《變頻器應(yīng)用》PPT課件

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1、 變 頻 器 技 術(shù) 講 座輕 松 聽 課 程 鄭 州 萬 達(dá) 自 動(dòng) 化 培 訓(xùn) 中 心講 師 ： 吳 智 勇 張 貴 廣 祝 大 家 事 業(yè) 有 成 ！祝 大 家 事 業(yè) 有 成 ！一 .變 頻 器 使 用 注 意 事 項(xiàng) 1 嚴(yán) 禁 將 變 頻 器 的 輸 出 端 子 U、 V、 W連 接 到 AC 電 源 上 。2 變 頻 器 要 正 確 接 地 ， 接 地 電 阻 小 于 10 。3 變 頻 器 存 放 兩 年 以 上 ， 通 電 時(shí) 應(yīng) 先 用 調(diào) 壓 器逐 漸 升 高 電 壓 。 存 放 半 年 或 一 年 應(yīng) 通 電 運(yùn) 行 一 天 。4 變 頻 器 斷 開 電 源 后 ， 待

2、 幾 分 鐘 后 方 可 維 護(hù) 操作 ， 直 流 母 線 電 壓 （ P+， P-） 應(yīng) 在 25V以 下 。 5. 避 免 變 頻 器 安 裝 在 產(chǎn) 生 水 滴 飛 濺 的 場(chǎng) 合 。6. 不 準(zhǔn) 將 P+、 P-、 PB任 何 兩 端 短 路 。7. 主 回 路 端 子 與 導(dǎo) 線 必 須 牢 固 連 接 。8. 變 頻 器 驅(qū) 動(dòng) 三 相 交 流 電 機(jī) 長(zhǎng) 期 低 速 運(yùn) 轉(zhuǎn) 時(shí) ， 建 議 選用 變 頻 電 機(jī) 。 9. 變 頻 器 驅(qū) 動(dòng) 電 機(jī) 長(zhǎng) 期 超 過 50HZ運(yùn) 行 時(shí) ， 應(yīng) 保 證 電 機(jī)軸 承 等 機(jī) 械 裝 置 在 使 用 的 速 度 范 圍 內(nèi) ， 注 意

3、 電 機(jī) 和 設(shè) 備的 震 動(dòng) 、 噪 音 。10. 變 頻 器 驅(qū) 動(dòng) 減 速 箱 、 齒 輪 等 需 要 潤(rùn) 滑 機(jī) 械 裝 置 ， 在長(zhǎng) 期 低 速 運(yùn) 行 時(shí) 應(yīng) 注 意 潤(rùn) 滑 效 果 。 11. 變 頻 器 在 一 確 定 頻 率 工 作 時(shí) ， 如 遇 到 負(fù) 載 裝 置 的 機(jī) 械 共振 點(diǎn) ， 應(yīng) 設(shè) 置 跳 躍 頻 率 避 開 共 振 點(diǎn) 。12. 變 頻 器 與 電 機(jī) 之 間 連 線 過 長(zhǎng) ， 應(yīng) 加 輸 出 電 抗 器 。13. 嚴(yán) 禁 在 變 頻 器 的 輸 入 側(cè) 使 用 接 觸 器 等 開 關(guān) 器 件 進(jìn) 行 頻 繁啟 停 操 作 。14. 電 機(jī) 首 次 使

4、 用 或 長(zhǎng) 期 放 置 后 使 用 ， 必 須 對(duì) 電 機(jī) 進(jìn) 行 絕 緣檢 測(cè) 。 使 用 500V電 壓 型 兆 歐 表 檢 測(cè) ， 電 機(jī) 絕 緣 電 阻 大 于 5M 。15. 對(duì) 電 機(jī) 絕 緣 檢 測(cè) 時(shí) 必 須 將 變 頻 器 與 電 機(jī) 連 線 斷 開 。16. 在 變 頻 器 的 輸 出 側(cè) ， 嚴(yán) 禁 連 接 功 率 因 數(shù) 補(bǔ) 償 器 、 電 容 、 防 雷 壓 敏 電 阻 。17. 變 頻 器 的 輸 出 側(cè) 嚴(yán) 禁 安 裝 接 觸 器 、 開 關(guān) 器 件 。 18. 變 頻 器 在 海 拔 1000米 以 上 地 區(qū) 使 用 時(shí) ， 須 降 額 使 用 。19. 變

5、 頻 器 輸 入 側(cè) 與 電 源 之 間 應(yīng) 安 裝 空 氣 開 關(guān) 和 熔 斷 器 。20. 變 頻 器 輸 出 側(cè) 不 必 安 裝 熱 繼 電 器 。21. 變 頻 器 使 用 壽 命影 響 變 頻 器 壽 命 的 元 件 大 致 有 三 種 ： 自 身 冷 卻 風(fēng) 扇 上 電 時(shí) 限 流 電 阻 短 路 接 觸 器 中 間 環(huán) 節(jié) 大 容 量 電 解 電 容注 意 ： 前 兩 個(gè) 元 件 是 機(jī) 械 磨 損 元 件 ， 一 般 壽 命 為 五 年 ， 第 三 個(gè)元 件 規(guī) 定 為 五 年 ， 一 般 情 況 下 五 年 后 測(cè) 量 一 下 電 容 值 ， 如 果 小于 額 定 值 的 8

6、0%就 應(yīng) 更 換 ， 實(shí) 際 上 ， 如 果 變 頻 器 一 直 連 續(xù) 運(yùn) 行 ， 電 解 電 容 可 用 十 年 。 控 制 線 應(yīng) 與 主 回 路 動(dòng) 力 線 分 開 ， 控 制 線 采 用 屏 蔽 電 纜 。22. 變 頻 器 與 負(fù) 載 的 配 置 變 頻 器 長(zhǎng) 期 工 作 電 流 I變 長(zhǎng) =I電 115% （ I電 - 電 動(dòng) 機(jī) 額 定 電 流 ） 變 頻 器 短 期 工 作 電 流 （ 可 持 續(xù) 1 2分 鐘 ） I 變 短 =I變 150% （ I變 - 變 頻 器 額 定 電 流 ） 變 頻 器 瞬 時(shí) 工 作 電 流 （ 可 持 續(xù) 數(shù) 秒 鐘 ） I變 瞬 =

