哈工大变频器原理与运用课件

1、文件:变频器原理与应用02.1变频器原理与应用通用变频器的功能文件:变频器原理与应用02.2变频器原理与应用通用变频器的功能第2章 通用变频器的功能本章主要内容： 介绍通用变频器的主要功能介绍通用变频器的主要功能 2.1 频率频率控制功能控制功能2.2 u/f 控制功能控制功能2.3 矢量控制功能矢量控制功能2.4 运行控制与保护功能运行控制与保护功能2.5 变频器的闭环运行变频器的闭环运行2.6 变频器的外部接线变频器的外部接线q 学时：学时：4 4文件:变频器原理与应用02.3变频器原理与应用通用变频器的功能2.1 频率控制功能本节主要内容：q 频率给定频率给定q 极限频率极限频率q 加、

2、减速时间和曲线加、减速时间和曲线q 回避频率回避频率q 多段速控制功能多段速控制功能q 频率增益与频率偏置频率增益与频率偏置q 载波频率的设定载波频率的设定文件:变频器原理与应用02.4变频器原理与应用通用变频器的功能1.频率给定n 操作面板上的功能键设置频率操作面板上的功能键设置频率n 功能参数码进行预置功能参数码进行预置n 操作面板上的电位器设定频率操作面板上的电位器设定频率n 外端子控制频率外端子控制频率模拟量模拟量开关量开关量网络网络图图2-1 操作面板操作面板变频器的输出频率可通过下述方式设定变频器的输出频率可通过下述方式设定文件:变频器原理与应用02.5变频器原理与应用通用变频器的

3、功能2.极限频率n 最高频率最高频率fmax 变频器允许输出的最高频变频器允许输出的最高频率，一般为电动机的额定频率，一般为电动机的额定频率。率。n基本频率基本频率fb 又称基准频率或基底频率又称基准频率或基底频率，只有在，只有在u/f模式下才设定模式下才设定。它是指当输出电压。它是指当输出电压u=un时，时，f达到的值达到的值fn，一般为额，一般为额定频率。定频率。 图图2-2 频率、电压关系频率、电压关系 设定变频器输出电压和频率的关系。设定变频器输出电压和频率的关系。文件:变频器原理与应用02.6变频器原理与应用通用变频器的功能n上限频率上限频率fh 允许变频器输出的最高频率允许变频器输

4、出的最高频率n下限频率下限频率fl 允许变频器输出的最低频率允许变频器输出的最低频率图图2-3 上限和下限频率上限和下限频率 限制变频器的输出频率范围，从而限制电动机的转限制变频器的输出频率范围，从而限制电动机的转速范围，防止由于错误操作造成事故。速范围，防止由于错误操作造成事故。文件:变频器原理与应用02.7变频器原理与应用通用变频器的功能3.加速时间和减速时间n加、减速时间的定义加、减速时间的定义加速时间：变频器输出频加速时间：变频器输出频率从率从0上升到基本频率上升到基本频率fb所所需要的时间需要的时间减速时间：变频器输出频减速时间：变频器输出频率从基本频率率从基本频率fb下降至下降至0

5、所所需要的时间。需要的时间。图图2-4 加减速时间设定加减速时间设定为了保证电动机正常起动而又不过流，变频器须设定为了保证电动机正常起动而又不过流，变频器须设定加速时间。加速时间。电动机减速时间与其拖动的负载有关，有些负载对减电动机减速时间与其拖动的负载有关，有些负载对减速时间有严格要求，变频器须设定减速时间。速时间有严格要求，变频器须设定减速时间。文件:变频器原理与应用02.8变频器原理与应用通用变频器的功能n实际的加减速时间实际的加减速时间变频器的实际加减速时间变频器的实际加减速时间与工作频率有关。与工作频率有关。一般小于等于理论设定的一般小于等于理论设定的加减速时间。加减速时间。图图2-

6、5 实际加减速时间实际加减速时间n加速时间的设定加速时间的设定加速时间设定原则：兼顾起动电流和起动时间，一加速时间设定原则：兼顾起动电流和起动时间，一般情况下负载重时加速时间长，负载轻时加速时间般情况下负载重时加速时间长，负载轻时加速时间短短加速时间设置方法：用试验的方法，使加速时间由加速时间设置方法：用试验的方法，使加速时间由长而短，一般使起动过程中的电流不超过额定电流长而短，一般使起动过程中的电流不超过额定电流的的1.11.1倍为宜。倍为宜。文件:变频器原理与应用02.9变频器原理与应用通用变频器的功能 n减速时间设定减速时间设定必要性：必要性：例例1 1：重负载制动时，制动电流大可能损坏

