第七章變頻器在調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、變頻器應(yīng)用(yngyng)技術(shù)共七十八頁第七章 變頻器的功能(gngnng)選擇及參數(shù)設(shè)置共七十八頁學(xué)習(xí)目標(biāo)1.熟悉和了解變頻器在生產(chǎn)中的應(yīng)用。2.能夠分析變頻器各種應(yīng)用電路。3.應(yīng)用所學(xué)知識能夠設(shè)計(shj)簡單的變頻器調(diào)速控制電路。共七十八頁7.1 變頻技術(shù)應(yīng)用(yngyng)綜述 變頻技術(shù)的應(yīng)用分為兩類，一類用于交流調(diào)速系統(tǒng)，一類用于為其它設(shè)備提供靜止電源。變頻器最典型的用途是電力拖動系統(tǒng)的節(jié)能和提高產(chǎn)品質(zhì)量。隨著電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動控制理論的不斷發(fā)展，電氣傳動技術(shù)日新月異(r xn yu y)。交流電動機調(diào)速系統(tǒng)廣泛取代直流電動機調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)實。交流電動機調(diào)速技術(shù)是節(jié)能

2、、改善工藝流程以及提高產(chǎn)品質(zhì)量、推動技術(shù)進步的必要手段之一。共七十八頁7.1 變頻技術(shù)應(yīng)用(yngyng)綜述共七十八頁7.2 變頻器在風(fēng)機(fn j)控制中的應(yīng)用 風(fēng)機是工礦企業(yè)中應(yīng)用比較廣泛的機械，如鍋爐的燃燒系統(tǒng)，礦山通風(fēng)系統(tǒng)以及造紙烘干系統(tǒng)等。傳統(tǒng)的風(fēng)機控制是全速運行，風(fēng)機提供固定的風(fēng)壓、風(fēng)量。但生產(chǎn)工藝往往需要對風(fēng)壓和風(fēng)量以及溫度等技術(shù)指標(biāo)進行調(diào)節(jié)控制，若全速運行必然導(dǎo)致電能的大量浪費。因此(ync)，采用變頻器實施對風(fēng)機的控制具有重要的節(jié)能意義。共七十八頁7.2 變頻器在風(fēng)機控制(kngzh)中的應(yīng)用7.2.1風(fēng)機負(fù)載(fzi)的機械特性1二次方律負(fù)載2風(fēng)量調(diào)節(jié)方法3風(fēng)機容量選擇4

3、變頻器容量選擇共七十八頁7.2 變頻器在風(fēng)機控制(kngzh)中的應(yīng)用7.2.2變頻器的設(shè)置(shzh)1變頻器控制方式設(shè)置(1)操作模式設(shè)置(2)變頻器控制方式設(shè)置(3) U/f控制曲線的選擇共七十八頁7.2 變頻器在風(fēng)機(fn j)控制中的應(yīng)用2變頻器參數(shù)設(shè)置(l)上限頻率(pnl)(2)下限頻率(3)升、降速時間(4)升、降速方式(5)回避頻率(6)起動前的直流制動共七十八頁7.2 變頻器在風(fēng)機控制(kngzh)中的應(yīng)用7.2.3風(fēng)機變頻調(diào)速系統(tǒng)電路(dinl)組成共七十八頁7.2 變頻器在風(fēng)機控制(kngzh)中的應(yīng)用7.2.4節(jié)能效益(xioy)分析如果，一臺工業(yè)鍋爐所使用的30 k