7、I變 180% 二 . 電 動(dòng) 機(jī) 的 基 礎(chǔ) 知 識(shí) 1. 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 造 和 原 理圖 2-1 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 造a） 外 形 b） 定 子 c） 轉(zhuǎn) 子 2. 旋 轉(zhuǎn) 原 理 圖 2-2 三 相 交 流 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 旋 轉(zhuǎn) 原 理a） 三 相 交 流 電 流 b） 三 相 繞 組 c） 旋 轉(zhuǎn) 原 理 3. 電 動(dòng) 機(jī) 定 子 和 轉(zhuǎn) 子 的 能 量 傳 遞圖 2-3 能 量 傳 遞a） 從 電 能 轉(zhuǎn) 變 成 機(jī) 械 能 b） 定 子 與 轉(zhuǎn) 子 能 量 傳 遞 4. 定 子 和 轉(zhuǎn) 子 電 流 間 的 關(guān) 系圖 2-4 電 流 特 性 ： 輸 入 電 機(jī)

8、電 流 =勵(lì) 磁 電 流 +轉(zhuǎn) 矩 電 流 輸 出 電 流 取 決 于 負(fù) 載 的 大 小 5. 電 動(dòng) 勢(shì) 平 衡 示 意 圖圖 2-5 定 子 側(cè) 電 動(dòng) 勢(shì) 平 衡 圖 6.負(fù) 載 改 變 時(shí) 的 速 度 變 化圖 2-6 負(fù) 載 變 化 、 速 度 變 化a） 負(fù) 載 較 輕 b） 機(jī) 械 特 性 c） 負(fù) 載 較 重 7.異 步 電 動(dòng) 機(jī) 的 特 性 : 啟 動(dòng) 力 矩 電 動(dòng) 機(jī) 停 止 ， 通 電 后 , 電 動(dòng) 機(jī) 產(chǎn) 生 的 力 矩 Ts=1.25TN ; 最 大 轉(zhuǎn) 矩 電 動(dòng) 機(jī) 在 最 大 轉(zhuǎn) 差 Sm時(shí) ， 產(chǎn) 生 的 最 大 轉(zhuǎn) 矩 Tm; 空 載 電 流 空 載

9、 電 流 主 要 是 勵(lì) 磁 電 流 ， 轉(zhuǎn) 速 幾 乎 達(dá) 到 同 步 ; 電 動(dòng) 狀 態(tài) 電 機(jī) 產(chǎn) 生 轉(zhuǎn) 矩 ， 帶 動(dòng) 負(fù) 載 轉(zhuǎn) 動(dòng) ; 再 生 制 動(dòng) 狀 態(tài) 由 于 負(fù) 載 原 因 ， 電 機(jī) 實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 超 過 同 步 轉(zhuǎn) 速 ， 即 設(shè) 備 帶 動(dòng) 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 動(dòng) . 三 .變 頻 器 調(diào) 速 原 理 380V 50H Z f = 0 500H Z 圖 3-1 變 頻 調(diào) 速 變 頻 調(diào) 速 f 變 極 對(duì) 數(shù) 調(diào) 速 P 變 轉(zhuǎn) 差 率 調(diào) 速 S 1.變 頻 調(diào) 速 原 理 2. 交 直 交 變 頻 器 基 本 結(jié) 構(gòu)圖 3-2 交 直 交 變 頻 器 主 回 路

10、圖整 流 器 濾 波 器 逆 變 器 3. 三 相 逆 變 橋 示 意 圖圖 3-3 三 相 逆 變 橋 4. 開 關(guān) 元 器 件 應(yīng) 滿 足 的 條 件圖 3-4 開 關(guān) 元 器 件 的 條 件 1. 能 承 受 足 夠 大 的 電 壓 和 電 流2. 允 許 長(zhǎng) 時(shí) 間 頻 繁 接 通 和 關(guān) 斷3. 接 通 和 關(guān) 斷 的 控 制 十 分 方 便開 關(guān) 元 器 件 應(yīng) 滿 足 的 條 件IGBT的 特 點(diǎn) ： 耐 壓 1200V 開 關(guān) 頻 率 高 達(dá) 30 40KHZ 驅(qū) 動(dòng) 電 路 電 流 小 ， 功 耗 很 少 6. GTR大 功 率 晶 體 管圖 3-5 GTR逆 變 橋 7.

11、IGBT絕 緣 柵 晶 體 管圖 3-6 IGBT逆 變 橋 38050HZ8. 變 頻 器 主 電 路 圖圖 3-7 變 頻 器 主 電 路 結(jié) 構(gòu) 圖 艾默生變頻器基本配線圖 小 功 率 變 頻 器（ 5.5-7.5） KW 中 功 率 控 制 端 子 接 線 圖 9. 整 流 和 濾 波 電 路圖 3-8 整 流 和 濾 波 電 路 10. 充 電 過 程 的 限 流 電 路圖 3-9 合 上 電 源 時(shí) 的 充 電 過 程 11. 逆 變 電 路 的 基 本 結(jié) 構(gòu)圖 3-10 逆 變 電 路 的 結(jié) 構(gòu) a） 逆 變 電 路 b） 輸 出 電 壓 波 形 c） 輸 出 電 壓 等 效

