第5章变频器应用与参数选择讲述.ppt

2.1 变频器的控制模式 2.1.1 变频器基本U/f 控制 变频器基本U/?控制是开环控制。 变频器基本U/?控制是恒压频比控制，输出频率变化时，输出电压也成比例的变化，即U/?=C（常数）。 1. U/f控制的理论依据 给三相异步电动机的定子绕组加上电源电压U1后，绕组中便产生感应电动势E1，根据电动机理论，E1的表达式为： E1=4.44K1N1f1Φm 式中,E1——定子绕组的感应电动势有效值。 K1——定子绕组的绕组系数，K11，为常数。 N1——定子每相绕组的匝数。为常数。 f1——定子绕组感应电动势的频率， 即电源的频率。 Φm——旋转磁场的主磁通,大小和 定子空载电流成正比，为了保证电动 机工作在额定电流状态， Φm也为常数。 将上述常数带入公式，有E1=f1C 由于ΔU很小，当U1较高时， ΔU可忽略，有 U1 ≈E1=f1C 式中，K1、N1、 Φm均为常数，上式可改写为： U1/f1=C(常数) U1上升，f1上升， U1下降，f1下降， 即U1/f1=常数，这就是变频器的基本 U/f控制模式。（380V低压变频器， U1/f1=380V/50Hz=7.6） 2. 基频以下变频调速 1）基频以下恒磁通变频调速 我国电网50Hz交流电称为基频，在0~50Hz范围调速时，称为基频以下调速，50Hz称为基频。 特点： ①基频以下调速时转速变化转矩不变，具有恒转矩特性。 ②随着转速的下降，电动机输出功率下降。 ③启动转矩小。 当?1较低时，U1亦较低，电阻R1上的电压ΔU已不可忽略，它使定子电流下降，从而使Φm减小，这将引起低速时的输出转矩减小（见图）。转矩补偿：为补偿低速时 转矩不足，在低频时提升定子电压U1，补偿曲线如下图中曲线“2”。所有U/f 变频器都有低频转矩补偿功能。 3.基频以上变频调速 当电动机工作在基频（额定频率）以上时，由于电动机不能超过额定电压运行，所以频率在额定值以上升高时，定子电压不变，保持在额定值。Φm随着?1的升高而下降，电动机的转矩亦随着频率的升高而下降。因为电动机输出功率为 p=nT 转速升高，转矩下降，乘积 不变，即基频以上的变频调 速属于“恒功率”调速。 5.基频以上调速应用 1）满足高速设备的需要 如内圆磨床的磨头电动机，转速在每分钟上万转，可采用变频高速电动机驱动，简化传动环节。 2）满足恒功率设备的需要 即设备需要调速，又需要电动机输出恒功率。 超频恒功率工作原理是：电动机采用超频调速工作，输出恒功率；通过降速器，使负载得到应有的可调转速，而不加大电动机和变频器的功率。 2.2.2 变频器U/f应用案例 1 翻车机变频器控制 翻车机是火电厂卸车装置，下图是翻车机外形图，将车皮卡在翻车机上，然后 翻车机瞬时针转动180 度，将煤炭卸掉后再 逆时针旋转180度，恢 复到原来状态。在工作 中两次起动两次（松闸） 抱闸。 该系统选用罗克韦尔（AB）变频器，型号为PF700，功率110KW，拖动两台36KW、10极电动机，其额定转速590r/min。其转速和连接图如下。变频器运行由PLC控制。由于电动机没有快速性要求，所以采用U/F控制。 2.参数选择设置 数字输入端子设定： 361=8 数字端子1为正向运行控制； 362=9 数字端子2为反向运行控制； 363=15 数字端子3为第一段速切换； 364=16 数字端子4为第二段速切换。 速度设定： 101=10 Hz，第一段速； 102=50 Hz，第二段速。 81=0，最小速度为0； 82=50，最大速度为50。 140=2s，第一加速时间； 142=3.8s，第一减速时间。 如果需要显示变频器 的转速，还要将电动机的极数预置到变频器。 2.3 变频器PID控制 2.3.1 PID控制应用场合 1. 变频器PID控制是闭环控制，被控系统和变频器要形成闭环。变频器内部要设PID控制电路。 2. PID控制可稳定电动机转速或稳定过程量。 如恒压供水控制，为了保证水泵的压力恒定，当用水量大造成压力下降时，要控制水泵加速；当用水量少造成压力升高时，要控制水泵减速。水泵加速或减速的目的是为了稳定水泵的压力。 3. 在需要电动机转速或过程量的稳定的场合，才选用PID控制。 2. PID控制的连接 1）设置目标量给定端子