4、W引風(fēng)機，一天24 h連續(xù)運行。采用變頻調(diào)速，在大風(fēng)量時，頻率按46 Hz計算，每天有10 h；在小風(fēng)量時，頻率按20 Hz計算，每天有14 h。用擋板調(diào)節(jié)風(fēng)量，在大風(fēng)量時，電動機功率消耗按額定功率的98%計算，每天同樣有1O h；在小風(fēng)量時電動機功率消耗按額定功率的70%計算，每天也有14 h。全年運行時間以300天計算：請讀者自行計算變頻調(diào)速的節(jié)電效果。共七十八頁7.3變頻器在恒壓供求(gngqi)系統(tǒng)中的應(yīng)用7.3.1供水系統(tǒng)的主要參數(shù)1.流量(liling)2.壓力3.全揚程4.損失揚程與實際揚程5.管阻共七十八頁7.3變頻器在恒壓供求系統(tǒng)(xtng)中的應(yīng)用共七十八頁7.3變頻器在恒

5、壓供求系統(tǒng)(xtng)中的應(yīng)用7.3.2供水系統(tǒng)的特性(txng)1.水泵的揚程特性2.管道的阻力特性共七十八頁7.3變頻器在恒壓供求系統(tǒng)(xtng)中的應(yīng)用7.3.3 供水系統(tǒng)流量(liling)的調(diào)節(jié)方法1.管道閥門調(diào)節(jié)2.水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 將管道閥門調(diào)節(jié)與水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)兩種方法相比較，可知，采用調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速的方法調(diào)節(jié)水的流量，降低了電動機使用功率，從而達到了節(jié)能的目的。共七十八頁7.3變頻器在恒壓供求(gngqi)系統(tǒng)中的應(yīng)用7.3.4恒壓供水的控制目標(biāo)當(dāng)供水能力Qg大于用水需求量Qn時，水壓(shu y)上升(p)； 當(dāng)供水能力Qg小于用水需求量Qn時，水壓下降(p)； 當(dāng)供水流量Qg等于用

6、水需求量Qn時，水壓恒定(p)。共七十八頁7.3變頻器在恒壓供求(gngqi)系統(tǒng)中的應(yīng)用7.3.5恒壓供水變頻(bin pn)調(diào)速系統(tǒng)控制原理1恒壓供水變頻調(diào)遵系統(tǒng)構(gòu)成共七十八頁7.3變頻器在恒壓供求系統(tǒng)(xtng)中的應(yīng)用2壓力(yl)傳感器(1)壓力變迸器SP (2)遠傳壓力表P共七十八頁7.3變頻器在恒壓供求(gngqi)系統(tǒng)中的應(yīng)用3系統(tǒng)(xtng)工作原理共七十八頁7.3變頻器在恒壓供求(gngqi)系統(tǒng)中的應(yīng)用7.3.6變頻器選型及功能(gngnng)設(shè)置1變頻器選型2控制方式設(shè)置3頻率功能設(shè)置4暫停運行功能共七十八頁7.3變頻器在恒壓供求系統(tǒng)(xtng)中的應(yīng)用7.3.7恒壓供

7、水變頻調(diào)速系統(tǒng)實例(shl)分析1多臺水泵的切換2主電路說明共七十八頁7.3變頻器在恒壓供求(gngqi)系統(tǒng)中的應(yīng)用3系統(tǒng)調(diào)節(jié)(tioji)原理共七十八頁7.3變頻器在恒壓供求系統(tǒng)(xtng)中的應(yīng)用4控制電路說明(shumng)(1) PLC輸入點(2) PLC輸出點(3)信號處理器共七十八頁7.3變頻器在恒壓供求系統(tǒng)(xtng)中的應(yīng)用共七十八頁7.4 變頻器在中央空調(diào)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)中的應(yīng)用7.4.1 中央空調(diào)系統(tǒng)(xtng)構(gòu)成1冷凍主機與冷卻水塔2外部熱交換系統(tǒng)共七十八頁7.4 變頻器在中央空調(diào)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)中的應(yīng)用7.4.2冷卻水系統(tǒng)變頻(bin

