各類負(fù)載中應(yīng)用

1、變頻器在各類負(fù)載中的應(yīng)用恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載51帶式輸煤機的變頻調(diào)速圖51帶式輸煤機511負(fù)載的特點圖52 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載及其特性a）帶式輸煤機b）機械特性c）負(fù)荷工況1機械特性與負(fù)荷圖2負(fù)荷工況屬于連續(xù)變動負(fù)載，平均負(fù)荷率A=093轉(zhuǎn)速范圍nLmax365rmin； nLmin73rmin（n5）；4512變頻器選型1變頻器型號負(fù)載對拖動系統(tǒng)的要求圖53 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載對拖動系統(tǒng)的要求a）變頻調(diào)速系統(tǒng) b）對機械特性的要求 c）對動態(tài)響應(yīng)的要求可選富士G11系列變頻器。2變頻器容量電動機可能短時間過載運行。變頻器容量加大一擋。圖54變頻器容量的選擇a）拖動系統(tǒng)b）電流曲線513主要功能的預(yù)置1頻率給定的相關(guān)功

2、能（1）頻率調(diào)節(jié)電路圖55頻率調(diào)節(jié)電路1轉(zhuǎn)矩提升（2）相關(guān)功能的預(yù)置功能碼功能含義數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義F01頻率設(shè)定9增減控制2，初始值上次設(shè)定值F02運行操作1由外部端子輸入運行指令F03最高輸出頻率50HzF04基本頻率50HzF05最高輸出電壓380VF15上限頻率50 Hz根據(jù)負(fù)載的運行需要而定F16下限頻率10 HzF23起動頻率6 Hz因為是重載起動F24起動頻率保持時間10 sF30FMA端子電壓調(diào)整100%輸出電壓范圍是010VF31FMA端子功能選擇0測量輸出頻率E01X1端子功能選擇6自保持控制（三線式控制）E02X2端子功能選擇17增命令（UP）E03X3端子功能選擇18減命

3、令（DOWN）2轉(zhuǎn)矩提升功能圖56富士變頻器的轉(zhuǎn)矩提升功能a）二次方律特性b）一次方律特性c）恒轉(zhuǎn)矩特性功能碼功能含義數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義F09轉(zhuǎn)矩提升116.0恒轉(zhuǎn)矩特性，提升量是8%3加、減速時間圖57加、減速時間的預(yù)置a）加速時間b）主電路接線c）減速時間功能碼功能含義數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義F07加速時間120加速時間為20秒F08減速時間120減速時間為20秒圖58富士變頻器的過載保護(hù)a）動作電流與輸出頻率的關(guān)系b）反時限曲線4保護(hù)功能的預(yù)置功能碼功能含義數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義F10電子熱繼電器11適用于通用電動機2適用于變頻專用電動機F11動作電流設(shè)定值70%電動機的電流取用比F12發(fā)熱時間常數(shù)5m

4、inIMIF150%時的動作時間F14瞬時停電再起動選擇4從停電時的頻率開始搜索H13瞬時停電等待時間10sH14瞬時停電后頻率下降率5Hzs下降率太快容易再生過電壓H15瞬時停電直流電壓下限400V低于400V不能再起動H16停電后運行指令保持時間20s超過保持時間，不能再起動H04自動復(fù)位次數(shù)2跳閘后可自動復(fù)位2次H05自動復(fù)位間隔時間2 s52提升機的變頻調(diào)速521重力負(fù)載及其特點 圖59電動機的狀態(tài)a）重物下降b）拖動系統(tǒng)的狀態(tài)1重力負(fù)載的特點2重力負(fù)載的四象限運行圖510 重物上升時的工作點a）重載上升b）工作點（1）重物上升 圖511 空鉤下降時的工作點a）空鉤下降b）工作點（2）

5、空鉤（包括輕載）下降圖512 重載下降時的工作點a）重載下降b）工作點（3）重載下降 2變頻器選型（1）型號具有四象限運行特點。采用無反饋矢量控制方式，選用三菱FR540A系列變頻器。（2）容量PMN11 kW ；IMN24.6A選SN23.6 kVA（15 kW）；IN31A522變頻調(diào)速特點1電動機和變頻器接法圖513電動機和變頻器接法2功能預(yù)置功能碼功能名稱數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義Pr.1上限頻率50HzPr.2下限頻率0HzPr.3基底頻率50Hz即基本頻率Pr.7加速時間5sPr.8減速時間5sPr.19基底頻率電壓380VPr.65再試選擇3僅在過流或過壓跳閘時允許重合閘Pr.67再試次數(shù)

