哈工大變頻器原理與運用課件

1、文件:變頻器原理與應(yīng)用02.1變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能文件:變頻器原理與應(yīng)用02.2變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能第2章 通用變頻器的功能本章主要內(nèi)容： 介紹通用變頻器的主要功能介紹通用變頻器的主要功能 2.1 頻率頻率控制功能控制功能2.2 U/f 控制功能控制功能2.3 矢量控制功能矢量控制功能2.4 運行控制與保護功能運行控制與保護功能2.5 變頻器的閉環(huán)運行變頻器的閉環(huán)運行2.6 變頻器的外部接線變頻器的外部接線q 學(xué)時：學(xué)時：4 4文件:變頻器原理與應(yīng)用02.3變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能2.1 頻率控制功能本節(jié)主要內(nèi)容：q 頻率給定頻率給定q 極限頻率極限頻率q 加、

2、減速時間和曲線加、減速時間和曲線q 回避頻率回避頻率q 多段速控制功能多段速控制功能q 頻率增益與頻率偏置頻率增益與頻率偏置q 載波頻率的設(shè)定載波頻率的設(shè)定文件:變頻器原理與應(yīng)用02.4變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能1.頻率給定n 操作面板上的功能鍵設(shè)置頻率操作面板上的功能鍵設(shè)置頻率n 功能參數(shù)碼進行預(yù)置功能參數(shù)碼進行預(yù)置n 操作面板上的電位器設(shè)定頻率操作面板上的電位器設(shè)定頻率n 外端子控制頻率外端子控制頻率模擬量模擬量開關(guān)量開關(guān)量網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)圖圖2-1 操作面板操作面板變頻器的輸出頻率可通過下述方式設(shè)定變頻器的輸出頻率可通過下述方式設(shè)定文件:變頻器原理與應(yīng)用02.5變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的

3、功能2.極限頻率n 最高頻率最高頻率fmax 變頻器允許輸出的最高頻變頻器允許輸出的最高頻率，一般為電動機的額定頻率，一般為電動機的額定頻率。率。n基本頻率基本頻率fb 又稱基準頻率或基底頻率又稱基準頻率或基底頻率，只有在，只有在U/f模式下才設(shè)定模式下才設(shè)定。它是指當輸出電壓。它是指當輸出電壓U=UN時，時，f達到的值達到的值fN，一般為額，一般為額定頻率。定頻率。 圖圖2-2 頻率、電壓關(guān)系頻率、電壓關(guān)系 設(shè)定變頻器輸出電壓和頻率的關(guān)系。設(shè)定變頻器輸出電壓和頻率的關(guān)系。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.6變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能n上限頻率上限頻率fH 允許變頻器輸出的最高頻率允許變頻器輸

4、出的最高頻率n下限頻率下限頻率fL 允許變頻器輸出的最低頻率允許變頻器輸出的最低頻率圖圖2-3 上限和下限頻率上限和下限頻率 限制變頻器的輸出頻率范圍，從而限制電動機的轉(zhuǎn)限制變頻器的輸出頻率范圍，從而限制電動機的轉(zhuǎn)速范圍，防止由于錯誤操作造成事故。速范圍，防止由于錯誤操作造成事故。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.7變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能3.加速時間和減速時間n加、減速時間的定義加、減速時間的定義加速時間：變頻器輸出頻加速時間：變頻器輸出頻率從率從0上升到基本頻率上升到基本頻率fb所所需要的時間需要的時間減速時間：變頻器輸出頻減速時間：變頻器輸出頻率從基本頻率率從基本頻率fb下降至下降至0

5、所所需要的時間。需要的時間。圖圖2-4 加減速時間設(shè)定加減速時間設(shè)定為了保證電動機正常起動而又不過流，變頻器須設(shè)定為了保證電動機正常起動而又不過流，變頻器須設(shè)定加速時間。加速時間。電動機減速時間與其拖動的負載有關(guān)，有些負載對減電動機減速時間與其拖動的負載有關(guān)，有些負載對減速時間有嚴格要求，變頻器須設(shè)定減速時間。速時間有嚴格要求，變頻器須設(shè)定減速時間。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.8變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能n實際的加減速時間實際的加減速時間變頻器的實際加減速時間變頻器的實際加減速時間與工作頻率有關(guān)。與工作頻率有關(guān)。一般小于等于理論設(shè)定的一般小于等于理論設(shè)定的加減速時間。加減速時間。圖圖2-

6、5 實際加減速時間實際加減速時間n加速時間的設(shè)定加速時間的設(shè)定加速時間設(shè)定原則：兼顧起動電流和起動時間，一加速時間設(shè)定原則：兼顧起動電流和起動時間，一般情況下負載重時加速時間長，負載輕時加速時間般情況下負載重時加速時間長，負載輕時加速時間短短加速時間設(shè)置方法：用試驗的方法，使加速時間由加速時間設(shè)置方法：用試驗的方法，使加速時間由長而短，一般使起動過程中的電流不超過額定電流長而短，一般使起動過程中的電流不超過額定電流的的1.11.1倍為宜。倍為宜。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.9變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能 n減速時間設(shè)定減速時間設(shè)定必要性：必要性：例例1 1：重負載制動時，制動電流大可能損壞