8、 pn)調(diào)速控制1系統(tǒng)的控制依據(jù)2冷卻水循環(huán)系統(tǒng)閉環(huán)控制共七十八頁7.4 變頻器在中央空調(diào)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)中的應(yīng)用共七十八頁7.4 變頻器在中央空調(diào)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)中的應(yīng)用7.4.3 冷凍(lngdng)水系統(tǒng)變頻調(diào)速控制 1.系統(tǒng)的控制依據(jù) (1)壓差控制 (2)溫度控制 2.系統(tǒng)的控制方案 (1)壓差為主溫度為輔的控制 (2)溫度為主壓差為輔的控制共七十八頁7.4 變頻器在中央空調(diào)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)中的應(yīng)用共七十八頁7.4 變頻器在中央空調(diào)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)中的應(yīng)用7.4.4中央空調(diào)變頻(bin pn)調(diào)速的節(jié)能作用有關(guān)資料表明，

9、我國現(xiàn)有電動機裝機總?cè)萘考s4億多千瓦，其用電量占當(dāng)年全國發(fā)電量的60% - 70%。而風(fēng)機、水泵設(shè)備裝機總功率達1.6億千瓦，年耗電量非常巨大，約占當(dāng)年全國電力消耗總量的1/3。應(yīng)用變頻器后，其節(jié)電率一般在20% - 60%，投資回收期12年，企業(yè)和社會經(jīng)濟效益相當(dāng)可觀。所以，大力推廣應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，不僅是當(dāng)前推進企業(yè)節(jié)能降耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段，而且也是實現(xiàn)經(jīng)濟增長方式轉(zhuǎn)變和我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求。共七十八頁7.5變頻器在起重設(shè)備(shbi)中的應(yīng)用7.5.1變頻調(diào)速起重設(shè)備系統(tǒng)(xtng)的特點1.起重機械起升機構(gòu)的基本組成共七十八頁7.5變頻器在起重設(shè)備(shbi)中的應(yīng)用2

10、.起重機械起升機構(gòu)(jgu)的轉(zhuǎn)矩分析（1）電動機的轉(zhuǎn)矩TM（2）重力轉(zhuǎn)矩TG（3）摩擦轉(zhuǎn)矩T0共七十八頁7.5變頻器在起重(q zhn)設(shè)備中的應(yīng)用3.升降(shngjing)過程中電動機的工作狀態(tài)（1）重物上升（2）輕載或空鉤下降（3）重載下降共七十八頁7.5變頻器在起重設(shè)備(shbi)中的應(yīng)用7.5.2 起升機構(gòu)拖動系統(tǒng)(xtng)的技術(shù)要求 1調(diào)速范圍 2上升時的傳動間隙 3制動方法 4溜鉤問題 5點動功能 6電動機的選擇 7變頻器的選擇 8制動電阻估算共七十八頁7.5變頻器在起重設(shè)備(shbi)中的應(yīng)用 9再生(zishng)電能的處理 (1)有源逆變器 (2)直流反饋共七十八頁7.

11、5變頻器在起重設(shè)備(shbi)中的應(yīng)用10公共(gnggng)直流母線共七十八頁7.5變頻器在起重(q zhn)設(shè)備中的應(yīng)用 7.5.3 變頻器在起置設(shè)備中的應(yīng)用(yngyng)實例分析 1控制方案(1)控制方式(2)起動方式(3)制動方式(4)點動方式(5)調(diào)速要求共七十八頁7.5變頻器在起重設(shè)備(shbi)中的應(yīng)用共七十八頁7.5變頻器在起重設(shè)備(shbi)中的應(yīng)用2電路(dinl)分析按鈕SBI、SB2控制接觸器KMI，由KMl控制變頻器的電源。 PLC的輸出端子Y4、Y5分別接人變頻器輸入端子S1、S2，控制電動機的正、反轉(zhuǎn)及停車。 由接觸器KMB控制制動電磁鐵YB，KMB的動作是根據(jù)