12、 波 形 1、 測(cè) 試 整 流 電 路找 到 變 頻 器 內(nèi) 部 直 流 電 源 的 P(positive)端 和 N(negative)端 ， 將 萬 用 表 調(diào) 到 電 阻 X10檔 ， 紅 表 棒 接到 P， 黑 表 棒 分 別 依 到 R、 S、 T， 應(yīng) 該 有 大 約 幾 十 歐 的 阻 值 ， 且 基 本 平 衡 。 相 反 將 黑 表 棒 接 到 P端 ， 紅表 棒 依 次 接 到 R、 S、 T， 有 一 個(gè) 接 近 于 無 窮 大 的 阻 值 。 將 紅 表 棒 接 到 N端 ， 重 復(fù) 以 上 步 驟 ， 都 應(yīng) 得 到相 同 結(jié) 果 。 如 果 有 以 下 結(jié) 果 ，

13、可 以 判 定 電 路 已 出 現(xiàn) 異 常 ， A.阻 值 三 相 不 平 衡 ， 可 以 說 明 整 流 橋 故 障 。B.紅 表 棒 接 P端 時(shí) ， 電 阻 無 窮 大 ， 可 以 斷 定 整 流 橋 故 障 或 起 動(dòng) 電 阻 出 現(xiàn) 故 障 。 2、 測(cè) 試 逆 變 電 路將 紅 表 棒 接 到 P端 ,黑 表 棒 分 別 接 U、 V、 W上 ， 應(yīng) 該 有 幾 十 歐 的 阻 值 ， 且 各 相 阻 值 基本 相 同 ， 反 相 應(yīng) 該 為 無 窮 大 。 將 黑 表 棒 接 到 N端 ， 重 復(fù) 以 上 步 驟 應(yīng) 得 到 相 同 結(jié) 果 ， 否 則可 確 定 逆 變 模 塊

14、故 障 二 、 動(dòng) 態(tài) 測(cè) 試 在 靜 態(tài) 測(cè) 試 結(jié) 果 正 常 以 后 ， 才 可 進(jìn) 行 動(dòng) 態(tài) 測(cè) 試 ， 即 上 電 試 機(jī) 。在 上 電 前 后 必 須 注 意 以 下 幾 點(diǎn) : 1、 上 電 之 前 ， 須 確 認(rèn) 輸 入 電 壓 是 否 有 誤 ， 將 380V電 源 接 入220V級(jí) 變 頻 器 之 中 會(huì) 出 現(xiàn) 炸 機(jī) （ 炸 電 容 、 壓 敏 電 阻 、 模 塊 等 ） 。 2、 檢 查 變 頻 器 各 接 播 口 是 否 已 正 確 連 接 ,連 接 是 否 有 松 動(dòng) ,連接 異 常 有 時(shí) 可 能 導(dǎo) 致 變 頻 器 出 現(xiàn) 故 障 ,嚴(yán) 重 時(shí) 會(huì) 出 現(xiàn)

15、炸 機(jī) 等 情 況 。 3、 上 電 后 檢 測(cè) 故 障 顯 示 內(nèi) 容 ,并 初 步 斷 定 故 障 及 原 因 。 4、 如 未 顯 示 故 障 ,首 先 檢 查 參 數(shù) 是 否 有 異 常 ,并 將 參 數(shù) 復(fù) 歸 后 ,進(jìn) 行 空 載 (不 接 電 機(jī) )情 況 下 啟 動(dòng) 變 頻 器 ,并 測(cè) 試 U、 V、 W三 相 輸 出電 壓 值 。 如 出 現(xiàn) 缺 相 、 三 相 不 平 衡 等 情 況 ， 則 模 塊 或 驅(qū) 動(dòng) 板 等 有故 障 5、 在 輸 出 電 壓 正 常 （ 無 缺 相 、 三 相 平 衡 ） 的 情 況 下 ， 帶 載 測(cè)試 。 測(cè) 試 時(shí) ， 最 好 是 滿

16、負(fù) 載 測(cè) 試 三 、 故 障 判 斷 1、 整 流 模 塊 損 壞 一 般 是 由 于 電 網(wǎng) 電 壓 或 內(nèi) 部 短 路 引 起 。 在 排 除 內(nèi) 部短 路 情 況 下 ， 更 換 整 流 橋 。 在 現(xiàn) 場(chǎng) 處 理 故 障 時(shí) ， 應(yīng) 重 點(diǎn)檢 查 用 戶 電 網(wǎng) 情 況 ， 如 電 網(wǎng) 電 壓 ， 有 無 電 焊 機(jī) 等 對(duì) 電 網(wǎng)有 污 染 的 設(shè) 備 等 。 2、 逆 變 模 塊 損 壞 一 般 是 由 于 電 機(jī) 或 電 纜 損 壞 及 驅(qū) 動(dòng) 電 路 故 障 引 起 。 在修 復(fù) 驅(qū) 動(dòng) 電 路 之 后 ， 測(cè) 驅(qū) 動(dòng) 波 形 良 好 狀 態(tài) 下 ， 更 換 模 塊 。在 現(xiàn)

17、 場(chǎng) 服 務(wù) 中 更 換 驅(qū) 動(dòng) 板 之 后 ， 還 必 須 注 意 檢 查 馬 達(dá) 及連 接 電 纜 。 在 確 定 無 任 何 故 障 下 ， 運(yùn) 行 變 頻 器 。 3、 上 電 無 顯 示 一 般 是 由 于 開 關(guān) 電 源 損 壞 或 軟 充 電 電 路 損 壞 使 直 流 電路 無 直 流 電 引 起 ， 如 啟 動(dòng) 電 阻 損 壞 ， 也 有 可 能 是 面 板 損壞 。 4、 上 電 后 顯 示 過 電 壓 或 欠 電 壓 一 般 由 于 輸 入 缺 相 ， 電 路 老 化 及 電 路 板 受 潮 引 起 。找 出 其 電 壓 檢 測(cè) 電 路 及 檢 測(cè) 點(diǎn) ， 更 換 損 壞

