其特性a）帶式輸送機b）機械特性c）載荷條件2. 負載條件屬于連續(xù)可變負載，平均負載率（T a = 0.93速度范圍nLmax=365r/min。nIMIn = 73r/min（a n = 5） =42變頻器的選擇1. 逆變器型號阻力系統的載荷要求圖5-3驅動系統a）變頻調速系統b）機械特性c）動態(tài)響應富士 G11系列 變頻器的要求。2. 逆變器容量*電機可能短時間過載。 ?將逆變器容量增加了一檔。 圖 5-4逆變器容量的選擇

2、A）拖動系統B）電流曲線3主要功能的預設1. 扭矩提升圖 5-5 頻率調節(jié)電路 （2）預設功能代碼功能含義數據代碼數據代碼含義增加 /減少控制 2， 初始值 =最后設定值 F01 頻率設定 9F02操作操作1操作命令F03最高輸出頻率50Hz F04基本頻率50HzF05最高輸出電壓380V F15上限頻率50Hz根據負載操作要求F16下 限頻率10 Hz F23啟動頻率6 Hz因為它是重載啟動F24啟動頻率保 持時間1.0 s F30 FMA端電壓調整100%輸出電壓范圍是0 +10 v F31 FMA 端電壓功能 選擇 0測量輸出頻率 E01 X1 端子功能選擇 6自保 持控制（三線控制）

3、E02 X2端子功能選擇17上升命令E03 X3端子功能 選擇 18 下降命令 1。 頻率給定相關功能 （1）頻率調節(jié)電路42. 扭矩提升功能圖5-6富士變頻器的扭矩提升功能a）二次定律特性b）次定律特性c） 恒定扭矩特性功能代碼功能含義數據代碼數據代碼含義 F09 扭矩提 升1 16.0恒定扭矩特性。電梯是 8% 3。加速和減速時間功能代碼 F07 F08圖5-7預設a）加速時間b）主電路連接c）減速時間功能表示加速時 間1 減速時間 1 數據代碼 20 20數據代碼表示加速時間 20秒減速時 間 20 秒 54.預設保護功能圖5-8富士變頻器過載保護a）工作電流與輸出頻率之間的關系b）逆時

4、 限曲線功能意義功能代碼 F10電子熱繼電器F14 h13 h14 h15 h16 h05 數據代碼1 2 70%工作電流設定值5min加熱時間常數4瞬時斷電重啟 10s瞬時斷電等在等待瞬時斷電后，頻率下降率為5 Hz/s,瞬時斷電后，DC電壓下限為400V。停電后，操作指令保持時間為20 s,自動 復位次數為2 s，自動復位間隔時間數據碼含義適用于通用電機，電 流取值比 im/if = 150% 時的操作時間適用于變頻專用電機。從斷電時的頻率開始，搜索下降速率太快。低于 400 v 的過壓很容易再生，超 過保持時間后不能重啟，重啟和跳閘后可以自動復位兩次。65.2 提升機的變頻調速5.2.1

5、 重力荷載及其特性1. 重力負荷特性圖5-9電機狀態(tài)a)重量下降b)拖動系統狀態(tài)2。重力負荷四象限運行(1) 重量上升圖 5-10 工作點 A) 重負荷上升 B) 重負荷上升時的工作點 7(2) 空吊鉤 (包括輕載 ) 下降圖5-11空鉤下降時的工作點a)空鉤下降b)工作點(3) 重負荷下降圖 5-12 工作點 A) 重載下降 B) 工作點 2。逆變器選擇 (1) 型號* 具有四象限運行特性。采用.無反饋矢量控制方式，選用三菱FR-540A系列變頻器。容量* PMN = 11 千瓦；IMN=24.6A 錫二 23.6 千伏安(15 千瓦);輸入=31A 85.2.2 變頻調速的特點1. 電機和

6、逆變器的連接圖 5-13 電機和逆變器的連接2. 功能預設功能代碼功能名稱數據代碼數據代碼含義50Hz Pr.1 上限頻率OHz Pr.2下限頻率50Hz即基本頻率Pr.3基礎頻率5s Pr.7加速時 間5s Pr.8減速時間Pr.19基礎頻率電壓380V 3 Pr.65重試選項僅在過流或過壓跳閘 2 P r. 67重試次數允許重試 2 次時才允許重合閘，即自動重合閘2 1s Pr.68重試等待時間93. 電機參數的自行確定 (1)預設相關功能代碼、功能名稱數據代碼、11kW Pr.80電機容量、6 Pr.81電機極數、3 Pr.71電機28A Pr.9電子過 流保護、380vppr.83電機

7、額定電壓、50Hz Pr.84電機額定頻率、1 Pr.95 自動調整設置這兩個功能是根據 /狀態(tài)數據代碼的含義預設的，并選 擇矢量控制模式。非三菱標準電機不旋轉，并自動測量(2)變頻器通電 當變頻器通電時，電磁制動器不通電，以保持電機軸牢牢固定。(3) 轉換模式 逆變器從編程模式切換到運行模式。(4) 啟“動”電機對于面板操作， 按 FWD 鍵或 REV 鍵；對于外部終端操作， 打開 STF 終端或 STR 終端。(5) 自動測量完成上述操作狀態(tài)保持約25s，當顯示屏顯示“ 3或 “ 103時，自動測量結 束。對于面板操作，連接停止鍵。對于外部終端操作，斷開 STF 終 端或 STR 終端。1