12、起重機械在升、降或停止過程中的需要來控制的共七十八頁7.5變頻器在起重設(shè)備(shbi)中的應(yīng)用SA是操作(cozu)手柄。在正、反兩個方向共設(shè)7擋轉(zhuǎn)速。正轉(zhuǎn)時采用接近開關(guān)SQR2作為限位控制；反轉(zhuǎn)時采用接近開關(guān)SQR1作為隈位控制。SQFI、SQF2是吊鉤最高限位控制開關(guān)。按鈕SB3、SB4是作為正、反方向的點動控制。采用旋轉(zhuǎn)編碼器PG測量電動機轉(zhuǎn)速，然后反饋給變頻器，作為有速度傳感器矢量控制方式的反饋信號。共七十八頁7.6 變頻器在電梯控制(kngzh)中的應(yīng)用7.6.1 電梯(dint)傳動系統(tǒng)組成配重的重量 =（載重量2 + 轎箱自重）k共七十八頁7.6 變頻器在電梯(dint)控制中的

13、應(yīng)用2.電梯工作過程3.對升降速的要求4.電動機工作狀態(tài)（1）轎廂滿載（2）轎廂輕載5.電梯變頻調(diào)速主電路(1)變頻器輸入側(cè)(2)變頻器輸出(shch)側(cè)(3)制動共七十八頁7.6 變頻器在電梯控制(kngzh)中的應(yīng)用 6控制電路特點(tdin)共七十八頁7.6 變頻器在電梯(dint)控制中的應(yīng)用7.6.2變頻(bin pn)調(diào)速電梯實例分析共七十八頁7.6 變頻器在電梯(dint)控制中的應(yīng)用1.整流與回饋電路(dinl)2.逆變電路3.檢測電路4.控制電路共七十八頁7.6 變頻器在電梯控制(kngzh)中的應(yīng)用7.6.3 自動扶梯技術(shù)改造(j sh i zo)簡介 1自動扶梯變頻節(jié)能運

14、行原理 2全自動扶梯節(jié)能改造方案 3對變頻器的要求 4變頻調(diào)速特點共七十八頁7.7變頻器在唪酒灌裝生產(chǎn)線上的應(yīng)用(yngyng) 7.7.1系統(tǒng)(xtng)的組成 1工藝流程及控制方案共七十八頁 2電氣(dinq)控制系統(tǒng)組成7.7變頻器在唪酒灌裝生產(chǎn)線上的應(yīng)用(yngyng)共七十八頁7.7.2電氣控制原理(yunl) 1.模擬量控制方式(fngsh) 2.多擋速度控制方式7.7變頻器在唪酒灌裝生產(chǎn)線上的應(yīng)用共七十八頁7.7.3變頻器的選擇(xunz)及參數(shù)設(shè)置1變頻器容量選擇2變頻器參數(shù)設(shè)置(1)起動(q dn)頻率(2)加、減速時間(3)多擋速度設(shè)置(4)各段頻率設(shè)置7.7變頻器在唪酒灌

15、裝生產(chǎn)線上的應(yīng)用共七十八頁7.8 變頻器在龍門刨床上的應(yīng)用(yngyng)7.8.1 龍門刨床的機械運動(jxiyndng)共七十八頁7.8 變頻器在龍門刨床上的應(yīng)用(yngyng)7.8.2 龍門刨床變頻(bin pn)調(diào)速系統(tǒng)的組成1刨床的機械特性2變頻調(diào)速系統(tǒng)的組成共七十八頁7.8 變頻器在龍門刨床上的應(yīng)用(yngyng)3變頻(bin pn)調(diào)速的特點(1)減小靜差率(2)具有轉(zhuǎn)矩限制功能(3)容易控制爬行距離(4)節(jié)能效果顯著共七十八頁7.8 變頻器在龍門刨床上的應(yīng)用(yngyng)4對刨床(bochung)的控制要求刨臺轉(zhuǎn)速變化的控制必須滿足于刨臺做往復(fù)運動的要求。刨床的切削速度以