18、 的 器 件 。 5、 上 電 后 顯 示 過 電 流 或 接 地 短 路 一 般 是 由 于 電 流 檢 測(cè) 電 路 損 壞 。 如 霍 爾 元 件 、運(yùn) 放 等 。 6、 啟 動(dòng) 顯 示 過 電 流 一 般 是 由 于 驅(qū) 動(dòng) 電 路 或 逆 變 模 塊 損 壞 引 起 。 7、 空 載 輸 出 電 壓 正 常 ,帶 載 后 顯 示 過 載 或 過 電 流 該 種 情 況 一 般 是 由 于 參 數(shù) 設(shè) 置 不 當(dāng) 或 驅(qū) 動(dòng) 電 路老 化 ,模 塊 損 傷 引 起 12. 電 動(dòng) 機(jī) 狀 態(tài) 圖 3-11 電 動(dòng) 機(jī) 狀 態(tài) a） 空 載 示 意 圖 b） 矢 量 圖 c） 電 路 圖

19、d） 電 壓 、 電 流 曲 線 13. 勵(lì) 磁 狀 態(tài) 圖 3-12 勵(lì) 磁 狀 態(tài)a） 帶 載 示 意 圖 b） 矢 量 圖 c） 電 路 圖 d） 電 壓 、 電 流 曲 線 a） 重 載 示 意 圖 b） 矢 量 圖 c） 電 路 圖 d） 電 壓 、 電 流 曲 線 14. 發(fā) 電 機(jī) 狀 態(tài) 圖 3-13 發(fā) 電 機(jī) 狀 態(tài) 反 并 聯(lián) 二 極 管 的 作 用 ： 電 機(jī) 繞 組 磁 場(chǎng) 作 功 ， 發(fā) 電 狀 態(tài) ， 電 流通 過 反 并 聯(lián) 二 極 管 流 向 直 流 電 路 。 15. 磁 通 傳 遞 能 量圖 3-14 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 的 能 量 傳 遞 磁 通 量 須

20、 恒 定TM = KT I2 M COS2 磁 路 飽 和 勵(lì) 磁 電 流 畸 變 ， 產(chǎn) 生 尖 峰 電 流 磁 通 量 磁 路 飽 和 電 流 增 大 磁 通 量 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 矩 TM下 降 16. 變 頻 不 變 壓 磁 通 飽 和圖 3-15 頻 率 下 降 出 現(xiàn) 磁 通 飽 和 17. 磁 路 飽 和 的 結(jié) 果圖 3-16 勵(lì) 磁 電 流 飽 和 與 磁 通 的 關(guān) 系a） 簡(jiǎn) 單 磁 路 b） 磁 通 不 飽 和 c） 磁 通 深 度 飽 和 18. 保 持 磁 通 不 變圖 3-17 保 持 磁 通 不 變 的 途 徑 變 頻 須 變 壓 ：定 子 繞 組 電 動(dòng) 勢(shì) ： E

21、1 = 4.44 K1 N1 f1 U1 E1 故 U1=KM f1 = KU1 / f1 = 常 數(shù) 故 U1 / f1 = 常 數(shù) 故 要 保 持 恒 定 ， 只 要 變 頻 又 變 壓 19. 定 子 等 效 電 路 圖 3-18 定 子 等 效 電 路 a） 定 子 繞 組 b） 等 效 電 路 c） 電 動(dòng) 機(jī) 的 磁 通 20.PAM（ 脈 幅 調(diào) 制 ） 整 流 變 壓 逆 變 變 頻 圖 3-19 脈 幅 調(diào) 制 整 流變 壓 逆 變變 頻 21. PWM 圖 3-20 脈 寬 調(diào) 制整 流 逆 變變 頻變 壓脈 寬 調(diào) 制 22. 正 弦 脈 寬 調(diào) 制 （ SPWM） 圖

22、3-21 正 弦 脈 寬 調(diào) 制 （ SPWM） 23. 實(shí) 現(xiàn) SPWM（ 單 極 性 ）圖 3-22 單 極 性 調(diào) 制 變 頻 器 是 一 種 電 源 變 換 的 設(shè) 備 ， 給 電 動(dòng) 機(jī) 提供 的 電 源 必 須 滿 足 電 動(dòng) 機(jī) 的 使 用 要 求 。 即 輸出 正 弦 波 形 的 電 壓 和 電 流 。逆 變 SPWM等 幅 不 等 寬 的 矩 形 脈 沖 波 形 面積 ， 與 正 弦 波 形 面 積 等 效 。逆 變 器 的 特 性 ： 24 . 雙 極 性 SPWM圖 3-23 雙 極 性 調(diào) 制 25. 雙 極 性 調(diào) 制 的 死 區(qū) 及 影 響圖 3-24 雙 極 性

23、調(diào) 制 的 死 區(qū) 及 影 響 載 波 頻 率 提 高 ， 電 磁 噪 音 減 少 ， 電 機(jī) 獲 得 較理 想 的 正 弦 電 流 曲 線 。開 關(guān) 頻 率 高 ， 電 磁 幅 射 增 大 ， 輸 出 電 壓 下 降 ，開 關(guān) 元 件 耗 損 大 。載 波 頻 率 的 特 性 26. 低 速 轉(zhuǎn) 矩 下 降（ 1） 電 動(dòng) 機(jī) 在 fx fN時(shí) 的 機(jī) 械 特 性圖 3-25 U/f=恒 定 值 條 件 下 的 機(jī) 械 特 性 27. 轉(zhuǎn) 矩 下 降 的 原 因 分 析 U1下 降 I1 r1在 U1中 的 比 例 增 大 28. 低 頻 電 壓 補(bǔ) 償圖 3-26 電 壓 補(bǔ) 償 原 理