7、電路，設(shè)重負載制動時，制動電流大可能損壞電路，設(shè)置合適的減速時間，可減小制動電流。置合適的減速時間，可減小制動電流。例例2 2：水泵制動時，快速停車會造成管道水泵制動時，快速停車會造成管道“空化空化”現(xiàn)現(xiàn)象，損壞管道。象，損壞管道。減速時間的設(shè)定原則：兼顧制動電流和制動時間，減速時間的設(shè)定原則：兼顧制動電流和制動時間，保證無管道保證無管道“空化空化”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。n多種加減速時間多種加減速時間變頻器可設(shè)置多種不同的加減速時間。變頻器可設(shè)置多種不同的加減速時間。以適應(yīng)不同工況下的要求。以適應(yīng)不同工況下的要求。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.10變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能4.加速曲線和減速曲線n加

8、速曲線加速曲線（3 3種）種）線性上升方式：頻率隨時間呈正比的上升，適用于線性上升方式：頻率隨時間呈正比的上升，適用于一般要求的場合。一般要求的場合。S S型上升方式：先慢、中快、后慢，起動、制動平穩(wěn)型上升方式：先慢、中快、后慢，起動、制動平穩(wěn)，適用于傳送帶、電梯等對起動有特殊要求的場合。，適用于傳送帶、電梯等對起動有特殊要求的場合。半半S S型上升方式：正半型上升方式：正半S S型適用于大慣性負載，反半型適用于大慣性負載，反半S S型適合于風機、泵類負載。型適合于風機、泵類負載。圖圖2-6 加速曲線加速曲線文件:變頻器原理與應(yīng)用02.11變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能n減減速曲線速曲線與加

9、速曲線類似與加速曲線類似圖圖2-7 S區(qū)曲線區(qū)曲線n加速加速和減速和減速曲線曲線的組合的組合 根據(jù)不同的機型可分為三種情況根據(jù)不同的機型可分為三種情況：只能預(yù)置加、減速的方式，曲線形狀由變頻器內(nèi)定只能預(yù)置加、減速的方式，曲線形狀由變頻器內(nèi)定，用戶不能自由設(shè)置。，用戶不能自由設(shè)置?？蔀橛脩籼峁┤舾煞N可為用戶提供若干種S S區(qū)（如區(qū)（如0.2S0.2S、0.5S0.5S、1S1S等）等）用戶可在一定的非線性區(qū)內(nèi)設(shè)置時間的長短。用戶可在一定的非線性區(qū)內(nèi)設(shè)置時間的長短。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.12變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能5.回避頻率n 回避頻率的概念回避頻率的概念變頻器跳過而不運行變頻器跳

10、過而不運行的頻率的頻率一般情況下可設(shè)置三一般情況下可設(shè)置三個以上。個以上。圖圖2-8 回避頻率回避頻率為避免傳動系統(tǒng)共振，應(yīng)設(shè)置回避頻率。為避免傳動系統(tǒng)共振，應(yīng)設(shè)置回避頻率。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.13變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能n 設(shè)置回避頻率的方法設(shè)置回避頻率的方法設(shè)定回避頻率的上端設(shè)定回避頻率的上端和下端頻率：和下端頻率： 如如43Hz43Hz、39Hz39Hz，則回，則回避避39Hz39Hz43Hz43Hz；設(shè)定回避頻率值和回設(shè)定回避頻率值和回避頻率的范圍：避頻率的范圍： 如如41Hz41Hz、2Hz2Hz，則回，則回避避39Hz39Hz43Hz43Hz；只設(shè)定回避頻率：只設(shè)定

11、回避頻率： 回避頻率范圍由變頻回避頻率范圍由變頻器內(nèi)定。器內(nèi)定。圖圖2-8 回避頻率回避頻率文件:變頻器原理與應(yīng)用02.14變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能6.多段速控制功能n 段速控制功能段速控制功能 指不同時間段對應(yīng)的輸出頻率不同。指不同時間段對應(yīng)的輸出頻率不同。圖圖2-9 工業(yè)洗衣機速度軌跡工業(yè)洗衣機速度軌跡文件:變頻器原理與應(yīng)用02.15變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能n 段速功能的設(shè)置與執(zhí)行段速功能的設(shè)置與執(zhí)行按程序運行按程序運行 利用變頻器內(nèi)部的簡易利用變頻器內(nèi)部的簡易PLCPLC功能編制段速控制程序。功能編制段速控制程序。由端子控制由端子控制 設(shè)置控制端子，使之的具有段速選擇功能

12、。設(shè)置控制端子，使之的具有段速選擇功能。圖圖2-10 多段速控制多段速控制文件:變頻器原理與應(yīng)用02.16變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能本講學(xué)習了本講學(xué)習了2.1 頻率控制功能q 頻率給定頻率給定q 極限頻率極限頻率q 加、減速時間和曲線加、減速時間和曲線q 回避頻率回避頻率q 多段速控制功能多段速控制功能 下一講繼續(xù)學(xué)習下一講繼續(xù)學(xué)習q 頻率增益與頻率偏置頻率增益與頻率偏置q 載波頻率的設(shè)定載波頻率的設(shè)定文件:變頻器原理與應(yīng)用02.17變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能7.頻率增益和頻率偏置功能圖圖2-10 頻率偏置頻率偏置頻率給定來自模擬控制端子輸入的信號，如：頻率給定來自模擬控制端子輸入