16、及返回速度必須便于調(diào)節(jié)。需設(shè)置點動功能，以利于工件在刨臺上的位置調(diào)整。刨臺的往復(fù)運動與橫梁的位移及刀架的運行之間，必須要有可靠的互鎖。油泵電動機需要與刨臺電動機互鎖。因為，只有在油泵正常工作情況下才允許刨臺往復(fù)運動。如果在刨臺往復(fù)運動過程中，油泵電動機發(fā)生故障停機，則刨臺不允許在切削中間位置停止，而必須等刨臺返回到起始位置時才能停止運行。共七十八頁7.8 變頻器在龍門刨床上的應(yīng)用(yngyng)7.8.3刨臺變頻調(diào)速系統(tǒng)工作(gngzu)原理1變頻器的通、斷電方式2刨臺速度調(diào)節(jié)方式3往復(fù)運動的起動4故障處理5停機共七十八頁7.8 變頻器在龍門刨床上的應(yīng)用(yngyng)共七十八頁7.9高壓變頻

17、器在煉鐵廠除塵(chchn)系統(tǒng)中的應(yīng)用1. 高壓(goy)節(jié)能設(shè)備選型煉鐵廠高爐除塵風(fēng)機的電機型號 YKK560-6 800KW 10000V 54.7 A 993轉(zhuǎn)/分LPH-10-6-800高壓智能化節(jié)能設(shè)備，該設(shè)備采用西門子羅賓高的高壓變頻器，加上LPH-10-6-800控制主板及LP控制軟件，減少了電網(wǎng)的諧波污染，不存在因諧波引起的電機發(fā)熱、轉(zhuǎn)矩脈動、噪音、共模電壓等。共七十八頁7.9高壓變頻器在煉鐵廠除塵系統(tǒng)(xtng)中的應(yīng)用2系統(tǒng)(xtng)結(jié)構(gòu)圖共七十八頁7.9高壓變頻器在煉鐵廠除塵系統(tǒng)(xtng)中的應(yīng)用3. 高壓變頻(bin pn)原理4.二次回路及控制共七十八頁7.9高

18、壓變頻器在煉鐵廠除塵系統(tǒng)(xtng)中的應(yīng)用5. 節(jié)能原理分析1） 節(jié)能分析2）風(fēng)機節(jié)能原理即風(fēng)門調(diào)節(jié)與變頻(bin pn)調(diào)節(jié)的區(qū)別3）液力耦合器調(diào)速與變頻調(diào)速的區(qū)別共七十八頁7.9高壓變頻器在煉鐵廠除塵系統(tǒng)(xtng)中的應(yīng)用6. 系統(tǒng)(xtng)調(diào)試中的問題及解決辦法1） 在高壓變頻器通電之前，對進線變壓器進行耐壓實驗，可分三次以上不同的時間進行，完成之后，才能對高壓變頻器通電進行調(diào)試。調(diào)試時的速度由變頻器直接輸出，從10%到100%的額定速度，分段進行速度給定，這期間注意高壓變頻器及電機等設(shè)備運行情況。共七十八頁7.9高壓(goy)變頻器在煉鐵廠除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用當(dāng)運行正常后，即可開始連

19、接風(fēng)機帶負(fù)荷運行，速度也是由10%到100%的額定速度給定分階段進行(jnxng)升、降速。在此階段必須調(diào)節(jié)好高壓變頻器的升、降速時間，不能過快，否則變頻器會報故障而停機，甚至?xí)龎腎GBT模塊。針對除塵風(fēng)機情況，一般升速時間在70秒左右，降速時間在100秒左右，這樣即保證了生產(chǎn)工藝要求的快速升降速度，又保護了變頻器不會損壞。共七十八頁7.9高壓變頻器在煉鐵廠除塵系統(tǒng)(xtng)中的應(yīng)用2）變頻器的速度(sd)輸出是由外部給定的模擬信號來控制的，因此，在調(diào)試中必須確保模擬信號的穩(wěn)定性。變頻器設(shè)備會產(chǎn)生較大的電磁干擾信號，對于模擬信號的傳輸影響很大。因此，設(shè)計、施工時做好接地工作、選用屏蔽電纜之

