变频器是一种电力电子装置.ppt

變頻器是一種電力電子裝置，它通過將固定的電源電壓(Volt)和頻率(Hz)轉變為可變量，實現對三相交流馬達的無段調速控制。 目前，馬達是一種重要的標準產業產品，其設計目標是按固定轉速運行，多年來一直在圍繞其運行速度的優化控制開展研究。直到引入變頻器後，實現無段調速的三相交流馬達才獲得了具有功能成效的應用。 OMRON 何謂變頻器(Inverter) 簡單來說 : 變頻器是能夠簡單、自由地改變交流電機轉速的一種控制裝置。 第一页，共十五页。 OMRON 傳統上交流馬達之變速控制，由變頻器(inverter)以開路控制(open-loop control)方式達成，其結構如圖1所示。變頻器之功能即在於產生一個變壓變頻的三相交流電壓，以提供馬達之變速控制。 圖1　變頻器變壓變頻交流馬達變速控制系統 變頻器(inverter) 第二页，共十五页。 功能方塊圖 OMRON 第三页，共十五页。 OMRON 缺點 : 開路控制方式無法對馬達參數變化、負載波動等提供閉路補償，因而無法達到精密之轉速控制，同時在低速控制時難以有效的補償定子電阻電壓降，因此速度控制範圍有限，僅能應用於低價位、低精度之變速控制場合。 改善方式 : 由於變頻器是以開路控制方式達到交流馬達的變速控制，因此設計泛用型變頻器就必需提供使用者一些可調整的參數，以適合不同的應用需求，因此採用PLC來控制為其必然之發展趨勢。 第四页，共十五页。 RS485 Pulse CP1H CP1L OMRON Ｍｏｔｏｒ Ｅｎｃｏｄｅｒ HMI (NS SERIES) 3G3J/M/RX WX2Z-S002 閉迴路控制(Close-Loop Control)之實現 第五页，共十五页。 OMRON 主要控制動作流程: CP1H/L透過RS485與變頻器3G3JX進行通訊連線 利用CP1H/L內建類比輸出(控制轉速)及一般輸出(控制啟動,停止,正反轉…)控制變頻器3G3JX動作及輸出 變頻器3G3JX控制交流馬達運轉並帶動負載動作(輸送帶平台,轉盤,風扇…等等) 透過Encoder將負載動作之Data (Pulse)傳送至CP1H/L之Input (High speed counter)經換算接收之Pulse數所代表之值(距離,角度,溫度…等等),進而透過控制CP1H/L增加或減少輸出,來控制馬達轉速 透過WX2Z-S002將CP1H/L與HMI(NS SERIES)連線進行資料傳遞，透過CX-ONE=CX-Designer將現在值,設定值,緊急停止,ALARM…等等顯示至面版上進行監控 當輸出超過設定值時(距離,角度,溫度…) CP1H/L控制變頻器3G3JX停止輸出或進行反轉 第六页，共十五页。 OMRON 連接至PLC輸出端子 連接至馬達負載端 3G3JX 系列 標準接線圖 電源輸入端 類比輸入 0~10V 4~20mA 第七页，共十五页。 OMRON OMRON 序號 功能 用途 關鍵技術 1 節能 風機，鼓風機，泵 提高運行可靠性 多台控制和調速 2 提高生產率 起重機，自動倉庫 注塑機 傳送帶 調速 提高可靠性 運行平穩，防止滑落 3 提高產品品質 機床 紙、膜、鋼板加工 印刷板開孔機 平滑加減速 調速 力矩控制 定位控制 4 設備合理化 節省維護 工廠自動化 纖維機械 紙、膜、鋼板加工 現有設備增速運行 力矩控制 多電機統一控制 多電機級聯控制 提高可靠性 5 改善環境 耐惡劣環境 空調機 電梯 減小噪音 平滑加減速 防爆 安全性 變頻器的應用目的及用途 第八页，共十五页。 OMRON 確認專案 項目 與性能的聯繫 速度力矩特性 時間 超載能力 起動力矩 負載特性 負載種類 摩擦負荷/位能負載 流體負載 慣性負載 含動力的傳遞、積蓄的負載 △ 負載的速度 力矩特性 恒力矩 恒輸出 平方遞減力矩 遞減力矩 △ △ △ 負載的特性 電動負載 制動負荷 鑽探負載 衝擊負載 高起動力矩 低起動力矩 △ △ △ △ 運行方式 連續運轉 中速或低速長時間運轉 短時運轉 △ △ △ 變頻器容量的選擇 第九页，共十五页。 OMRON 確認專案 項目 與性能的聯繫 速度力矩特性 時間 超載能力 起動力矩 額定輸出 最高輸出(暫態) 額定輸出(連續) △ △ △ 額定轉速 最高速度 額定速度 △ △ △ 電源 電源變壓器容量/%阻抗 電壓波動範圍 相數，有無缺相 頻率 △ △ 負載容量 機械磨損，配管損耗 △ △ △ 第十页，共十五页。 OMRON 優點：1.節能在任何時候馬達轉速部能滿足要求就能夠節能。特別是對於離心泵浦和風機，其能耗按速度的立方遞減，因此以半速運轉時僅消耗12.