13、的信號，如： 電壓電壓05V，010V；電流；電流420mA。為了使為了使模擬信號模擬信號與與頻率給定相匹配頻率給定相匹配，需設(shè)置頻率增益，需設(shè)置頻率增益和頻率偏置。和頻率偏置。n 頻率偏置頻率偏置 當模擬控制信號為當模擬控制信號為0 0時的頻率頻率給定值時的頻率頻率給定值文件:變頻器原理與應(yīng)用02.18變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能圖圖2-11 頻率增益頻率增益n 頻率增益頻率增益 頻率給定（標幺值）變化范圍與頻率給定（標幺值）變化范圍與模擬控制信號（標幺值）變化范圍的比率，模擬控制信號（標幺值）變化范圍的比率，即即f/X。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.19變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能8

14、.載波頻率設(shè)置n應(yīng)用脈寬調(diào)制技術(shù)控制逆變電路時，載波頻率應(yīng)用脈寬調(diào)制技術(shù)控制逆變電路時，載波頻率（三角波頻率）可以在一定的范圍內(nèi)進行調(diào)整。（三角波頻率）可以在一定的范圍內(nèi)進行調(diào)整。n載波頻率對應(yīng)著功率器件的開關(guān)頻率載波頻率對應(yīng)著功率器件的開關(guān)頻率載波頻率過高會導(dǎo)致功率器件過熱載波頻率過高會導(dǎo)致功率器件過熱載波頻率過低則輸出電壓畸變較大載波頻率過低則輸出電壓畸變較大n變頻器在出廠時都設(shè)置一個較佳的載波頻率，變頻器在出廠時都設(shè)置一個較佳的載波頻率，沒有必要時可以不作調(diào)整。沒有必要時可以不作調(diào)整。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.20變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能小 結(jié) 重點重點：與頻率控制相關(guān)的功能：

15、與頻率控制相關(guān)的功能難點難點：頻率增益與偏置：頻率增益與偏置2.1 頻率控制功能q 頻率給定方式頻率給定方式 通過操作面板通過操作面板 模擬輸入端子：模擬輸入端子：頻率增益與偏置頻率增益與偏置 開關(guān)輸入端子：開關(guān)輸入端子：多段速控制功能多段速控制功能q 保護功能保護功能 上、下限頻率、回避頻率上、下限頻率、回避頻率 加、減速時間和曲線加、減速時間和曲線文件:變頻器原理與應(yīng)用02.21變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能2.2 U/f 控制功能本節(jié)主要內(nèi)容：q U/f 控制方式控制方式的含義的含義q 完善完善U/f 控制方式控制方式的措施的措施 轉(zhuǎn)矩補償轉(zhuǎn)矩補償 節(jié)能運行控制節(jié)能運行控制 轉(zhuǎn)差補償轉(zhuǎn)

16、差補償本節(jié)將介紹與上述優(yōu)化措施對應(yīng)的控制功能。本節(jié)將介紹與上述優(yōu)化措施對應(yīng)的控制功能。n變頻器調(diào)速系統(tǒng)的控制方式變頻器調(diào)速系統(tǒng)的控制方式基本方式：基本方式： U/f 控制控制高級方式：矢量控制高級方式：矢量控制文件:變頻器原理與應(yīng)用02.22變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能1. U/f 控制方式圖圖2-12 U/f控制曲線控制曲線n U/f控制方式控制方式 在變頻調(diào)速過程中為了保持主磁通的恒定在變頻調(diào)速過程中為了保持主磁通的恒定 而使而使 U/f=常數(shù)常數(shù) 的控制方式的控制方式 這是變頻器的基本控制方式。這是變頻器的基本控制方式。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.23變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能

17、2. 轉(zhuǎn)矩補償功能n 轉(zhuǎn)矩補償轉(zhuǎn)矩補償在在U/f控制方式下，控制方式下，利用增加輸出電壓來利用增加輸出電壓來提高電動機轉(zhuǎn)矩提高電動機轉(zhuǎn)矩的方法。的方法。n 轉(zhuǎn)矩補償轉(zhuǎn)矩補償?shù)脑虻脑?在基頻以下調(diào)速時，須保持在基頻以下調(diào)速時，須保持E1/1恒定，即保持主恒定，即保持主磁通磁通m恒定。恒定。 1較高時，保持較高時，保持U1/1恒定，即可近似地保持主磁通恒定，即可近似地保持主磁通m恒定。恒定。 1較低時，較低時，E1/1會下降，導(dǎo)致輸出轉(zhuǎn)矩下降。會下降，導(dǎo)致輸出轉(zhuǎn)矩下降。 提高變頻器的輸出電壓即可補償轉(zhuǎn)矩不足提高變頻器的輸出電壓即可補償轉(zhuǎn)矩不足 不同工作場合對轉(zhuǎn)矩補償?shù)囊蟛煌煌ぷ鲌龊蠈D(zhuǎn)矩