20、外，最好對信號電纜穿鐵管加以屏蔽。信號類型選擇電流信號而不要選用電壓信號。共七十八頁7.10 防爆(fn bo)變頻技術(shù)在鋼纜皮帶中的應(yīng)用 起動平穩(wěn)，可滿載起動；調(diào)速方便，可實現(xiàn)運人、運料、驗繩等多種速度；負(fù)力提升時能自動進入電氣制動運行狀態(tài)，再生能量通過回饋(hu ku)電網(wǎng)實現(xiàn)電氣制動；處理事故或檢修時可逆運行；必須設(shè)置可靠的各種安全保護裝置；維護量小。共七十八頁7.10 防爆(fn bo)變頻技術(shù)在鋼纜皮帶中的應(yīng)用共七十八頁7.10 防爆變頻技術(shù)在鋼纜皮帶(p di)中的應(yīng)用7.10.1 本系統(tǒng)(xtng)的構(gòu)成1. 拖動部分1）本系統(tǒng)采用磁通矢量控制變頻器2）變頻軟起動、軟停止特性共七

21、十八頁7.10 防爆變頻技術(shù)(jsh)在鋼纜皮帶中的應(yīng)用3）重載起動4）自動回饋制動5）實現(xiàn)無級調(diào)速6）可任意調(diào)整的加、減速度：7）完善的保護和故障自診斷功能：8）針對煤礦采取(ciq)特殊措施：共七十八頁7.10 防爆變頻技術(shù)在鋼纜皮帶(p di)中的應(yīng)用2.控制部分(b fen)1）隔爆兼本安型PLC控制箱：2）本質(zhì)安全型操作集控臺功能介紹（1）速度設(shè)定：（2）可逆運行共七十八頁7.10 防爆變頻技術(shù)(jsh)在鋼纜皮帶中的應(yīng)用7.10.2操作(cozu)方式及流程1.自動方式：2.手動方式：3.甩變頻器或電機運行：共七十八頁7.10 防爆(fn bo)變頻技術(shù)在鋼纜皮帶中的應(yīng)用共七十八頁

22、7.11 變頻(bin pn)技術(shù)在家用電器上的應(yīng)用7.11.1 家用(jiyng)變頻空調(diào)共七十八頁7.11 變頻技術(shù)在家用電器(ji yn din q)上的應(yīng)用1.室內(nèi)(sh ni)機部分2室外機部分3變頻空調(diào)控制原理共七十八頁7.11 變頻(bin pn)技術(shù)在家用電器上的應(yīng)用7.11.2 變頻(bin pn)洗衣機1提高洗衣效果2節(jié)能3低噪聲共七十八頁7.11 變頻技術(shù)在家用電器(ji yn din q)上的應(yīng)用7.11.3變頻(bin pn)冰箱變頻冰箱通過變頻技術(shù)調(diào)節(jié)壓縮機轉(zhuǎn)速。冰箱控制系統(tǒng)以檢測到的冰箱內(nèi)溫度與設(shè)定溫度的差值，作為連續(xù)控制信號輸入到變頻器中，來自動改變輸出交流電的頻率，使冰箱在設(shè)定溫度下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)過程中，壓縮機基本維持連續(xù)低速運轉(zhuǎn)。與傳統(tǒng)的依靠電源通斷調(diào)節(jié)的定速冰箱相比，可明顯延長壓縮機使用壽命，既能達到節(jié)能的目的，又能使冰箱在最理想狀態(tài)下運行。共七十八頁7.11 變頻技術(shù)在家用電器(ji yn din q)上的應(yīng)用采用變頻調(diào)速技術(shù)可使整個系統(tǒng)在工頻電源起動后，進行工頻或變額運行。壓縮機有3個傳感器和過載繼電器保護，既可防止過流，又可防止溫度異?；蛴捎谶B續(xù)變頻運轉(zhuǎn)引起的制冷劑蒸發(fā)充分(chngfn)而產(chǎn)生