7、电路，设重负载制动时，制动电流大可能损坏电路，设置合适的减速时间，可减小制动电流。置合适的减速时间，可减小制动电流。例例2 2：水泵制动时，快速停车会造成管道水泵制动时，快速停车会造成管道“空化空化”现现象，损坏管道。象，损坏管道。减速时间的设定原则：兼顾制动电流和制动时间，减速时间的设定原则：兼顾制动电流和制动时间，保证无管道保证无管道“空化空化”现象。现象。n多种加减速时间多种加减速时间变频器可设置多种不同的加减速时间。变频器可设置多种不同的加减速时间。以适应不同工况下的要求。以适应不同工况下的要求。文件:变频器原理与应用02.10变频器原理与应用通用变频器的功能4.加速曲线和减速曲线n加

8、速曲线加速曲线（3 3种）种）线性上升方式：频率随时间呈正比的上升，适用于线性上升方式：频率随时间呈正比的上升，适用于一般要求的场合。一般要求的场合。s s型上升方式：先慢、中快、后慢，起动、制动平稳型上升方式：先慢、中快、后慢，起动、制动平稳，适用于传送带、电梯等对起动有特殊要求的场合。，适用于传送带、电梯等对起动有特殊要求的场合。半半s s型上升方式：正半型上升方式：正半s s型适用于大惯性负载，反半型适用于大惯性负载，反半s s型适合于风机、泵类负载。型适合于风机、泵类负载。图图2-6 加速曲线加速曲线文件:变频器原理与应用02.11变频器原理与应用通用变频器的功能n减减速曲线速曲线与加

9、速曲线类似与加速曲线类似图图2-7 s区曲线区曲线n加速加速和减速和减速曲线曲线的组合的组合 根据不同的机型可分为三种情况根据不同的机型可分为三种情况：只能预置加、减速的方式，曲线形状由变频器内定只能预置加、减速的方式，曲线形状由变频器内定，用户不能自由设置。，用户不能自由设置。可为用户提供若干种可为用户提供若干种s s区（如区（如0.2s0.2s、0.5s0.5s、1s1s等）等）用户可在一定的非线性区内设置时间的长短。用户可在一定的非线性区内设置时间的长短。文件:变频器原理与应用02.12变频器原理与应用通用变频器的功能5.回避频率n 回避频率的概念回避频率的概念变频器跳过而不运行变频器跳

10、过而不运行的频率的频率一般情况下可设置三一般情况下可设置三个以上。个以上。图图2-8 回避频率回避频率为避免传动系统共振，应设置回避频率。为避免传动系统共振，应设置回避频率。文件:变频器原理与应用02.13变频器原理与应用通用变频器的功能n 设置回避频率的方法设置回避频率的方法设定回避频率的上端设定回避频率的上端和下端频率：和下端频率： 如如43hz43hz、39hz39hz，则回，则回避避39hz39hz43hz43hz；设定回避频率值和回设定回避频率值和回避频率的范围：避频率的范围： 如如41hz41hz、2hz2hz，则回，则回避避39hz39hz43hz43hz；只设定回避频率：只设定

11、回避频率： 回避频率范围由变频回避频率范围由变频器内定。器内定。图图2-8 回避频率回避频率文件:变频器原理与应用02.14变频器原理与应用通用变频器的功能6.多段速控制功能n 段速控制功能段速控制功能 指不同时间段对应的输出频率不同。指不同时间段对应的输出频率不同。图图2-9 工业洗衣机速度轨迹工业洗衣机速度轨迹文件:变频器原理与应用02.15变频器原理与应用通用变频器的功能n 段速功能的设置与执行段速功能的设置与执行按程序运行按程序运行 利用变频器内部的简易利用变频器内部的简易plcplc功能编制段速控制程序。功能编制段速控制程序。由端子控制由端子控制 设置控制端子，使之的具有段速选择功能

12、。设置控制端子，使之的具有段速选择功能。图图2-10 多段速控制多段速控制文件:变频器原理与应用02.16变频器原理与应用通用变频器的功能本讲学习了本讲学习了2.1 频率控制功能q 频率给定频率给定q 极限频率极限频率q 加、减速时间和曲线加、减速时间和曲线q 回避频率回避频率q 多段速控制功能多段速控制功能 下一讲继续学习下一讲继续学习q 频率增益与频率偏置频率增益与频率偏置q 载波频率的设定载波频率的设定文件:变频器原理与应用02.17变频器原理与应用通用变频器的功能7.频率增益和频率偏置功能图图2-10 频率偏置频率偏置频率给定来自模拟控制端子输入的信号，如：频率给定来自模拟控制端子输入