18、補償?shù)囊蟛煌募?變頻器原理與應(yīng)用02.24變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能n 常用的補償方法常用的補償方法 線性補償線性補償 起動電壓從起動電壓從0 0提升到最大值的某一比例，提升到最大值的某一比例， U/f 仍保持線性關(guān)系。仍保持線性關(guān)系。圖圖2-13 線性補償線性補償文件:變頻器原理與應(yīng)用02.25變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能 分段補償分段補償 起動過程中分段補償，有正補償、負補償兩種。起動過程中分段補償，有正補償、負補償兩種。正補償：補償曲線在標準正補償：補償曲線在標準U/f曲線的上方，適用曲線的上方，適用于于高轉(zhuǎn)矩起動高轉(zhuǎn)矩起動運行的場合。運行的場合。負補償：補償曲線在標準負補

19、償：補償曲線在標準U/f曲線的下方，適用曲線的下方，適用于于低轉(zhuǎn)矩起動低轉(zhuǎn)矩起動運行的場合。運行的場合。圖圖2-14 分段補償分段補償文件:變頻器原理與應(yīng)用02.26變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能平方率補償平方率補償 補償曲線為拋物線。補償曲線為拋物線。低頻時斜率?。ǖ皖l時斜率?。║/fU/f比值小）比值?。└哳l時斜率大（高頻時斜率大（U/fU/f比值大）比值大）多用于多用于風機和泵類負載風機和泵類負載的補償，達到節(jié)能目的的補償，達到節(jié)能目的圖圖2-14 平方率補償平方率補償文件:變頻器原理與應(yīng)用02.27變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能3. 節(jié)能運行控制功能n節(jié)能運行控制功能節(jié)能運行控制功

20、能變頻器將檢測到的電動機運行狀態(tài)變頻器將檢測到的電動機運行狀態(tài)，與變頻器中儲存的標準電動機的參數(shù)進行比較，與變頻器中儲存的標準電動機的參數(shù)進行比較，從而自動給出最佳工作電壓的過程。從而自動給出最佳工作電壓的過程。n變頻器預(yù)置為節(jié)能運行時，必須滿足的條件變頻器預(yù)置為節(jié)能運行時，必須滿足的條件變頻器中已儲存有實際電動機的參數(shù)。變頻器中已儲存有實際電動機的參數(shù)。變頻器節(jié)能運行時，動態(tài)性能較差，因此多用于轉(zhuǎn)變頻器節(jié)能運行時，動態(tài)性能較差，因此多用于轉(zhuǎn)矩較穩(wěn)定的負載中。矩較穩(wěn)定的負載中。節(jié)能運行只能用于節(jié)能運行只能用于U/f控制方式下，不能用于矢量控控制方式下，不能用于矢量控制方式。制方式。文件:變頻器

21、原理與應(yīng)用02.28變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能4. 轉(zhuǎn)差補償功能n轉(zhuǎn)差補償轉(zhuǎn)差補償當電動機轉(zhuǎn)速隨著負當電動機轉(zhuǎn)速隨著負載轉(zhuǎn)矩增加載轉(zhuǎn)矩增加( (降低降低) )而而下降下降( (升高升高) )時，時，變頻器的輸出頻率自變頻器的輸出頻率自動升高動升高( (降低降低) )，以以補償電動機轉(zhuǎn)速變補償電動機轉(zhuǎn)速變化化的過程。的過程。 01nnnn轉(zhuǎn)差的含義轉(zhuǎn)差的含義文件:變頻器原理與應(yīng)用02.29變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能n轉(zhuǎn)差補償?shù)哪康霓D(zhuǎn)差補償?shù)哪康奶岣唠妱訖C的轉(zhuǎn)速控制精度提高電動機的轉(zhuǎn)速控制精度。轉(zhuǎn)差補償轉(zhuǎn)差補償只能用于只能用于U/f控制方式下，不能用于控制方式下，不能用于矢量控制方式。

22、矢量控制方式。n轉(zhuǎn)差補償?shù)脑O(shè)定范圍：一般為轉(zhuǎn)差補償?shù)脑O(shè)定范圍：一般為0 010Hz10Hz。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.30變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能小 結(jié) 重點重點：轉(zhuǎn)矩補償、轉(zhuǎn)差補償功能：轉(zhuǎn)矩補償、轉(zhuǎn)差補償功能難點難點：轉(zhuǎn)矩補償?shù)脑颍恨D(zhuǎn)矩補償?shù)脑?.2 U/f 控制功能q U/f 控制方式控制方式q 該方式下的特殊控制功能該方式下的特殊控制功能 轉(zhuǎn)矩補償功能轉(zhuǎn)矩補償功能 節(jié)能運行控制功能節(jié)能運行控制功能 轉(zhuǎn)差補償功能轉(zhuǎn)差補償功能U/f=常數(shù)常數(shù) 的控制方式的控制方式文件:變頻器原理與應(yīng)用02.31變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能2.3 矢量控制功能 矢量控制是變頻器的一種矢量控制

