臺(tái)達(dá)變頻器應(yīng)用講義

Zhang.yulei@2異步電機(jī)的基本參數(shù)額定功率額定電流額定電壓額定轉(zhuǎn)速極數(shù)引出端子基本接法頻率范圍3異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法

l

調(diào)壓調(diào)速——控制加于電動(dòng)機(jī)定子繞組的電壓；

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串級(jí)調(diào)速——控制附加在轉(zhuǎn)子回路的電勢(shì)；

l

變頻調(diào)速——控制定子的供電電壓與頻率；

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異步電動(dòng)機(jī)矢量變換控制系統(tǒng)；

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無換向器電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)；

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電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)等。2023/2/54

n=(1-s)(60f/p)n---轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速(r/min)s---轉(zhuǎn)差率(%)f---供電電源頻率(Hz)p---電機(jī)極對(duì)數(shù)異步電機(jī)變頻器調(diào)速5異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

由上式可知，異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法分為三種：l改變轉(zhuǎn)差率S——調(diào)節(jié)定子電壓、轉(zhuǎn)子電阻、轉(zhuǎn)子電壓、定轉(zhuǎn)子供電頻率等。l

改變極對(duì)數(shù)l

改變頻率6什么是變頻器？

變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件(IGBT)的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。(把電壓和頻率固定不變的交流電整流成直流電，然后再PWM脈寬調(diào)制成電壓或頻率可變的交流電輸出給電機(jī)的裝置

)7變頻器的分類變頻調(diào)速系統(tǒng)的分類

1.

交－直－交變頻調(diào)速——帶直流環(huán)節(jié)的間接變頻調(diào)速

2.

交－交變頻調(diào)速——不帶直流環(huán)節(jié)的直接變頻調(diào)速89

圖1-1兩種類型的變頻器(a)交－交變頻器；(b)交—直－交變頻器10變頻器基本原理交—交變頻器沒有明顯的中間濾波環(huán)節(jié)，電網(wǎng)交流電被直接變成可調(diào)頻調(diào)壓的交流電，又稱為直接變頻器。而交—直—交變頻器先把電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)換為直流電，經(jīng)過中間濾波環(huán)節(jié)之后，再經(jīng)過逆變才轉(zhuǎn)換為變頻變壓的交流電，故稱為間接變頻器。從圖1-1(a)、(b)的對(duì)比中可以看出，交—直—交變頻器有一個(gè)明顯的中間濾波環(huán)節(jié)，按照這個(gè)中間濾波環(huán)節(jié)是電容性或是電感性可以將交—直—交變頻器劃分為電壓（源）型或電流（源）型交—直—交變頻器。11目前通用變頻器產(chǎn)品最常用的是交—直—交電壓型電路形式，其結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。該電路首先用二極管整流器接入電網(wǎng)，將交流電變成直流電，整流之后采用電容濾波，獲得平直的直流電壓，再由逆變器將直流能量逆變成可以調(diào)頻調(diào)壓的新交流電。12圖1-2交-直-交PWM變壓變頻器變壓變頻(VVVF)中間直流環(huán)節(jié)恒壓恒頻(CVCF)PWM逆變器DCACAC~50Hz調(diào)壓調(diào)頻C13變頻器系統(tǒng)框架14變頻器系統(tǒng)框圖15幾個(gè)基本概念控制方式VF控制矢量控制轉(zhuǎn)矩控制

在AC馬達(dá)中，轉(zhuǎn)子由定子繞組感應(yīng)來的電流產(chǎn)生磁束場(chǎng)。定子電流含兩個(gè)成份，一個(gè)影響磁束場(chǎng)，另一個(gè)影響馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩。要使用AC馬達(dá)在需要速度與轉(zhuǎn)矩控制的場(chǎng)合，必須能夠把影響轉(zhuǎn)矩的電流成份分離控制，而磁束向量控制法就是能夠分離這兩個(gè)成份獨(dú)立控制。(具有大小與方向的物理量，即所謂的「向量」。)

16為什么變頻器的電壓與電流成比例的改變

異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是電機(jī)的磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過電流之間相互作用而產(chǎn)生的，在額定轉(zhuǎn)矩下，如果電壓一定而只降低頻率，那么磁通就過大，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。