13、的信号，如： 电压电压05v，010v；电流；电流420ma。为了使为了使模拟信号模拟信号与与频率给定相匹配频率给定相匹配，需设置频率增益，需设置频率增益和频率偏置。和频率偏置。n 频率偏置频率偏置 当模拟控制信号为当模拟控制信号为0 0时的频率频率给定值时的频率频率给定值文件:变频器原理与应用02.18变频器原理与应用通用变频器的功能图图2-11 频率增益频率增益n 频率增益频率增益 频率给定（标幺值）变化范围与频率给定（标幺值）变化范围与模拟控制信号（标幺值）变化范围的比率，模拟控制信号（标幺值）变化范围的比率，即即f/x。文件:变频器原理与应用02.19变频器原理与应用通用变频器的功能8

14、.载波频率设置n应用脉宽调制技术控制逆变电路时，载波频率应用脉宽调制技术控制逆变电路时，载波频率（三角波频率）可以在一定的范围内进行调整。（三角波频率）可以在一定的范围内进行调整。n载波频率对应着功率器件的开关频率载波频率对应着功率器件的开关频率载波频率过高会导致功率器件过热载波频率过高会导致功率器件过热载波频率过低则输出电压畸变较大载波频率过低则输出电压畸变较大n变频器在出厂时都设置一个较佳的载波频率，变频器在出厂时都设置一个较佳的载波频率，没有必要时可以不作调整。没有必要时可以不作调整。文件:变频器原理与应用02.20变频器原理与应用通用变频器的功能小 结 重点重点：与频率控制相关的功能：

15、与频率控制相关的功能难点难点：频率增益与偏置：频率增益与偏置2.1 频率控制功能q 频率给定方式频率给定方式 通过操作面板通过操作面板 模拟输入端子：模拟输入端子：频率增益与偏置频率增益与偏置 开关输入端子：开关输入端子：多段速控制功能多段速控制功能q 保护功能保护功能 上、下限频率、回避频率上、下限频率、回避频率 加、减速时间和曲线加、减速时间和曲线文件:变频器原理与应用02.21变频器原理与应用通用变频器的功能2.2 u/f 控制功能本节主要内容：q u/f 控制方式控制方式的含义的含义q 完善完善u/f 控制方式控制方式的措施的措施 转矩补偿转矩补偿 节能运行控制节能运行控制 转差补偿转

16、差补偿本节将介绍与上述优化措施对应的控制功能。本节将介绍与上述优化措施对应的控制功能。n变频器调速系统的控制方式变频器调速系统的控制方式基本方式：基本方式： u/f 控制控制高级方式：矢量控制高级方式：矢量控制文件:变频器原理与应用02.22变频器原理与应用通用变频器的功能1. u/f 控制方式图图2-12 u/f控制曲线控制曲线n u/f控制方式控制方式 在变频调速过程中为了保持主磁通的恒定在变频调速过程中为了保持主磁通的恒定 而使而使 u/f=常数常数 的控制方式的控制方式 这是变频器的基本控制方式。这是变频器的基本控制方式。文件:变频器原理与应用02.23变频器原理与应用通用变频器的功能

17、2. 转矩补偿功能n 转矩补偿转矩补偿在在u/f控制方式下，控制方式下，利用增加输出电压来利用增加输出电压来提高电动机转矩提高电动机转矩的方法。的方法。n 转矩补偿转矩补偿的原因的原因 在基频以下调速时，须保持在基频以下调速时，须保持e1/1恒定，即保持主恒定，即保持主磁通磁通m恒定。恒定。 1较高时，保持较高时，保持u1/1恒定，即可近似地保持主磁通恒定，即可近似地保持主磁通m恒定。恒定。 1较低时，较低时，e1/1会下降，导致输出转矩下降。会下降，导致输出转矩下降。 提高变频器的输出电压即可补偿转矩不足提高变频器的输出电压即可补偿转矩不足 不同工作场合对转矩补偿的要求不同不同工作场合对转矩

18、补偿的要求不同文件:变频器原理与应用02.24变频器原理与应用通用变频器的功能n 常用的补偿方法常用的补偿方法 线性补偿线性补偿 起动电压从起动电压从0 0提升到最大值的某一比例，提升到最大值的某一比例， u/f 仍保持线性关系。仍保持线性关系。图图2-13 线性补偿线性补偿文件:变频器原理与应用02.25变频器原理与应用通用变频器的功能 分段补偿分段补偿 起动过程中分段补偿，有正补偿、负补偿两种。起动过程中分段补偿，有正补偿、负补偿两种。正补偿：补偿曲线在标准正补偿：补偿曲线在标准u/f曲线的上方，适用曲线的上方，适用于于高转矩起动高转矩起动运行的场合。运行的场合。负补偿：补偿曲线在标准负补