24、U的 大 小 隨 負(fù) 載 電 流 而 變 化 U/F的 比 值 只 能 設(shè) 定 一 次 ； 所 以 負(fù) 載 變 動(dòng) 時(shí) 不 能 始 終 工 作 在 最 佳 狀態(tài) ， 即 輕 載 時(shí) 磁 路 易 飽 和 。電 壓 補(bǔ) 償 的 特 性 29. 矢 量 控 制 簡(jiǎn) 述 1） 直 流 調(diào) 速 圖 3-27 直 流 電 動(dòng) 機(jī) 的 調(diào) 速 特 點(diǎn) 2） 矢 量 控 制 的 原 理圖 3-28 矢 量 控 制 原 理 示 意 圖等 效變 換 30. 在 額 定 轉(zhuǎn) 速 上 的 比 較圖 3-29 額 定 轉(zhuǎn) 速 上 的 比 較a） 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 特 性 b） 直 流 電 動(dòng) 機(jī) 特 性 四 、 電

25、動(dòng) 機(jī) 調(diào) 速 特 點(diǎn) 1.變 頻 器 的 輸 出 電 流圖 4-1 電 動(dòng) 機(jī) 的 電 流 2. 電 流 和 功 率 的 關(guān) 系 圖 4-2 轉(zhuǎn) 速 下 降 .輸 出 功 率 下 降 .節(jié) 能 變 頻 器 各 部 分 電 流 關(guān) 系 ： 變 頻 器 輸 出 電 流 IM取 決 于 負(fù) 載 轉(zhuǎn) 矩 ， 當(dāng) 負(fù) 載 轉(zhuǎn) 矩 恒 定 ， IM大 小 與 速 度 無 關(guān) ； 直 流 回 路 的 電 流 隨 頻 率 下 降 而 減 少 ； 變 頻 器 輸 入 電 流 隨 頻 率 下 降 而 減 少 。 3. 電 機(jī) 降 速 耗 能 低 圖 4-3 電 動(dòng) 機(jī) 調(diào) 速 的 特 點(diǎn) 4. 去 掉 減 速

26、器 的 錯(cuò) 誤 去 掉 減 速 器圖 4-4 用 變 頻 器 取 代 減 速 器 ！ 能 量 守 恒 ， 降 速 降 功 率 5. 增 強(qiáng) 帶 負(fù) 載 的 能 力問 題 提 出 ： 重 物 圓 周 運(yùn) 動(dòng) 到 A點(diǎn) 電 機(jī) 過 載 B點(diǎn) 電 機(jī) 堵 轉(zhuǎn) ， 變 頻 器 過 流圖 4-5 重 物 圓 周 運(yùn) 動(dòng)措 施 ： 加 大 傳 動(dòng) 比 ， 增 加 變 頻 器 輸 出 功 率 6. 一 臺(tái) 變 頻 器 帶 多 臺(tái) 電 動(dòng) 機(jī)圖 4-6 一 臺(tái) 變 頻 器 帶 多 臺(tái) 電 動(dòng) 機(jī) 變 頻 器 的 額 定 電 流 ：多 臺(tái) 電 動(dòng) 機(jī) 同 時(shí) 啟 動(dòng) 和 運(yùn) 行 IN 1.051.1 IMN多

27、臺(tái) 電 動(dòng) 機(jī) 分 別 啟 動(dòng) I N （ 1.051.1 IMN K1 IST） /K2一 臺(tái) 變 頻 器 帶 多 臺(tái) 電 動(dòng) 機(jī) IST=電 機(jī) 起 動(dòng) 電 流 K1=1.2， 1.52自 由 狀 態(tài) K2=1.5 變 頻 器 過 載 能 力 五 . 三 種 典 型 負(fù) 載 特 性 1. 恒 轉(zhuǎn) 矩 負(fù) 載 圖 5-1 恒 轉(zhuǎn) 矩 負(fù) 載 及 其 特 性a） 帶 式 輸 送 機(jī) b） 機(jī) 械 特 性 c） 功 率 特 性 2. 恒 功 率 負(fù) 載圖 5-2 恒 功 率 負(fù) 載 及 其 特 性a） 卷 徑 最 小 時(shí) b） 卷 徑 較 大 c） 卷 徑 最 大 3. 二 次 平 方 負(fù) 載圖

28、 5-3 二 次 平 方 負(fù) 載 及 其 特 性a） 風(fēng) 機(jī) 示 圖 b） 機(jī) 械 特 性 c） 功 率 特 性- TL = KL * n2 - PL = KP * n3 六 . 變 頻 調(diào) 速 系 統(tǒng) 接 電 抗 器 的 作 用 1. 變 頻 器 輸 出 端 接 入 電 抗 器 的 場(chǎng) 合圖 6-1 需 要 接 入 電 抗 器 的 場(chǎng) 合a） 電 機(jī) 與 變 頻 器 距 離 遠(yuǎn) b） 小 變 頻 器 帶 輕 載 大 電 機(jī) 輸 出 電 抗 器 作 用 ： 抑 制 變 頻 器 電 磁 幅 射 干 擾 抑 制 電 動(dòng) 機(jī) 電 壓 諧 振 2. 輸 入 交 流 電 抗 器 作 用 ： 1） 提 高

29、 功 率 因 數(shù) 2） 抑 制 高 次 諧 波 3） 削 弱 電 流 浪 涌 3. 接 入 交 流 電 抗 器 的 場(chǎng) 合圖 6-3 接 入 交 流 電 抗 器 的 場(chǎng) 合 a） 多 臺(tái) 變 頻 器 接 同 一 電 源 b） 同 一 電 源 上 接 有 大 容 量 晶 閘 管 設(shè) 備 c） 變 壓 器 容 量 超 過 變 頻 器 容 量 十 倍 以 上 d） 電 源 電 壓 不 平 衡 度 3% 4. 直 流 電 抗 器做 用 ： 1） 提 高 功 率 因 數(shù) 2） 擬 制 電 流 尖 峰 七 . 變 頻 器 的 抗 干 擾 1. 變 頻 器 的 干 擾 源圖 7-1 變 頻 器 的 電 壓

