变频器02调速系统的设计.ppt

变频调速系统的设计 如果变频器具有矢量控制功能，若有条件，最好选择2p＝4的电机，因为多数矢量控制变频器是以2p＝4的电机作为模型进行设计的。 电动机工作频率的范围应包含负载对调速范围的要求。由于某些通用变频器低速运行特性不理想，所以最低频率越高越好。 负载功率的计算实例 2．预防浪涌电压的危害 由于通用变频器的功率开关器件在工作时会产生浪涌电压，当通用变频器驱动异步电动机时，有时需要采取措施防止浪涌电压对电动机绝缘的破坏。浪涌电压在通用变频器中显著，由于功率开关器件IGBT的开关速度快，电压脉冲的上升沿陡度du/dt非常大，这种快速上升的电压脉冲和较高的开关频率会在电动机内部形成轴承电流，从而会逐渐损坏轴承。若通用变频器与电动机之间的接线距离较长，通用变频器的输出电压达到波峰值的时间比前行波达到电动机端子的时间短，在电动机端子部位，前行波相对于其反射波的波峰值为通用变频器输出波峰值的两倍，如图所示。 防止冲击电压的措施 （2）闭环转速控制 造纸、泵类机械、机床等要求速度精度高的场合，需要装设传感器，以便检测出电动机速度。在这些传感器中，光电编码器、分解器等能检测出机械位置，可用于直线或旋转位置的高精度控制。 图所示为PLG（由脉冲频率测量速度的传感器）和变频器等组成的转速闭环控制系统。图中的虚线路径表示通用变频器的开环控制；调节器用来修正速度误差，f/U变换构成反馈，可获得良好的控制效果 高精度控制的实现方法 变频调速网络控制系统 （2）变频器RS-485接口与计算机的连接 （3）变频器通过MODEM与计算机的连接 变频器-PLC控制系统的设计 将变频器与PLC相连接组成变频PLC控制系统时应该注意以下几点： 变频器与PROFIBUS总线组成的控制系统 状态字及其功能 在转速控制范围内如果存在着能引起大的扭转谐振的转速或其他危险转速，就必须避免在这些转速下连续运转。 前面所谓的扭转谐振，是指电机转矩的脉动分量与机械系统（含负载和电机）的固有频率一致时，电机进入谐振状态将超过额定转矩的扭转应力加在机械系统上的现象。机械系统有时在速度控制范围内存在大的扭转谐振。 所谓危险速度，是指旋转系统轴弯曲的固有频率与旋转频率一致时的转速。通常，危险速度大于电动机的额定速度。但对于大容量的2～4极电机，危险速度有时小于额定速度。 变频调速流量控制 （1）单台水泵控制系统。 图中的流量给定可根据需要进行设置，反馈环节是流量计及流量-电量传感转换器，调节器将实现该量信号与给定流量信号进行动态比较，再决定变频器的频率指令，控制流量恒定或按要求改变。 （2）采用程序调节器的多台水泵控制系统 对于一般的变频器，要求精度多为±0.5%。这一数值，对于开环控制的机型为频率精度，对于闭环控制的机型则为速度精度。对于同步电机，只要频率高就可以实现高精度的速度控制；而对于异步电动机，由于存在转差，要获得高精度的速度则必须采用闭环控制。图所示为可实现高精度控制的速度闭环系统原理图。 为了保证系统的高速度精度，应充分考虑抑制变频器的下述几种误差：速度给定误差、速度反馈误差、速度控制器误差以及定常偏差。 第四种定常偏差是因负载转矩等外界干扰的变化在速度上引起的误差，此种误差在速度调节器的低频增益低时产生。通常，速度调节器含有积分电路，能确保高的低频增益，所以这种偏差较易克服。 前面已经讲过，造纸机要求长时间保持高控制精度。用以前的模拟控制变频器，采用PLG和低漂移的控制回路，可以得到±0.05%的高精度。要完全排除温度漂移等周围环境的影响，必须采用全数字控制变频器。 1．变频器-计算机控制系统的连接方式 以艾默生EV2000变频器为例，变频器-计算机控制系统按照通信方式的类型划分主要有以下几种方式。 （1）变频器RS-232接口与计算机的连接，如图所示。 变频器与计算机的连接方式一 （1）开关指令信号的输入。 变频器的输入信号包括对运行/停止、正转/反转、点动等运行状态进行操作的开关型指令信号。变频器通常利用继电器接点或具有继电器接点开关特性的元器件（如晶体管）与PLC相连，得到运行状态或者获取运行指令，如图所示 在使用继电器接点时，常常因为接触不良而带来误动作；使用晶体管进行连接时，则需考虑晶体管本身的电压、电流容量等因素，从而保证系统的可靠性。 开关信号的连接 在设计变频器的输入信号电路时还应该注