23、是變頻器的一種高性能高性能的控制方式，其的控制方式，其控制原理類似于直流電動機?？刂圃眍愃朴谥绷麟妱訖C。本節(jié)主要內(nèi)容：q 他勵直流電動機的調(diào)速原理他勵直流電動機的調(diào)速原理q 三相異步電動機的矢量控制原理三相異步電動機的矢量控制原理q 變頻器的矢量控制功能變頻器的矢量控制功能文件:變頻器原理與應(yīng)用02.32變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能1.他勵直流電動機的調(diào)速原理n直流電動機的轉(zhuǎn)矩表達式直流電動機的轉(zhuǎn)矩表達式n他勵直流電動機調(diào)速的優(yōu)點他勵直流電動機調(diào)速的優(yōu)點 、Ia為相互獨立的變量，分別由勵磁繞組、電樞為相互獨立的變量，分別由勵磁繞組、電樞繞組控制。繞組控制。電動機的轉(zhuǎn)矩控制方便，調(diào)速特性好

24、，精度高。電動機的轉(zhuǎn)矩控制方便，調(diào)速特性好，精度高。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.33變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能n他勵直流電動機調(diào)速的缺點他勵直流電動機調(diào)速的缺點直流電動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜、換向過程復(fù)雜直流電動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜、換向過程復(fù)雜；且電動機的容量、最高轉(zhuǎn)速受到限制且電動機的容量、最高轉(zhuǎn)速受到限制； 換向器和電刷裝置的事故率較高，需要定期維護換向器和電刷裝置的事故率較高，需要定期維護和更換，維護費用高。和更換，維護費用高。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.34變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能2.三相異步電動機的矢量控制原理n三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩表達式三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩表達式n三相異步電動機轉(zhuǎn)矩控制的

25、難點三相異步電動機轉(zhuǎn)矩控制的難點式中的式中的m、I2、cos2都影響轉(zhuǎn)矩都影響轉(zhuǎn)矩T；且且m與與I2都由定子電流控制都由定子電流控制，兩者不獨立，兩者不獨立。難于直接實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩控制。難于直接實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩控制。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.35變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能n矢量控制的原理矢量控制的原理將定子電流人為分解為兩個相互垂直的矢量將定子電流人為分解為兩個相互垂直的矢量；即勵；即勵磁電流和轉(zhuǎn)子電流；磁電流和轉(zhuǎn)子電流；然后用他勵直流電動機的控制方式去控制交流異步然后用他勵直流電動機的控制方式去控制交流異步電動機。電動機。解決思路解決思路：將定子電流人為的分解為兩個相互垂直的矢量將定子電流人為的分

26、解為兩個相互垂直的矢量并解釋為并解釋為勵磁電流勵磁電流和和轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流交流異步電動機的控制就會變得很方便。交流異步電動機的控制就會變得很方便。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.36變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能3.變頻器的矢量控制功能n矢量控制的實現(xiàn)過程矢量控制的實現(xiàn)過程 首先首先檢測檢測并計算三相輸出電壓和電流矢量；并計算三相輸出電壓和電流矢量； 然后將電流矢量然后將電流矢量分解分解為兩個相互垂直的電流矢量：為兩個相互垂直的電流矢量：勵磁電流和轉(zhuǎn)子電流勵磁電流和轉(zhuǎn)子電流；通過運算調(diào)節(jié)器對這兩個信號通過運算調(diào)節(jié)器對這兩個信號分別控制分別控制，從而控，從而控制逆變電路的輸出。制逆變電路的輸出。具

27、有該功能的變頻器工程上稱為具有該功能的變頻器工程上稱為矢量矢量型變頻器型變頻器。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.37變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能n設(shè)置矢量控制功能時應(yīng)符合的條件設(shè)置矢量控制功能時應(yīng)符合的條件變頻器變頻器只能連接一臺只能連接一臺電動機；電動機；運行前應(yīng)對電動機進行運行前應(yīng)對電動機進行自動測試自動測試，并對變頻器的，并對變頻器的進行進行自整定自整定操作；操作；所配備所配備電動機的容量電動機的容量比應(yīng)配備電動機的容量最多比應(yīng)配備電動機的容量最多小一個等級；小一個等級；變頻器與電動機之間的電纜長度應(yīng)不大于變頻器與電動機之間的電纜長度應(yīng)不大于50m。變頻器與電動機之間接有電抗器時，應(yīng)使用

28、變頻變頻器與電動機之間接有電抗器時，應(yīng)使用變頻器的自整定功能修改控制參數(shù)。器的自整定功能修改控制參數(shù)。 文件:變頻器原理與應(yīng)用02.38變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能小 結(jié) 重點重點：矢量控制的原理：矢量控制的原理難點難點：矢量控制時應(yīng)滿足的條件：矢量控制時應(yīng)滿足的條件2.3 矢量控制功能p 矢量控制的原理矢量控制的原理將定子電流人為分解為兩個相互垂直的矢量；將定子電流人為分解為兩個相互垂直的矢量；（即勵磁電流和轉(zhuǎn)子電流）；（即勵磁電流和轉(zhuǎn)子電流）；然后用他勵直流電動機的控制方式去控制交流然后用他勵直流電動機的控制方式去控制交流異步電動機。異步電動機。p 采用矢量控制時應(yīng)滿足的條件采用矢量控