6、2允許再試2次，即自動重合閘2次Pr.68再試等待時間1s3電動機參數(shù)的自測定（1）預(yù)置相關(guān)功能功能碼功能名稱數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義Pr.80電動機容量11kW預(yù)置了這兩個功能，就選擇了矢量控制方式Pr.81電動機的磁極數(shù)6Pr.71適用電動機3非三菱標(biāo)準(zhǔn)電動機Pr.9電子過電流保護(hù)28APr.83電動機額定電壓380VPr.84電動機額定頻率50HzPr.95自動調(diào)整設(shè)定/狀態(tài)1電動機不旋轉(zhuǎn)自動測量（2）變頻器通電變頻器通電時，電磁制動器不通電，保持對電動機軸的抱緊狀態(tài)。（3）變換模式變頻器從編程模式切換成運行模式。（4）“起動”電動機如為面板操作，按FWD鍵或REV鍵；如為外接端子操作，則接通S

7、TF端子或STR端子。（5）自動測量完成上述運行狀態(tài)維持約25s，至顯示屏顯示“3”或“103”時，自動測量結(jié)束。如為面板操作，接STOP鍵；如為外接端子操作，則斷開STF端子或STR端子即可。523起升裝置的防溜鉤圖514電磁制動器的接法a）工頻運行時b）變頻運行時1電磁制動器的接法2提升機變頻控制電路圖515提升機變頻控制電路a）控制電路b）操作板3變頻運行時防溜鉤的方法圖516變頻器控制的防溜鉤功能碼功能名稱數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義Pr.60程序制動模式8程序制動模式有效，制動器無動作完成信號Pr.13啟動頻率1 Hz圖中之fSPr.190RUN端子功能20電磁制動器通電指令Pr.278制動開啟

8、頻率3 Hz圖中之fSDPr.279制動開啟電流110%圖中之IBS（110%電動機額定電流）Pr.280開啟電流檢測時間0.3s圖中之tSC（發(fā)出制動器通電信號）Pr.281制動器松開完成時間0.3s圖中之tSD（輸出頻率開始上升）Pr.282制動操作頻率6 Hz圖中之fBS（電磁制動器斷電）Pr.283制動器抱緊完成時間0.3s圖中之tBB（輸出頻率下降至0 Hz）3應(yīng)急措施舉例圖517制動單元損壞后的應(yīng)急措施（1）制動單元損壞后的應(yīng)急措施（2）變頻器跳閘時的防溜鉤圖518變頻器跳閘時的應(yīng)急措施a）應(yīng)急措施示意圖b）接觸器電路恒功率酌情用高頻圖519卷繞機械示意圖53卷繞機械的變頻調(diào)速圖5

9、20 恒功率負(fù)載及其特性a）卷徑很小時b）卷徑增大時c）卷徑最大時531卷繞機械的特點1機械特性532卷繞機械變頻調(diào)速的要害圖521額頻以下帶卷繞機1主要矛盾2解決方法圖522提高頻率帶卷繞機a）最高頻率為100Hzb）最高頻率為150Hzc）最高頻率為180Hz533卷繞機械變頻調(diào)速要點1實例某塑料薄膜卷繞機薄膜數(shù)據(jù)：Dmin0.1 m；Dmax1 m最大張力：Fmax200Nm電動機數(shù)據(jù)：3.0kW，960r/min，7.2A傳動比：10電動機額定轉(zhuǎn)矩：TMN29.8 Nm變頻器選型森蘭SB70系列：6.4kVA，9.7A，配用4 kW電動機2變頻調(diào)速控制電路（閉環(huán)控制）圖523卷繞的閉環(huán)

10、控制3功能預(yù)置功能碼功能名稱數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義F002運行命令通道1外接端子控制F006最大頻率150HzF007上限頻率150HzF008下限頻率0HzF009方向鎖定1鎖定正向F012控制模式0無PGV/F控制方式F100加速時間13sF101減速時間13sF200V/F曲線選擇1線性F201轉(zhuǎn)矩提升選擇3手動提升自動提升F202手動提升幅值10%F203手動提升截止點30HzF210AVR功能2減速時無效F212基本頻率50HzF213最大輸出電壓380VF700PID功能選擇1選擇過程PID控制F701給定通道選擇1給定信號從AI1輸入F702反饋通道選擇1反饋信號從AI2輸入F705比