8、0提升裝置的防滑鉤1. 電磁制動器的連接圖5-14電磁制動器的連接A）工頻運行B）變頻運行2。提升機變頻控 制電路圖5-15電梯變頻控制電路a）控制電路b）操作板113. 變頻運行時的防滑掛鉤方法圖 5-16 功能名稱 Pr.60程序制動模式 pr . 13 pr . 190 pr . 278 pr . 279 pr .280 pr . 281 pr . 282 pr . 283數據代碼數據代碼表示 8 程序制動模式對 逆變器控制有效。 制動器無動作完成信號 fS 啟動頻率 20 運行端子功 能在1 Hz圖表中電磁制動器通電命令fSD制動器打開頻率在3 Hz圖 表中 IBS 制動器打開電流在

9、110%圖表中（110%電機額定電流 ）打開電 流檢測在0.3s圖表中tSC（發(fā)送制動器通電信號）時間制動器釋放在 0.3s圖表中tSD（輸入輸出頻率開始上升）到時間6 Hz fBS（電磁制動器 斷電）制動器操作頻率制動器保持tBB（輸出頻率降至0 Hz）到時間12 在0.3s圖表中3. 緊急措施示例（1）制動裝置損壞的應急措施圖 5-17 損壞制動裝置的應急措施（2）變頻器跳閘時的防滑鉤圖5-18變頻器跳閘時的應急措施 A）應急措施示意圖B）接觸器電路休15分鐘的興趣14 5.3繞線機的變頻調速圖 5-19繞線機示意圖 繞線機的特點1.機械特性圖5-20恒定功率負載及其特性a）小繞組直徑b）

10、大繞組直徑c）最大繞 組直徑 15繞線機變頻調速的關鍵 1。主要矛盾圖 5-21額外頻率下的卷帶器2. 解決方法圖5-22增加的頻帶卷繞器a）最高頻率100赫茲b）最高頻率150赫茲 c）最高頻率180赫茲16繞線機變頻調速的要點1. 例子 一種塑料薄膜繞線機電影數據:Dmin=0.1米；Dmax = 1米最大張力：fmax = 200n m電機數據:3.0千瓦，960轉/分，7.2A傳動比：入二10電機額定扭矩:TMN二=9550PMN9550? 3=29.8 牛米960nMN 變頻器的選擇藍森SB70系列64千伏安，9.7A, 4千瓦電機2. 變頻調速電路 （閉環(huán)控制 ）圖 5-23 繞組

11、的閉環(huán)控制173. 功能預設功能代碼功能名稱數據代碼數據代碼含義1 F0-02 運行命令通道外部終端控制 150 Hz F0-06 最大頻率 150 Hz F0-07 上限頻率 0 Hz F0-08 下限頻率 1 F0-09 方向鎖定正 0 F0-12 控制模式無 PG V/ F 控制模式 3 f1-00 加速時間 13 f1-01 減速時間 1f2-00 v/ F 曲線選擇線 性 3F2-01 扭矩提升， 手動提升 +自動提升 10% F2-02 手動提升幅度 30Hz F2-03 手動提升截止點 2F2-10 AVR 功能無效減速時 50Hz F2-12 基本頻率 380 V F2-13

12、最大輸出電壓 1F7-00 PID 功能選擇過程 PID 控 制 1 F7-01 給定通道選擇給定信號輸入 1 F7-02 反饋通道選擇反饋信 號輸入10 F7-05比例增益1 20 s F7-06積分時間10 F7-17 PID調節(jié)特 性正效應 （負反饋 ） 22 fa-00 電機參數自校正空載旋轉自校正 3 kwfa-01 電機額定功率 6 FA-02 電機極數 FA-03 電機額定電流 7.2 A 50 Hz FA-04 電機額定頻率 960 轉 /分鐘 FA-05 電機額定速度 380 伏 FA-06 電機額定電壓電機參數自校正方法 :電機與負載斷開，在運行模式下， 按下操作鍵。 測量

13、后自動關機。185.4 車床變頻調速5.4.1 車床形狀和特性 1 。主要特征圖5-24車床輪廓和特征A）車床輪廓B）車床機械特征2。例子意大利 SAG 精密車床的基本數據如下 :（1）主軸轉速分為八檔 :75、 120、200、300、500、800、 1200 和 2000 轉/分；(2) 電機額定數據22千瓦，5A ,1420轉/分。(3) 車床的計算轉速 :根據機械工程師提供的數據，計算轉速為 : nD=300 r/min也就是說，nL< 300 r/mi n是恒定扭矩區(qū)；NL> 500轉/分是恒功率區(qū)。(4) 每個速度下的負載扭矩如果負載的實際功率計算為2kW，則各檔速度