30、、 電 流 波 形 2. 電 路 耦 合 干 擾 電 路 傳 播 ： 1） 電 源 線 2） 地 線措 施 ： 1） 隔 離 變 壓 器 2） 光 耦 隔 離 3） 正 確 接 地 3.感 應(yīng) 耦 合 干 擾 電 磁 感 應(yīng) 靜 電 感 應(yīng) 1） 電 磁 感 應(yīng) 是 電 流 干 擾 傳 播 方 式 2） 靜 電 感 應(yīng) 是 電 壓 干 擾 傳 播 方 式 4. 抗 干 擾 措 施 遠(yuǎn) 離 、 相 絞 、 屏 蔽 、 不 平 行圖 7-4 絞 線 抗 干 擾 5. 空 中 幅 射 干 擾 圖 7-5 空 中 幅 射 與 接 地 電 磁 幅 射 6. 抗 干 擾 措 施 1） 準(zhǔn) 確 接 地 2）

31、 接 入 濾 波 器圖 7-6 接 入 濾 波 器 抑 制 電 磁 幅 射 八 . 制 動(dòng) 電 阻 和 制 動(dòng) 單 元 1. 制 動(dòng) 電 路 的 工 作 特 點(diǎn)圖 8-1 制 動(dòng) 電 路 的 場(chǎng) 合a） 減 速 過 程 b） 重 物 下 降 過 程 2. 能 耗 電 路 的 工 作 特 點(diǎn)圖 8-2 能 耗 電 路 的 工 作 特 點(diǎn) 3. 制 動(dòng) 電 阻 的 粗 算圖 8-3 制 動(dòng) 電 路 查 制 動(dòng) 電 阻 表RB = 2.5UDH/IMN UDH/IMN 九 .變 頻 器 的 功 能 CVFG3V+VI1VI2I1X7V- U FGNDCM脈 沖 信 號(hào) R S 4 8 5RPRP1

32、0 20mA1.外 接 給 定 端1） 電 壓 信 號(hào) 給 定 端 2） 電 流 信 號(hào) 給 定 端 3） 脈 沖 給 定AB 2.外 接 輸 入 控 制 端 子圖 9-2 外 控 輸 入 電 路 3.外 接 輸 出 控 制 端 子 圖 9-3 外 接 輸 出 控 制 端 1） 故 障 輸 出 端2） 模 擬 量 輸 出 端3） 通 訊 接 口4） 狀 態(tài) 信 號(hào) 輸 出 端TaTbTcOC1OC2CMAMAOAM- 4 .V/F控 制 設(shè) 定 功 能圖 9-4 基 本 頻 率 F b 電 機(jī) 額 定 頻 率 FN基 本 頻 率 最 大 頻 率 特 點(diǎn) ： U/F增 大 ， 磁 通 量 增 大

33、 ， 磁 路 飽 和 ， 轉(zhuǎn) 矩 增 大 5. 基 本 頻 率 電 機(jī) 額 定 頻 率特 點(diǎn) ： 電 機(jī) 帶 載 的 能 力 減 小 6. 基 本 頻 率 與 最 大 頻 率圖 9-6 基 本 頻 率 與 最 大 頻 率380V 380V 7. 上 限 頻 率 和 下 限 頻 率圖 9-7 上 限 頻 率 和 下 限 頻 率a） 攪 拌 機(jī) b） 上 、 下 限 頻 率 8. 跳 躍 頻 率 特 點(diǎn) ： 變 頻 器 所 帶 負(fù) 載 ， 在 某 一 頻 率 點(diǎn) 發(fā) 生 機(jī) 械 共 振 ， 使 用 跳 躍 頻 率 回 避 共 振 點(diǎn) T （ 時(shí) 間 ）f ( 頻 率 ）43HZ33HZ28HZ 6

34、0秒 5分 鐘U V W R S TV+VI1GNDFWDX1X2CMY1Y2Y3COM1X1X2COM F U 濾 沙 池 濾 沙 自 然 水 干 凈 水干 凈 水 出 口 沖 洗 水 入 口電 動(dòng) 閥電 動(dòng) 閥 逆 止 閥逆 止 閥風(fēng) 機(jī) 自 然 空 氣 濾 布P L C9.事 例 供 水 廠 濾 沙 池 供 風(fēng) 機(jī) 調(diào) 速 工 藝 圖 10.載 波 頻 率 圖 9-11 載 波 頻 率 的 影 響 11.轉(zhuǎn) 速 多 檔 控 制圖 9-12 轉(zhuǎn) 速 多 檔 控 制 12. 多 檔 轉(zhuǎn) 速 控 制圖 9-13 多 檔 轉(zhuǎn) 速 控 制 13. PLC控 制 電 路圖 9-14 PLC控 制 電

35、 路 14. 工 頻 啟 動(dòng) 與 變 頻 啟 動(dòng)圖 9-15 異 步 電 動(dòng) 機(jī) 啟 動(dòng)a） 工 頻 啟 動(dòng) 轉(zhuǎn) 差 b） 工 頻 啟 動(dòng) 特 性 c） 工 頻 啟 動(dòng) 電 流d） 變 頻 啟 動(dòng) 轉(zhuǎn) 差 e） 變 頻 啟 動(dòng) 特 性 f） 變 頻 啟 動(dòng) 電 流 15. 加 速 防 跳 閘 自 處 理 功 能圖 8-16 加 速 自 處 理 功 能 a） 暫 停 加 速 b） 延 長(zhǎng) 加 速 時(shí) 間 16. 啟 動(dòng) 功 能 圖 9-17 啟 動(dòng) 功 能a)起 動(dòng) 頻 率 b)暫 停 加 速 c)起 動(dòng) 前 直 流 制 動(dòng) 17. 加 速 時(shí) 間 與 電 流特 點(diǎn) ： 加 速 時(shí) 間 過 短