11、例增益110F706積分時間120 sF717PID調(diào)節(jié)特性0正作用（負(fù)反饋）FA00電動機參數(shù)自整定22空載旋轉(zhuǎn)自整定FA01電動機額定功率3kWFA02電動機極數(shù)6FA03電動機額定電流7.2AFA04電動機額定頻率50HzFA05電動機額定轉(zhuǎn)速960r/minFA06電動機額定電壓380V電動機參數(shù)自整定方法：電動機和負(fù)載脫開，在運行模式下，按運行鍵。測量完成后自動停機。54車床的變頻調(diào)速541車床的外形與特性1主要特點圖524車床的外形與特性a）車床外形b）車床的機械特性2實例某意大利產(chǎn)SAG型精密車床，基本數(shù)據(jù):如下：（1）主軸轉(zhuǎn)速共分八檔：75、120、200、300、500、80

12、0、1200、2000r/min； （2）電動機額定數(shù)據(jù)：2.2kW，5A，1420 r/min。（3）車床的計算轉(zhuǎn)速：根據(jù)機械工程師提供的數(shù)據(jù)，計算轉(zhuǎn)速為：nD300 r/min即：nL300 r/min為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)；nL500r/min為恒功率區(qū)。（4）各檔轉(zhuǎn)速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 負(fù)載的實際功率按2kW計算，則各檔轉(zhuǎn)速下負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計算結(jié)果如表621所示。表621 各檔轉(zhuǎn)速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩檔次12345678轉(zhuǎn)速(r/min)7512020030050080012002000轉(zhuǎn)矩(Nm)646464643824169.5（5）電動機額定轉(zhuǎn)矩 nMN14.6Nm3拖動系統(tǒng)的折算為了便于在電動機的有效轉(zhuǎn)矩和

13、負(fù)載的機械特性之間進(jìn)行比較，把電動機軸上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速都折算到負(fù)載軸上。折算公式如下：（1）轉(zhuǎn)速的折算nMnL（2）轉(zhuǎn)矩的折算TM TM542兩擋傳動比方案1低速擋的傳動比（1）決定傳動比50Hz（1420 r/min）與300 r/min對應(yīng)L4.73取L5（2）低速擋的轉(zhuǎn)速范圍恒轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速范圍：nL0300 r/min，對應(yīng)fX050Hz；恒功率轉(zhuǎn)速范圍：nL300600 r/min，對應(yīng)fX50100Hz。（3）轉(zhuǎn)矩審核50Hz以下TMN TMN14.6573 Nm64 Nm50Hz以上當(dāng)nL500 r/min時， fX83Hz時，電動機的有效轉(zhuǎn)矩為：TMETMN14.68.8Nm折算到負(fù)載

14、軸上的轉(zhuǎn)矩是：TME TME8.8544 Nm38 Nm2高速擋的傳動比（1）決定傳動比50Hz（1420 r/min）與1000 r/min對應(yīng)H1.42取H1.5（2）高速擋的轉(zhuǎn)速范圍恒轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速范圍：nL01000 r/min，對應(yīng)fX050Hz；恒功率轉(zhuǎn)速范圍：nL10002000 r/min，對應(yīng)fX50100Hz。（3）轉(zhuǎn)矩審核50Hz以下電動機的有效轉(zhuǎn)矩：TMEH TMN1.514.621.9 Nm略小于800 r/min時的負(fù)載轉(zhuǎn)矩（24 Nm）50Hz以上當(dāng)nL1200 r/min時， fX60Hz時，電動機的有效轉(zhuǎn)矩為：TMETMN14.612.1Nm折算到負(fù)載軸上的轉(zhuǎn)矩是：

15、TME TME12.11.518.15 Nm16 Nm當(dāng)nL2000 r/min時， fmax100Hz時，電動機的有效轉(zhuǎn)矩為：TMETMN14.67.3 Nm折算到負(fù)載軸上的轉(zhuǎn)矩是：TME TME7.31.511 Nm9.5 Nm3各擋的轉(zhuǎn)速和工作頻率檔次12345678負(fù)載轉(zhuǎn)速(r/min)7512020030050080012002000傳動比（）51.5電動機轉(zhuǎn)速(r/min)375600100015002500120018003000工作頻率（Hz）12.52033508340601003有效轉(zhuǎn)矩線圖525兩擋傳動比方案543變頻調(diào)速的實施1變頻器型號的選擇金屬切削機床在切削過程中要