17能耗制動(dòng)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的發(fā)電作用,使負(fù)載的動(dòng)能轉(zhuǎn)成電能，回灌至變頻器的DC-BUS直流總線，DC-BUS電壓升高，可通過制動(dòng)晶體（制動(dòng)單元）,將反電動(dòng)勢(shì)泄放到制動(dòng)電阻上轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉,實(shí)現(xiàn)電機(jī)的快速制動(dòng)。也可以通過能量回授單元（AFE2000)，回收利用電機(jī)制動(dòng)時(shí)的發(fā)電能量。18關(guān)于頻率的名詞術(shù)語1。給定頻率F2。實(shí)際輸出頻率H3。點(diǎn)動(dòng)頻率4。上限頻率5。下限頻率6。最高操作頻率19PWM和PAM

PWM是英文Pulse

Width

Modulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫，按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)值方式。PAM是英文Pulse

Amplitude

Modulation(脈沖幅度調(diào)制)縮寫，是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖幅度，以調(diào)節(jié)輸出量值和波形的一種調(diào)制方式。

20電壓型與電流型

變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容;電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。

21開環(huán)是什么意思

給所使用的電機(jī)裝置設(shè)速度檢出器(速度編碼器)，將實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋給控制裝置（變頻器+PG卡）進(jìn)行控制的，稱為“閉環(huán)”，不用PG運(yùn)轉(zhuǎn)的就叫作“開環(huán)”。目前變頻器多為開環(huán)方式，也有些應(yīng)用利用閉環(huán)控制（約30%），實(shí)現(xiàn)精確的速度控制、或轉(zhuǎn)矩控制。

22變頻器的銘牌23變頻器配線24變頻器配線25配線2627直流電抗器/制動(dòng)單元/制動(dòng)電阻如應(yīng)用于頻繁加速剎車或需要較短的加速時(shí)間的場(chǎng)所（高頻度運(yùn)轉(zhuǎn)和重力負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)等），變頻器的制動(dòng)能力不足時(shí)或?yàn)榱颂岣咧苿?dòng)力矩等，則必須外接制動(dòng)電阻。對(duì)于15KW以上機(jī)種，內(nèi)部沒有制動(dòng)電阻器的驅(qū)動(dòng)回路（但C2000等一些新系列機(jī)型剎車單元已經(jīng)內(nèi)置至30KW)。有時(shí)為了提高制動(dòng)能力，請(qǐng)使用外部制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻（兩者均為選配）。28制動(dòng)電阻/制動(dòng)單元的選擇29輸入信號(hào)30輸入信號(hào)31輸入信號(hào)連接微弱的模擬信號(hào)，特別容易受外部雜訊干擾影響，所以配線盡可能短（小于20米），并應(yīng)使用屏蔽線。此外屏蔽線的外圍網(wǎng)線基本上應(yīng)該接地，但若干擾雜訊大時(shí)，連接到ACM端子的效果會(huì)更好。連接外部的模擬信號(hào)輸出器時(shí)，有時(shí)會(huì)由于模擬信號(hào)輸出器或由于交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的干擾引起誤動(dòng)作，發(fā)生這種情況時(shí)，可在外部模擬輸出器側(cè)連接電容器和鐵氧體磁環(huán)。32輸出信號(hào)應(yīng)正確連接外部電源的極性。連接控制繼電器時(shí)，在其激磁線圈兩端應(yīng)并接突波吸收器，并且注意正確連接極性。33輸出信號(hào)34通訊接口35EMC-PG01L36面板37斷電情況下查看E變頻器的端子接線，上電查看變頻器面板顯示。38變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)

V/F控制

39變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)

V/F曲線

40變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)

41變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)

V/F控制應(yīng)用場(chǎng)合

對(duì)速度要求不是很高的場(chǎng)合

風(fēng)機(jī)水泵

噴泉系統(tǒng)

木工機(jī)械

紡織機(jī)械

42變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)

SVC控制

43變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)

44變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)

45請(qǐng)查看E系列說明書關(guān)于以上參數(shù)說明。請(qǐng)面板啟動(dòng)變頻器，面板設(shè)定頻率為30HZ46請(qǐng)查看E系列說明書關(guān)于以上參數(shù)說明。請(qǐng)面板啟動(dòng)變頻器，面板設(shè)定頻率為30HZ請(qǐng)嘗試VF和向量模式47變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)

FOC+PG控制

48變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)

49變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)

50變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)

51變頻器調(diào)試步驟和相關(guān)參數(shù)