36、易 出 現(xiàn) 過 電 流 啟 動(dòng) 頻 率 配 合 轉(zhuǎn) 矩 提 升 功 能 ， 最 佳 調(diào) 整 啟 動(dòng) 轉(zhuǎn) 矩 特 性 ， 設(shè) 定 值 過 大 ， 會(huì) 出 現(xiàn) 過 電 流 故 障 。 啟 動(dòng) 前 直 流 制 動(dòng) ， 應(yīng) 用 自 由 轉(zhuǎn) 動(dòng) 的 設(shè) 備 ， 風(fēng) 機(jī) 類 。 起 動(dòng) 特 性 ： 18. 升 速 方 式 圖 9-19 升 速 方 式 19. 降 速 時(shí) 間 與 直 流 電 壓 特 點(diǎn) ： 減 速 時(shí) 間 過 短 ， 直 流 電 壓 升 高 20. 接 入 制 動(dòng) 電 路 圖 9-21 接 入 制 動(dòng) 電 路 21. 直 流 制 動(dòng) 圖 9-22 直 流 制 動(dòng) 的 原 理a） 刨 床 示

37、 圖 b)直 流 制 動(dòng) 原 理 c)直 流 制 動(dòng) 功 能刨 臺(tái)床 身 直 流 制 動(dòng) 的 特 性 ：1） 準(zhǔn) 確 停 車2)變 頻 器 給 電 動(dòng) 機(jī) 輸 入 直 流 電 ， 在 電 機(jī)定 子 上 產(chǎn) 生 靜 止 恒 定 磁 場(chǎng) ， 使 電 機(jī) 快速 停 止 。 22. 停 機(jī) 功 能 圖 9-23 停 機(jī) 方 式 a） 預(yù) 置 時(shí) 間 減 速 停 機(jī) b） 自 由 停 機(jī) c） 直 流 制 動(dòng) 停 機(jī) 23. 控 制 電 路 圖 9-24 正 轉(zhuǎn) 控 制 電 路 a） 變 頻 器 電 路 b） 控 制 電 路 24. 脈 沖 啟 動(dòng) 圖 9-25 脈 沖 啟 動(dòng) 電 路a） 三 線 控

38、制 接 線 b） 電 源 控 制 電 路 AM AM-25. 兩 地 控 制圖 9-26 兩 地 升 降 速 控 制 26. 頻 率 到 達(dá) 與 頻 率 檢 測(cè)圖 9-27 頻 率 到 達(dá) 與 頻 率 檢 測(cè) a） 頻 率 到 達(dá) b） 頻 率 檢 測(cè) 27. 應(yīng) 用 事 例 圖 9-28 粉 末 傳 送 帶 調(diào) 速 控 制a） 頻 率 檢 測(cè) b） 控 制 示 意 圖 28. 過 流 保 護(hù) 圖 9-29 變 頻 器 過 流 保 護(hù) 29. 過 流 故 障 的 原 因圖 9-30 過 流 故 障 原 因a） 負(fù) 載 堵 轉(zhuǎn) b） 輸 出 短 路 c） 內(nèi) 部 直 流 短 路 30. 其 他

39、原 因 引 起 的 過 流 a） 加 速 過 快 b） 電 動(dòng) 機(jī) 磁 飽 和 c） 內(nèi) 部 采 樣 誤 差 31. 過 電 壓 原 因 a)電 源 電 壓 過 高 b） 減 速 過 快 c） 電 容 補(bǔ) 償 器 引 起 32. 欠 電 壓 原 因 a） 線 流 電 路 斷 路 b)電 源 缺 相 c） 大 功 率 晶 閘 管 設(shè) 備 干擾 儲(chǔ) 氣 罐壓 力 傳 感 器33. PID自 動(dòng) 閉 環(huán) 調(diào) 節(jié)圖 9-34 PID自 動(dòng) 閉 環(huán) 控 制VI1V+ 儲(chǔ) 氣 罐壓 力 傳 感 器34.外 界 PID調(diào) 節(jié) 器圖 9-35 外 界 PID閉 環(huán) 控 制IIGND 35. 轉(zhuǎn) 矩 提 升 （

40、 轉(zhuǎn) 矩 補(bǔ) 償 ， 電 壓 補(bǔ) 償 ）圖 9-36 電 壓 補(bǔ) 償 的 原 理 a） 電 壓 補(bǔ) 償 的 含 義 b） 補(bǔ) 償 前 情 況 c） 電 壓 補(bǔ) 償 的 結(jié) 果 轉(zhuǎn) 矩 提 升 特 性 ： TS =K U2X / FX 電 壓 提 高 ， 轉(zhuǎn) 矩 提 升 補(bǔ) 償 過 份 ， 勵(lì) 磁 飽 和 ， 電 流 畸 變 36. 不 同 補(bǔ) 償 程 度 的 電 流 轉(zhuǎn) 矩 曲 線圖 9-37 轉(zhuǎn) 矩 補(bǔ) 償 后 的 電 流 轉(zhuǎn) 矩 曲 線 37. 轉(zhuǎn) 差 補(bǔ) 償 頻 率 變 動(dòng)圖 9-38 轉(zhuǎn) 差 補(bǔ) 償 功 能 十 . 應(yīng) 用 事 例 例 1 . 水 泵 節(jié) 能 恒 壓 供 水圖 101

41、供 水 系 統(tǒng) 示 意 圖壓 力 變 送 器 生 活 小 區(qū) 例 2. 塑 料 廠 擠 壓 吹 膜 工 藝 圖圖 102 塑 料 擠 壓 吹 膜 機(jī) 調(diào) 速 系 統(tǒng) 圖 R S T U V WF U 減速箱圖 10 3 重 灰 旋 轉(zhuǎn) 爐 示 意 圖 例 3. 重 灰 旋 轉(zhuǎn) 爐 操 作 室0 20mA回 轉(zhuǎn) 窯 噴 火 槍 R S TU V W 加 料 口 減 速 箱 F UI t例 4 . 水 泥 廠 回 轉(zhuǎn) 窯 主 驅(qū) 動(dòng) 變 頻 調(diào) 速 示 意 圖 UF1 UF2 UF3 UF4 UFUF5 UF6 P L C 計(jì) 算 機(jī)四 臺(tái) 拉 矯 機(jī) 變 頻 器 結(jié) 晶 器 變 頻 器連 鑄 鋼