29、制時應(yīng)滿足的條件文件:變頻器原理與應(yīng)用02.39變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能2.4 運行控制與保護功能本節(jié)主要內(nèi)容：q 啟停和啟停和反轉(zhuǎn)控制功能反轉(zhuǎn)控制功能q 點動控制點動控制q 制動控制制動控制q 瞬時停電再起動功能瞬時停電再起動功能q 過載保護功能過載保護功能文件:變頻器原理與應(yīng)用02.40變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能1.啟停和反轉(zhuǎn)控制功能n啟停功能啟停功能 利用指令控制變頻器啟動和停止。利用指令控制變頻器啟動和停止。n反轉(zhuǎn)功能反轉(zhuǎn)功能 交流異步電動機的轉(zhuǎn)向與交流電的相序有關(guān)，正轉(zhuǎn)交流異步電動機的轉(zhuǎn)向與交流電的相序有關(guān)，正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)控制只是相對而言。與反轉(zhuǎn)控制只是相對而言。n 控制方

30、法控制方法由操作面板上的啟停鍵及反轉(zhuǎn)鍵來控制由操作面板上的啟停鍵及反轉(zhuǎn)鍵來控制由外端子來控制。由外端子來控制。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.41變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能2.點動控制（寸動控制）n 點動控制點動控制 點一下按鍵或按鈕，電動機在某一頻率下運行的點一下按鍵或按鈕，電動機在某一頻率下運行的控制方式?？刂品绞?。n 點動控制功能的設(shè)定點動控制功能的設(shè)定設(shè)置點動頻率設(shè)置點動頻率設(shè)定端子的點動控制功能設(shè)定端子的點動控制功能文件:變頻器原理與應(yīng)用02.42變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能3.制動控制n制動控制功能制動控制功能 用于電動機運行過程中迅速停止或準確定位。用于電動機運行過程中迅速

31、停止或準確定位。n制動控制功能分類制動控制功能分類 回饋制動回饋制動直流制動：需設(shè)置制動頻率、制動時間、制動力等。直流制動：需設(shè)置制動頻率、制動時間、制動力等。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.43變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能4.瞬時停電再起動功能n瞬時停電再起動功能瞬時停電再起動功能電源瞬間停電又很快恢復(fù)供電的情況下電源瞬間停電又很快恢復(fù)供電的情況下變頻器是繼續(xù)停止輸出，還是自動重起。變頻器是繼續(xù)停止輸出，還是自動重起。n功能設(shè)置功能設(shè)置瞬時停電后不起動瞬時停電后不起動 瞬時停電后停止輸出，并發(fā)出報警信號。瞬時停電后停止輸出，并發(fā)出報警信號。 電源正常后，輸入復(fù)位信號才會重新起動。電源正常后，

32、輸入復(fù)位信號才會重新起動。瞬時停電后再起動瞬時停電后再起動 瞬間停電又很快恢復(fù)供電后，變頻器自動重起。瞬間停電又很快恢復(fù)供電后，變頻器自動重起。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.44變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能圖圖2-15 瞬時停電再起動功能瞬時停電再起動功能文件:變頻器原理與應(yīng)用02.45變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能5.過載保護功能n保護的對象保護的對象電動機電動機變頻器變頻器n 對電動機的對電動機的過熱保護過熱保護功能功能電子電子熱繼電器熱繼電器，監(jiān)視變頻器的輸出電流；，監(jiān)視變頻器的輸出電流；只能接一臺電動機；只能接一臺電動機；應(yīng)用時可以設(shè)置功能是否有效，再設(shè)置具體參數(shù)。應(yīng)用時可以設(shè)置功

33、能是否有效，再設(shè)置具體參數(shù)。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.46變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能n對變頻器自身的保護功能對變頻器自身的保護功能過流、過壓、過功率、斷電、其他故障過流、過壓、過功率、斷電、其他故障等均可進行等均可進行自動保護自動保護并發(fā)出報警信號，甚至自動跳閘斷電。并發(fā)出報警信號，甚至自動跳閘斷電。變頻器在出現(xiàn)過載及故障時，一方面由顯示屏變頻器在出現(xiàn)過載及故障時，一方面由顯示屏發(fā)出文字報警信號，一方面由接點開關(guān)輸出報警發(fā)出文字報警信號，一方面由接點開關(guān)輸出報警信號；信號；當故障排除后，要由專用的復(fù)位控制指令復(fù)位，當故障排除后，要由專用的復(fù)位控制指令復(fù)位，變頻器方可重新工作。變頻器方可

34、重新工作。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.47變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能小 結(jié) 重點重點：運行控制功能及保護功能：運行控制功能及保護功能難點難點：直流制動和再啟動功能：直流制動和再啟動功能2.4 運行控制與保護功能p 運行控制運行控制點動控制點動控制：正向點動，反向點動：正向點動，反向點動長動控制：長動控制：啟動啟動，停止停止，反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)制動方式：回饋制動、制動方式：回饋制動、直流制動直流制動p 保護功能保護功能瞬時停電瞬時停電再起動功能再起動功能過載保護過載保護功能功能文件:變頻器原理與應(yīng)用02.48變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能2.5 變頻器的閉環(huán)控制功能n閉環(huán)運行：在變頻器控制的拖動系