16、求切削得十分均勻，故要求拖動系統(tǒng)具有很硬的機械特性，故以選用高性能變頻器為宜。小型車床在車削螺紋時，通常由機械離合器從正轉(zhuǎn)迅速地切換成反轉(zhuǎn)，在切換過程中負(fù)荷在重載空載重載之間變化，因此，對拖動系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)能力要求較高。針對這一特點，選用具有直接轉(zhuǎn)矩控制的ABB公司的ACS800系列變頻器是比較有利的。由于最低工作頻率并不很低，故可以采用無反饋方式。2變頻器的容量車床在車削毛坯時，有可能發(fā)生過載，所以，變頻器的容量應(yīng)略大于電動機的容量。今選ACS8000100063型變頻器，其額定電流是7.5A，與3 kW電動機適配。3變頻調(diào)速控制電路圖526車床的變頻調(diào)速電路4變頻器的功能預(yù)置功能碼功能名稱

17、功能含義數(shù)據(jù)碼說明10.01EXT1 STRT/STP/DIR外接端子控制選擇DI1由端子DI1控制起、停10.03DIRECTION旋轉(zhuǎn)方向RORWARD固定為正轉(zhuǎn)20.02MAXIMUN SPEED最高轉(zhuǎn)速3000與100Hz對應(yīng)20.03MAXIMUN CURRENT最大允許電流150%變頻器額定電流的150%21.01START FUNCTION電動機起動方式AUTO最優(yōu)自起動21.03STOP FUNCTION電動機停機方式RAMP按預(yù)置的減速時間停機22.01ACC/DEC SEL加、減速選擇ACC/DEC 1加、減速時間122.02ACCEL TIME 1加速時間15s22.03

18、DECEL TIME 1減速時間15s31.01NUMBER OF TRIALS自動重合閘次數(shù)231.02TRIAL TIME等待時間30s不能超過30s31.02DELAY TIME間隔時間1s重合閘間隔時間99.02APPLICATION MACRO選擇應(yīng)用宏FACTORY選擇工廠宏99.04MOTOR CTRL MODE選擇控制模式DTC直接轉(zhuǎn)矩控制99.05MOTOR NOM VOLTAGE電動機額定電壓380V99.06MOTOR NOM CURRENT電動機額定電壓5A99.07MOTOR NOM FREQ電動機額定頻率50Hz99.08MOTOR NOM SPEED電動機額定轉(zhuǎn)速

19、1420r/min99.09MOTOR NOM POWER電動機額定功率2.2kW99.10MOTOR RUN MODE自動測量方式選擇STANDARD標(biāo)準(zhǔn)運行方式12.01DI13,4,5,6DI13DI16功能選擇1多擋轉(zhuǎn)速端子有效12.02CONST SPEED 1第1擋轉(zhuǎn)速375 r/min12.03CONST SPEED 2第2擋轉(zhuǎn)速600 r/min12.04CONST SPEED 3第3擋轉(zhuǎn)速1000 r/min12.05CONST SPEED 4第4擋轉(zhuǎn)速1500 r/min12.06CONST SPEED 5第5擋轉(zhuǎn)速2500 r/min12.07CONST SPEED 6第

20、6擋轉(zhuǎn)速1200 r/min12.08CONST SPEED 7第7擋轉(zhuǎn)速1800 r/min12.09CONST SPEED 8第8擋轉(zhuǎn)速3000 r/min5電動機參數(shù)的自動測量（1）電動機和負(fù)載脫開（2）電動機應(yīng)為正方向旋轉(zhuǎn)（3）電動機的轉(zhuǎn)速約為額定轉(zhuǎn)速的50%80%（4）時間約1min55風(fēng)機的變頻調(diào)速551風(fēng)機的機械特性1轉(zhuǎn)矩特點 圖527二次方律負(fù)載及其特性LTL22功率特點 PLPL3嚴(yán)格地講，轉(zhuǎn)矩表達(dá)式應(yīng)為：L0TL2功率表達(dá)式為：PL0PL3 552實例1鼓風(fēng)機實例某加熱爐鼓風(fēng)機：55kW、1480r/min、102.5A。工頻運行時的實際工作電流是96A。2變頻器選型（1）

21、變頻器的型號對于風(fēng)機和水泵用變頻器，應(yīng)優(yōu)先考慮價格。今選康沃CVFP3系列變頻器。（2）變頻器的容量鼓風(fēng)機一般不會過載，故變頻器的容量與電動機相同即可。今選：康沃CVFP34T0550型變頻器，其額定數(shù)據(jù)是：73.7kVA、112A、配用55kW電動機。3變頻調(diào)速方案圖528鼓風(fēng)機的變頻調(diào)速4基本功能預(yù)置功能碼功能含義數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義b1頻率輸入通道選擇5頻率遞增遞減端子控制b3運行指令通道選擇1外部端子控制， STOP鍵無效b5電動機額定電壓380額定電壓為380Vb6電動機額定頻率50額定頻率為50Hzb10AM端子輸出設(shè)定0AM端子測量輸出頻率b12AM端子輸出增益1.00滿刻度對應(yīng)額定