42、 錠切 斷 機(jī) 噴 水 系 統(tǒng)冷 卻 水 鋼 水澆 鑄 鋼 包鋼 錠 連 鑄 示 意 圖 結(jié) 晶 器 輸 送 輥 道 變 頻 器 液 壓 系 統(tǒng) 例 5 ： T （ 時(shí) 間 ）f ( 頻 率 ）43HZ33HZ28HZ 60秒 5分 鐘U V W R S TV+VI1GNDFWDX1X2CMY1Y2Y3COM1X1X2COM F U 濾 沙 池 濾 沙 自 然 水 干 凈 水干 凈 水 出 口 沖 洗 水 入 口電 動(dòng) 閥電 動(dòng) 閥 逆 止 閥逆 止 閥風(fēng) 機(jī) 自 然 空 氣 濾 布P L C例 6 . 供 水 廠 濾 沙 池 供 風(fēng) 機(jī) 調(diào) 速 工 藝 圖 P I D調(diào) 節(jié) 器 壓 力 變

43、送 器0 20mA 儲(chǔ) 氣 罐 高 壓 氮 氣放 氣 手 動(dòng) 閥壓 力 控 制 器 壓 力 控 制 器電 控 安 全 閥電 控 安 全 閥1# 壓 氮 機(jī)2# 壓 氮 機(jī)1#電 機(jī)2#電 機(jī)F U U V WR S T 接 觸 器接 觸 器常 壓 氮 氣 例 7 . 冶 煉 廠 氮 氣 增 壓 變 頻 調(diào) 速 工 藝 圖GND II- + 8. 中 央 空 調(diào) 冷 凍 水 系 統(tǒng) 工 藝 圖盤 管 盤 管 風(fēng) 扇 溫 度 變 送 器TP 4 20 mA冷 凍 機(jī) 組 水 泵 電 動(dòng) 機(jī) UVWIIGNDV+VI1 R S TU FRP 9. 中 央 空 調(diào) 冷 卻 水 循 環(huán) 系 統(tǒng) 工 藝

44、圖 水 泵電 動(dòng) 機(jī) 制 冷 機(jī) 組 冷 卻 塔溫 度 變 送 器冷 卻 風(fēng) 扇U V W R S TGND IIV+ VI1RP 4 20mAQQ QU F 10. 雙 泵 雙 變 頻 器 PID 調(diào) 節(jié)U V W R S T P I D 調(diào) 節(jié) 器 R S TU V WRP微 調(diào)V+ V-VI2 GND II GND II+-4 20mA電 動(dòng) 機(jī) 電 動(dòng) 機(jī)壓 力 傳 感 器 水 泵水 泵 U F U F S T 張 力 控 制 器直 流 電 源 電 動(dòng) 機(jī) 紙 卷+- RP U V WR S TGND VI1 V+GND II U FF V4 20mA11. 卷 繞 機(jī) 械 恒 張 力

45、 控 制 示 意 圖 S T 張 力 控 制 器直 流 電 源 電 動(dòng) 機(jī) 紙 卷+- RP U V WR S TGND VI1 V+GND II U FF V4 20mA11. 卷 繞 機(jī) 械 恒 張 力 控 制 示 意 圖 22。 變 頻 器 的 效 率 是 一 個(gè) 綜 合 效 率 ， 即 變 頻 器 本 身 的 效率 和 電 動(dòng) 機(jī) 的 效 率 乘 積 ， 變 頻 器 是 電 源 變 換 設(shè) 備 ， 其 本身 消 耗 很 小 一 部 分 能 量 ， 他 的 綜 合 效 率 與 負(fù) 載 、 運(yùn) 行 頻率 有 關(guān) ， 如 電 動(dòng) 機(jī) 負(fù) 載 超 過 75%以 上 ， 且 運(yùn) 行 頻 率 在4

46、0HZ以 上 ， 變 頻 器 本 身 的 效 率 可 達(dá) 到 95%以 上 ， 綜 合 效率 可 達(dá) 到 85%以 上 。 23。 諧 波 干 擾l 諧 波 產(chǎn) 生 的 途 徑 ， 變 頻 器 的 整 流 部 分 接 有 大 電 容 ， 因 而 在輕 載 時(shí) ， 網(wǎng) 側(cè) 電 流 產(chǎn) 生 尖 峰 脈 沖 ， 電 流 畸 變 較 大 ， 造 成 對(duì) 電 網(wǎng)諧 波 污 染 ， 網(wǎng) 側(cè) 的 功 率 因 數(shù) 降 低 。變 頻 器 的 逆 變 部 分 輸 出 電 壓 為 脈 寬 調(diào) 制 波 ， 除 基 波 外 含 有 大 量高 次 諧 波 ， 輸 出 到 電 機(jī) 的 電 流 畸 變 較 大 ， 電 機(jī) 發(fā) 熱 。l 諧 波 的 危 害 ， 使 供 電 的 品 質(zhì) 下 降 ， 影 響 到 接 在 同 一 供 電 變壓 器 的 其 他 設(shè) 備 、 儀 表 、 計(jì) 算 機(jī) 正 常 工 作 。 使 電 動(dòng) 機(jī) 發(fā) 熱 、 噪音 增 大 ， 產(chǎn) 生 脈 動(dòng) 轉(zhuǎn) 矩 ， 電 機(jī) 無 功 分 量 增 大 。l 諧 波 的 消 除 方 法 ， 通 常 采 用 輸 入 側(cè) 、 輸 出 側(cè) 添 加 電 抗 器 。 謝 謝 各 位 ！祝 大 家 事 業(yè) 有 成 ！