35、統(tǒng)中引入負反饋，閉環(huán)運行：在變頻器控制的拖動系統(tǒng)中引入負反饋，進行反饋控制，以提高傳動精度。進行反饋控制，以提高傳動精度。n反饋器件：主要有脈沖編碼器反饋器件：主要有脈沖編碼器(實現(xiàn)轉(zhuǎn)速反饋實現(xiàn)轉(zhuǎn)速反饋)、壓力、壓力傳感器、速度傳感器等。傳感器、速度傳感器等。本節(jié)主要內(nèi)容：q 變頻器的轉(zhuǎn)速變頻器的轉(zhuǎn)速閉環(huán)閉環(huán)控制功能控制功能q 變頻器的變頻器的PIDPID控制功能控制功能文件:變頻器原理與應(yīng)用02.49變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能1.變頻器的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制功能n轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的優(yōu)點：提高速度控制的精度。轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的優(yōu)點：提高速度控制的精度。n測速元件：光電編碼器（簡稱測速元件：光電編碼器（簡

36、稱PG）圖圖2-16 光電編碼器光電編碼器圖圖2-17 轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)文件:變頻器原理與應(yīng)用02.50變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能n各種速度控制方案的比較各種速度控制方案的比較表表2-1 控制精度比較表控制精度比較表有有PG的矢量控制方式調(diào)速范圍最大，調(diào)速精度最高。的矢量控制方式調(diào)速范圍最大，調(diào)速精度最高。無無PG的矢量控制方式調(diào)速范圍及精度適中。的矢量控制方式調(diào)速范圍及精度適中。U/F控制方式調(diào)速精度及范圍較差，但價格較低?？刂品绞秸{(diào)速精度及范圍較差，但價格較低。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.51變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能2.變頻器的PID控制功能nPID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)

37、器 比例比例(P)、積分、積分(I)、微分、微分(D)調(diào)節(jié)器的總稱。調(diào)節(jié)器的總稱。比例調(diào)節(jié)器：用于提高響應(yīng)速度，但存在靜差。比例調(diào)節(jié)器：用于提高響應(yīng)速度，但存在靜差。積分調(diào)節(jié)器：無靜差，但使系統(tǒng)響應(yīng)滯后。積分調(diào)節(jié)器：無靜差，但使系統(tǒng)響應(yīng)滯后。微分調(diào)節(jié)器：補償系統(tǒng)的滯后特性。微分調(diào)節(jié)器：補償系統(tǒng)的滯后特性。 三者結(jié)合，取長補短就構(gòu)成了三者結(jié)合，取長補短就構(gòu)成了PID調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器。n采用采用PID調(diào)節(jié)器閉環(huán)調(diào)節(jié)器閉環(huán)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)變頻器的變頻器的PID功能一般內(nèi)置在變頻器中。功能一般內(nèi)置在變頻器中。PID調(diào)節(jié)器的反饋信號：來自壓力傳感器、速度傳調(diào)節(jié)器的反饋信號：來自壓力傳感器、速度傳感器、流量

38、傳感器等的測量信號。感器、流量傳感器等的測量信號。PID的輸出信號：用來控制變頻器的速度等變量。的輸出信號：用來控制變頻器的速度等變量。文件:變頻器原理與應(yīng)用02.52變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能n PID控制舉例：儲氣罐壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)控制舉例：儲氣罐壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)圖圖2-18 壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)文件:變頻器原理與應(yīng)用02.53變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能小 結(jié) 重點重點：各種速度控制方案的比較：各種速度控制方案的比較難點難點：PIDPID調(diào)節(jié)器的原理調(diào)節(jié)器的原理2.5 變頻器的閉環(huán)控制功能p 變頻器的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制功能變頻器的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制功能p 變頻器的變頻器的PID

39、PID控制功能控制功能文件:變頻器原理與應(yīng)用02.54變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能2.6 變頻器的外部接線本節(jié)主要內(nèi)容：q 主電路的端子主電路的端子q 模擬量控制端子模擬量控制端子q 開關(guān)量控制端子開關(guān)量控制端子q 通信接口通信接口文件:變頻器原理與應(yīng)用02.55變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能1.主電路的端子n交流電源輸入端子交流電源輸入端子R、S、T 按變頻器應(yīng)用電壓的不同，分為按變頻器應(yīng)用電壓的不同，分為220V和和380V兩種。兩種。單相為單相為220V，只接，只接R、S、T中的兩個端子。中的兩個端子。三相為三相為380V，R、S、T分別接分別接3相交流電。相交流電。圖圖2-19

40、主電路的接線主電路的接線文件:變頻器原理與應(yīng)用02.56變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能n逆變輸出端子逆變輸出端子U、V、W 由于輸出是經(jīng)過調(diào)制的高頻脈沖波，使用時應(yīng)注意：由于輸出是經(jīng)過調(diào)制的高頻脈沖波，使用時應(yīng)注意：變頻器的輸出端不能連接電容或電涌吸收器；變頻器的輸出端不能連接電容或電涌吸收器；變頻器與電動機之間的連線不能很長；變頻器與電動機之間的連線不能很長；變頻器與電動機之間不能連接開關(guān)。變頻器與電動機之間不能連接開關(guān)。圖圖2-19 主電路的接線主電路的接線文件:變頻器原理與應(yīng)用02.57變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能n直流電抗器和制動電阻連接端子直流電抗器和制動電阻連接端子 用于外接

