变频器原理及其应用课件.pptVIP

第8章变频器综合应用本章要点：变频器在工业中的各种运用。专用变频器特殊功能的运用。变频器电路的分析方法。技能目标：能阅读并分析变频器的应用电路。能设计简单的变频器调速控制电路。能初步检修变频调速系统。

8.1变频器在恒压供水中的应用8.1.1恒压供水技术随着变频调速技术和可编程控制器的飞速发展，以及其应用面广、功能强大、使用方便，它已经成为当代工业自动化的主要装置之一，在工业生产领域得到广泛使用，在其他领域(如民用和家庭自动化)的应用也得到了迅速的发展。由于变频调速技术和可编程序控制器的应用灵活方便，在恒压供水系统中亦得到广泛的应用。采用PLC作为中心控制单元，利用变频器与PID结合，根据系统状态可快速调整供水系统的工作压力，达到恒压供水的目的，提高了系统的工作稳定性，得到了良好的控制效果及明显的节能效果。

8.1.2节能原理供水管网及水泵的运行特性曲线如图8.1所示。图8.1管网及水泵的运行特性曲线

当采用阀门控制时，若供水量高峰期水泵工作在E点，此时水泵流量为Q1，扬程为H0；当供水量从Q1减小到Q2时，必须关小阀门，此时阀门的摩擦阻力变大，阻力曲线从b3移到b1，扬程则从H0升至H1，运行工况点从E点移到F点，此时水泵输出功率用图形表示为(0，Q2，F，H1)围成的矩形部分，其值为:

当采用调速控制时，若采用恒压(H0)变速泵(n2)水，管阻特性曲线为b2，扬程特性变为曲线n2，工作点从E点移到D点。此时水泵输出功率用图形表示为(0，Q2，D，H0)围成的矩形面积，其值为:改用调速控制可节约的能耗为由(H0，D，F，H1)围成的矩形面积，其值为:可见，当采用阀门控制流量时有ΔP功率被浪费，且随着阀门的不断关小，阀门的摩擦阻力不断变大，管阻特性曲线上移，运行工况点也随之上移，导致被浪费的功率随之增加。

根据水泵变速运行的相似定律，变速前、后的流量Q、扬程H、功率P与转速N之间的关系为:式中：Q、H、P为变速前的流量、扬程、功率；Q、H、P为变速后的流量、扬程、功率。211122由上面公式可知，与阀门控制方式相比，调速控制方式的供水功率要小得多，节能效果显著。

8.1.3系统结构变频恒压供水系统原理如图8.2所示。它主要有PLC、变频器、压力变送器、液位传感器、动力及控制线路以及泵组组成。图8.2变频恒压供水系统原理

8.1.4工作原理该系统有手动和自动两种运行方式。手动方式时，按下按钮启动和停止水泵，可根据需要分别控制1#～3#泵的启停，该方式主要供设备调试、自动有故障和检修时使用。自动运行时，首先由1#水泵变频运行，变频器输出频率从0Hz上升，同时PID调节器把接收的信号与给定压力比较运算后送给变频器控制。如压力不够，则频率上升到50Hz，变频器输出一个上限频率到达信号给PLC，PLC接收到信号后经延时，1#泵变频迅速切换为工频，2#泵变频启动，若压力仍达不到设定压力，则2#泵由变频切换成工频，3#泵变频启动；如用水量减少，PLC控制从先启动的泵开始切除，同时根据PID调节参数使系统平稳运行，始终保持管网压力。

8.1.5PLC控制系统泵组切换示意图如图8.3所示。图8.3泵组切换示意图

8.1.6注意事项1．变频、工频切换时间T切换时间T在PLC程序中设定，设置T时为了确保在加泵时，泵由变频转换为工频过程中，同一台泵的变频运行和工频运行各自对对应的交流接触器不会同时吸合，而损坏变频器，同时为了避免工频启动时启动电流大而对电网产生冲击，所以在允许的范围内时间T必须尽可能小。2．上、下限频率持续时间T和TLH变频器运行的频率随管网用水量增大而升高，本系统以变频运行的频率是否达到上限(下限)，并保持一定的时间来判断是否加、减泵，这个判断时间就是TH(TL)，如果设定值过大，系统就不能迅速地对管网用水量的变化做出反应；如果设定值过小，管网用水量变化时就很可能引起频繁的加、减喔泵工作。

8.2变频器在家用空调中的应用8.2.1家用空调概述家用空调分为移动式、窗式和分体式。过去一般房间的空调是采用ON/OFF控制方式，用笼型电动机带动压缩机来调节冷暖气，但它存在着下述问题。(1)根据地区气候、房屋的朝向等估计一年中最大负载，从而选择恰当的空调机比较困难。(2)由于是ON/OFF方式运行，室内温度和湿度会发生波动，引起不舒适感。(3)在50/60Hz地区产生较大差别。(4)压缩机在启动时有很大的冲击电流，因此需要比连续运行时更大的电源容量。(5)由于压缩机转速恒定，外面温度变化会引起冷暖空调能力的变化(特别在暖气运行时，外面气温下降会导致暖气效果下降)。

8.2.2变频器解决方案将变频器应用于房间空调可连续地控制笼型电动机的转速，可解决上述问题，变频器控制框图如图8.4所示。