22、頻率L3上限頻率45上限頻率為45HzL63X1端子功能選擇17三線式控制L64X2端子功能選擇11頻率遞增（UP）L65X3端子功能選擇12頻率遞減（DOWN）圖529康沃的轉(zhuǎn)矩提升功能a）風(fēng)機機械特性b）Uf線的類型c）轉(zhuǎn)矩提升量5轉(zhuǎn)矩提升功能的預(yù)置功能碼功能名稱數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義L0Uf線類型選擇2選圖530 a）中的曲線L1轉(zhuǎn)矩提升5%提升量為額定電壓的5%L2轉(zhuǎn)矩提升方式0手動提升6加、減速功能的預(yù)置功能碼功能名稱數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義b7加速時間140加速時間為40sb8減速時間180減速時間為80sb9加、減速方式0直線方式L6起動方式1先制動再起動，保證零速起動L9起動時直流制動電壓8

23、%為額定電壓的8%L10起動時直流制動時間0.5直流制動時間為0.5s7保護(hù)功能的預(yù)置電流取用比IM%100%91.5%功能碼功能名稱數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義H1過載、過熱保護(hù)方式1自動降低輸出頻率，限流運行H2過載保護(hù)系數(shù)91.5%電流取用比H4停電再起動設(shè)置1瞬時停電后可自行再起動H5再起動等待時間10s允許停電的最長時間H6故障自恢復(fù)次數(shù)2最多2次H7自恢復(fù)間隔時間2 s跳閘2 s后開始自動重合閘56水泵的變頻調(diào)速561大樓的恒壓供水1實例某大樓的供水系統(tǒng)：實際揚程HA30m，要求供水壓力保持在0.5MPa，壓力變送器的量程是01 MPa。采用一主二輔供水系統(tǒng)。主泵電動機：22kW、42.5A、

24、1470r/min，由變頻器控制。配用變頻器：配用西門子MM430系列變頻器，29kVA（適配電動機為22kW），45A。輔泵電動機：5.5kW、11.6A、1440r/min，直接接到工頻電源上。圖531一主二輔供水系統(tǒng)2供水系統(tǒng)的構(gòu)成562功能預(yù)置1基本功能的預(yù)置功能碼功能名稱數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義P0210供電電壓380VP0290變頻器過載時的措施0降低頻率，防止跳閘P1080最低頻率30根據(jù)靜揚程進(jìn)行預(yù)置P1082最高頻率50上限頻率為50HzP1120斜坡上升時間20sP1121斜坡下降時間20s2轉(zhuǎn)矩提升功能的預(yù)置（1）西門子變頻器的Uf線設(shè)置圖532西門子變頻器的Uf線a）Uf線的類

25、型b）恒轉(zhuǎn)矩Uf線c）二次方律Uf線（2）相關(guān)功能預(yù)置功能碼功能名稱數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義P1300變頻器的控制方式2二次方律轉(zhuǎn)矩提升方式P1312起始提升10%提升量為額定電流的10%3保護(hù)功能的預(yù)置圖533西門子變頻器的重合閘功能a）重合閘的過程b）自動搜索過程（1）重合閘功能（2）相關(guān)功能預(yù)置功能碼功能名稱數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義P0640電動機過載因子95%即電流取用比P1200捕捉再啟動1從給定頻率開始搜索P1202捕捉再啟動電流110%小于110%IMN即捕捉成功P1203捕捉再啟動搜索速率100%每ms改變轉(zhuǎn)差頻率的2%P1210自動再啟動5故障后重合閘P1211再啟動重試的次數(shù)3允許重合閘3次P1212第一次啟動的時間10 s第一次重合閘的等待時間轉(zhuǎn)差頻率fS的計算：fS563恒壓供水的過程控制1通道選擇與信號范圍圖534恒壓供水系統(tǒng)的接線（1）接線圖（2）目標(biāo)信號的確定壓力變送器的量程為01 MPa，而要求的供水壓力是0.5MPa目標(biāo)信號應(yīng)為50%。（3）相關(guān)功能功能碼功能名稱數(shù)據(jù)碼數(shù)據(jù)碼含義P2200允許PID控制投入1PID功能有效P2253PID設(shè)定值信號源755目標(biāo)信號從AIN1端輸入P2264PID反饋信號755反饋信號從AIN2端輸入P2266反饋信號的上限值60%與上限壓力對應(yīng)（0.