調(diào)機(jī)-V/F試運(yùn)行主要針對(duì)主軸馬達(dá)而言，因主軸馬達(dá)銘牌一般不會(huì)標(biāo)示清楚，所以要先以V/F來測(cè)試將參數(shù)設(shè)定為出廠值且電機(jī)連接正確1輸入電機(jī)之最大頻率01-00額定頻率01-01額定電壓01-02控制模式00-10=0VF控制模式將運(yùn)轉(zhuǎn)頻率設(shè)為電機(jī)額定頻率2RUNNO電流與轉(zhuǎn)速是否合理?電流與轉(zhuǎn)速是否合理?觀察輸出電流及電機(jī)轉(zhuǎn)速3將頻率命令慢慢提昇到最大操作頻率4恭喜您V/F曲線正確馬達(dá)可以高速運(yùn)行STOP5請(qǐng)?jiān)僬{(diào)整V/F曲線，重新RunSTOP6馬達(dá)可能無法超頻運(yùn)行STOP7YESNOYESCheckpoint1.電流是否接近或超過滿載電流2.滑差有無過大CheckPoint1.電流是否有隨著增速而遞減2.滑差無過大馬達(dá)參數(shù)自動(dòng)量測(cè)(電機(jī)1)YESNO1馬達(dá)可否與負(fù)載分離3.2輸入電機(jī)無載電流05-05(用猜的)將參數(shù)05-00設(shè)定為2(靜態(tài)量測(cè))，後按RUN3.3將參數(shù)05-00設(shè)定為3(靜態(tài)量測(cè)，電機(jī)軸心需鎖死)，後按RUN(若沒鎖死馬達(dá)會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn))將參數(shù)設(shè)定為出廠值且電機(jī)連接正確1根據(jù)馬達(dá)銘牌輸入額定電壓01-02額定頻率01-01滿載電流05-01馬達(dá)功率05-02額定轉(zhuǎn)速05-03馬達(dá)極數(shù)05-04根據(jù)馬達(dá)馬力數(shù)大小輸入適當(dāng)之加減速時(shí)間01-12,01-13若馬達(dá)之基底頻率大於參數(shù)01-00最大操作頻率時(shí),請(qǐng)將01-00之設(shè)定值設(shè)為與01-01相同2將參數(shù)05-00設(shè)定為1(動(dòng)態(tài)量測(cè))，後按RUN，注意馬達(dá)會(huì)旋轉(zhuǎn)3.1NO2靜待一會(huì)，電機(jī)停止後便完成.小電機(jī)約30秒,大電機(jī)則視加減速時(shí)間.如果失敗,則會(huì)顯示AUE.請(qǐng)檢查配線及各參數(shù)是否適當(dāng)檢查參數(shù)05-00,05-06,05-07,05-08,05-09是否已經(jīng)有成功將數(shù)值寫入4FOC+PG回授控制調(diào)機(jī)-試運(yùn)行選擇適合編碼器電源及輸入形式之PG回授卡1正確安裝於變頻器插槽內(nèi)且依照定義正確配線輸入編碼器每轉(zhuǎn)產(chǎn)生之脈波數(shù)10-002輸入編碼器輸入型式10-01EMV-PG01XEMV-PG01OEMV-PG01L將控制模式00-10設(shè)為3設(shè)定較低的速度來測(cè)試RUN是否出現(xiàn)PG異?；蛩俣犬惓Ｔ囋嚳雌渌l率速度A改變轉(zhuǎn)向STOPPGF1檢查參數(shù)PGF2斷線PGF3回授失速PGF4轉(zhuǎn)差異常B排除後重新運(yùn)轉(zhuǎn)電流異常C檢查編碼器脈波數(shù)與參數(shù)10-00是否相同檢查機(jī)械齒輪比10-27,10-28設(shè)定是否正確排除後重新運(yùn)轉(zhuǎn)YESNO慣量估側(cè)檢查負(fù)載與馬達(dá)耦合無誤依負(fù)載慣量調(diào)整加減速時(shí)間，負(fù)載慣量越小加減速時(shí)間設(shè)越短2RUNNOYES使之快速正反運(yùn)轉(zhuǎn),觀察11-01參數(shù)值之變化3FWDREV11-01之?dāng)?shù)值是否有收斂11-01之?dāng)?shù)值是否有變化停止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)4將最後11-01之收斂數(shù)值按下PROG/DATA鍵PROGDATA將11-00設(shè)為0慣量估測(cè)錯(cuò)誤，將頻率命令降低，重新估測(cè)繼續(xù)估測(cè)1確認(rèn)是在向量模式00-10=3將運(yùn)轉(zhuǎn)頻率設(shè)為電機(jī)額定頻率之2/3將11-00設(shè)為2YESNO依負(fù)載慣量不同，收歛速度不同慣量越大，收歛越慢，即需越多次測(cè)試02468101214161820-60-40-20020406002468101214161820800