14、下的負載扭矩計算結果如表 6-21 所示。表 6-21 負載扭矩 1 2 3 4 5 6 7 8 級 75 120 200 300 500 800 1200 2000 速度(r/mi n) 64 64 38 24 16扭矩(n m) 64 9.5 (5)不同速度下的電機額定 扭矩nMN=9550PMN9550？2.2 = = 14.6牛米1420nMN 193. 拖曳系統的轉換為了便于比較電動機的有效轉矩和負載的機械特性, 電動機軸上的轉 矩和轉速被轉換成負載軸。換算公式如下 :(1)轉速換算nM '=納米？ =nL(2)扭矩轉換商標'商標入兩檔傳動比方案1. 低速檔的傳動比

15、(1)決定傳動比j 50Hz(142轉/分)相當于300轉/分入LnMN1420=4.73 300n300取入I二5(2)低速檔的速度范圍恒轉矩轉速范圍 :NL = 0 300轉/分，對應于 FX = 0 50Hz； 恒定功率速度范圍 :NL = 300 600轉/分，對應于 FX = 50 100赫茲。(3) 低于 50Hz 的扭矩審計TMN = TMN 入=14.6 X5=73 牛米 64牛米高于 50Hz當NL = 500轉/分，FX = 83赫茲時，電機的有效轉矩為：TME=TMNfMN50 = 14.6 X 8.8N 牛米83fmax轉換到負載軸的扭矩為 ：TME = TME 入=8

16、.8 X 5 牛米 38 牛米202.高速檔的傳動比 ( 1 )決定傳動比j 50Hz(142轉/分)相當于1000轉/分入HAnMN1420=1.42 1000n1000取入h = 1.5(2)高速齒輪的速度范圍恒轉矩轉速范圍 :nl = 0 1 000轉/分，對應于 FX = 0 50Hz；恒功率速度范圍 :NL = 1000 2000轉/分，對應于 FX = 50 100 赫茲。 (3)低于 50Hz 的扭矩審計電機有效轉矩：tme二入h TMN = 1.5 X 14.6= 21.9nm寸的負載轉矩 (24nm)略小于800轉/分，高于50赫茲。當 NL = 1200 轉/分， FX =

17、 60 赫茲寸，電機的有效轉矩為 ：TME=TMNfMN50 = 14.6 X= 12.1N 牛米60fX 轉換到負載軸的扭矩為 ：TME = TME 入二 12.1 X 1.5 = 18.15N m > 16N m當 NL = 2000 轉/分， fmax = 100 赫茲寸，電機的有效轉矩為 ：TME=TMN50 fmn = 14.6 =X7.3N m從 100fmax 轉換到負載軸的扭矩為 ：TME = TME 入=7.3 X 1.5=11 牛米> 9.5 牛米3. 每個檔位的速度和工作頻率1 2 3 4 5 6 7 8 級 75 120 200 300 500 800 12

18、00 2000負載速度 (r/min) 5 傳動比(入)1.5 375 600 1000 1500 1200 1800 3000機速度(r/min) 33 5083 40 60 100工作頻率 (Hz) 12.5 20 313保護功能預設(1)重合閘功能圖5-33西門子變頻器重合閘功能 A重 合閘過程B)自動搜索過程(2)相關功能預設功能代碼功能名稱數據代碼數據代碼含義 P0640 電 機過載系數 95%，即電流接收比 P 1 200捕獲重啟 1 搜索 P1 202捕獲 來自給定頻率的重啟電流 110%小于 1 1 0%IMN ，即捕獲成功 P1203 捕獲重啟搜索率100%，每毫秒改變滑動頻

19、率2% P1210自動重啟5 故障重合閘P1211重啟重試次數3允許重合閘3次P1212首次啟動時 間 10 秒等待首次重合閘時間滑動頻率 fS 的計算 :fS=p？n 60 32恒壓供水的過程控制 1。通道選擇和信號范圍 (1)接線圖圖 5-34 恒壓供水系統接口 (2)目標信號的確定*壓力變送器的量程為0 1兆帕，所需供水壓力為0.5兆帕二，目標 信號應為 50%。(3)相關功能代碼功能名稱數據代碼數據代碼含義P2200允許比例積分微分控制輸入1比例積分微分功能有效P2253比 例積分微分設定點信號源755目標信號輸入P2264比例積分微分反饋 信號755反饋信號輸入p2266反饋信號輸入

20、P2266來自AIN2+終端 的反饋信號 60%對應上限壓力 (0.60毫安)40%對應下限壓力 (0.4兆帕) 和反饋判斷如果儀表流程圖無效 如果頻率增加，反饋信號也會增加，這就是負反饋。如果頻率增加， 反饋信號反而減少，那么它就是正反饋。332. PID預設及工況(1)工況示意圖圖5-35恒壓供水工況a)恒壓供水系統b)PID 工況(2)相關功能代碼功能名稱數據代碼數據代碼含義 P2280 比例增益系 數5比例增益5 P2285比例積分時間10s積分時間10s P2291比例積 分輸出上限 10%預設的上限和下限越小，越頻繁地切換正和 P2292 比例積分輸出下限 -泵減少 10%，越頻繁地啟動 P2293 比例