41、直流電抗器和制動電阻。用于外接直流電抗器和制動電阻。n接地端子接地端子 接地線要粗而短，接點接觸良好。必要時采用專用接接地線要粗而短，接點接觸良好。必要時采用專用接地線。地線。圖圖2-19 主電路的接線主電路的接線文件:變頻器原理與應(yīng)用02.58變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能2.模擬量控制端子 n模擬量輸入端子模擬量輸入端子 信號類型：電壓輸入、電流輸入信號類型：電壓輸入、電流輸入作用：輸入頻率給定量或作用：輸入頻率給定量或PID調(diào)節(jié)器的反饋量。調(diào)節(jié)器的反饋量。相關(guān)參數(shù)：頻率增益、頻率偏置。相關(guān)參數(shù)：頻率增益、頻率偏置。圖圖2-20 模擬量控制端子模擬量控制端子文件:變頻器原理與應(yīng)用02.5

42、9變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能n模擬量輸模擬量輸出出端子端子 信號類型：電壓輸出、電流輸出信號類型：電壓輸出、電流輸出作用：指示輸出頻率、輸出電流、輸出電壓等變量作用：指示輸出頻率、輸出電流、輸出電壓等變量相關(guān)參數(shù)：由功能參數(shù)來決定所輸出的變量相關(guān)參數(shù)：由功能參數(shù)來決定所輸出的變量圖圖2-20 模擬量控制端子模擬量控制端子文件:變頻器原理與應(yīng)用02.60變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能上一講學(xué)習了上一講學(xué)習了2.6 變頻器的外部接線q 主電路的端子主電路的端子q 模擬量控制端子模擬量控制端子 本講繼續(xù)學(xué)習本講繼續(xù)學(xué)習q 開關(guān)量輸入端子開關(guān)量輸入端子q 開關(guān)量輸出端子開關(guān)量輸出端子文件:變頻

43、器原理與應(yīng)用02.61變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能3.開關(guān)量輸入端子 n開關(guān)量開關(guān)量輸入端子輸入端子的種類的種類獨立功能控制端子：獨立功能控制端子： 主要有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、主要有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、點動、運行停止、復(fù)位等點動、運行停止、復(fù)位等端子，其功能固定。端子，其功能固定。多功能控制端子：多功能控制端子： 一般有一般有35個，可根個，可根據(jù)需要實現(xiàn)不同功能。通據(jù)需要實現(xiàn)不同功能。通過功能參數(shù)預(yù)置來確定其過功能參數(shù)預(yù)置來確定其具體功能。具體功能。圖圖2-21 開關(guān)量輸入端子開關(guān)量輸入端子文件:變頻器原理與應(yīng)用02.62變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能n獨立功能控制端子（獨立功能控制端子（1）主要有主

44、要有:正轉(zhuǎn)（正轉(zhuǎn)（FWD)、反轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)(REV)、點動、點動(JOG)、運行停止運行停止(STOP)、復(fù)位、復(fù)位(RST)等端子。等端子。其控制方式有兩種，開關(guān)控制和脈沖控制。其控制方式有兩種，開關(guān)控制和脈沖控制。圖圖2-22 運行端子的控制方式運行端子的控制方式文件:變頻器原理與應(yīng)用02.63變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能n獨立功能控制端子（獨立功能控制端子（2）緊急停止端子緊急停止端子ES： 用于控制變頻器緊急用于控制變頻器緊急停止。接于此端子的信號停止。接于此端子的信號一般為保護信號或限位信一般為保護信號或限位信號。號。報警復(fù)位端子報警復(fù)位端子RST： 故障報警后，先解除故障報警后，先

45、解除故障，再給復(fù)位端子與公故障，再給復(fù)位端子與公共端之間加正脈沖，變頻共端之間加正脈沖，變頻器才可重新起動。器才可重新起動。圖圖2-21 開關(guān)量輸入端子開關(guān)量輸入端子文件:變頻器原理與應(yīng)用02.64變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能n多功能控制端子（多功能控制端子（1）多段速控制端子：用端子狀態(tài)的的不同組合來控多段速控制端子：用端子狀態(tài)的的不同組合來控制不同段速的運行。制不同段速的運行。表表2-2 多段速控制功能多段速控制功能文件:變頻器原理與應(yīng)用02.65變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能n多功能控制端子（多功能控制端子（2）空轉(zhuǎn)控制端子：使變頻器停止輸出，電動機自由空轉(zhuǎn)控制端子：使變頻器停止輸出，電動機自由停車。這種停止方式稱為空轉(zhuǎn)制動或自由停車。停車。這種停止方式稱為空轉(zhuǎn)制動或自由停車。頻率上升頻率上升(UP)/下降下降(DOWN)控制端子：控制端子： 采用數(shù)字采用數(shù)字信號調(diào)節(jié)頻率，控制穩(wěn)定性好，抗干擾能力強。信號調(diào)節(jié)頻率，控制穩(wěn)定性好，抗干擾能力強。圖圖2-23 端子的頻率調(diào)節(jié)功能端子的頻率調(diào)節(jié)功能文件:變頻器原理與應(yīng)用02.66變頻器原理與應(yīng)用通用變頻器的功能n接線注意事項接線注意事項有效信號的形式：有效信號的形式： 端子與端子與CM之間閉合之間閉合有效，還是斷開有效。有效，還是斷開有效。開關(guān)類型：