19、偿：补偿曲线在标准u/f曲线的下方，适用曲线的下方，适用于于低转矩起动低转矩起动运行的场合。运行的场合。图图2-14 分段补偿分段补偿文件:变频器原理与应用02.26变频器原理与应用通用变频器的功能平方率补偿平方率补偿 补偿曲线为抛物线。补偿曲线为抛物线。低频时斜率小（低频时斜率小（u/fu/f比值小）比值小）高频时斜率大（高频时斜率大（u/fu/f比值大）比值大）多用于多用于风机和泵类负载风机和泵类负载的补偿，达到节能目的的补偿，达到节能目的图图2-14 平方率补偿平方率补偿文件:变频器原理与应用02.27变频器原理与应用通用变频器的功能3. 节能运行控制功能n节能运行控制功能节能运行控制功

20、能变频器将检测到的电动机运行状态变频器将检测到的电动机运行状态，与变频器中储存的标准电动机的参数进行比较，与变频器中储存的标准电动机的参数进行比较，从而自动给出最佳工作电压的过程。从而自动给出最佳工作电压的过程。n变频器预置为节能运行时，必须满足的条件变频器预置为节能运行时，必须满足的条件变频器中已储存有实际电动机的参数。变频器中已储存有实际电动机的参数。变频器节能运行时，动态性能较差，因此多用于转变频器节能运行时，动态性能较差，因此多用于转矩较稳定的负载中。矩较稳定的负载中。节能运行只能用于节能运行只能用于u/f控制方式下，不能用于矢量控控制方式下，不能用于矢量控制方式。制方式。文件:变频器

21、原理与应用02.28变频器原理与应用通用变频器的功能4. 转差补偿功能n转差补偿转差补偿当电动机转速随着负当电动机转速随着负载转矩增加载转矩增加( (降低降低) )而而下降下降( (升高升高) )时，时，变频器的输出频率自变频器的输出频率自动升高动升高( (降低降低) )，以以补偿电动机转速变补偿电动机转速变化化的过程。的过程。 01nnnn转差的含义转差的含义文件:变频器原理与应用02.29变频器原理与应用通用变频器的功能n转差补偿的目的转差补偿的目的提高电动机的转速控制精度提高电动机的转速控制精度。转差补偿转差补偿只能用于只能用于u/f控制方式下，不能用于控制方式下，不能用于矢量控制方式。

22、矢量控制方式。n转差补偿的设定范围：一般为转差补偿的设定范围：一般为0 010hz10hz。文件:变频器原理与应用02.30变频器原理与应用通用变频器的功能小 结 重点重点：转矩补偿、转差补偿功能：转矩补偿、转差补偿功能难点难点：转矩补偿的原因：转矩补偿的原因2.2 u/f 控制功能q u/f 控制方式控制方式q 该方式下的特殊控制功能该方式下的特殊控制功能 转矩补偿功能转矩补偿功能 节能运行控制功能节能运行控制功能 转差补偿功能转差补偿功能u/f=常数常数 的控制方式的控制方式文件:变频器原理与应用02.31变频器原理与应用通用变频器的功能2.3 矢量控制功能 矢量控制是变频器的一种矢量控制

23、是变频器的一种高性能高性能的控制方式，其的控制方式，其控制原理类似于直流电动机。控制原理类似于直流电动机。本节主要内容：q 他励直流电动机的调速原理他励直流电动机的调速原理q 三相异步电动机的矢量控制原理三相异步电动机的矢量控制原理q 变频器的矢量控制功能变频器的矢量控制功能文件:变频器原理与应用02.32变频器原理与应用通用变频器的功能1.他励直流电动机的调速原理n直流电动机的转矩表达式直流电动机的转矩表达式n他励直流电动机调速的优点他励直流电动机调速的优点 、ia为相互独立的变量，分别由励磁绕组、电枢为相互独立的变量，分别由励磁绕组、电枢绕组控制。绕组控制。电动机的转矩控制方便，调速特性好

24、，精度高。电动机的转矩控制方便，调速特性好，精度高。文件:变频器原理与应用02.33变频器原理与应用通用变频器的功能n他励直流电动机调速的缺点他励直流电动机调速的缺点直流电动机结构复杂、换向过程复杂直流电动机结构复杂、换向过程复杂；且电动机的容量、最高转速受到限制且电动机的容量、最高转速受到限制； 换向器和电刷装置的事故率较高，需要定期维护换向器和电刷装置的事故率较高，需要定期维护和更换，维护费用高。和更换，维护费用高。文件:变频器原理与应用02.34变频器原理与应用通用变频器的功能2.三相异步电动机的矢量控制原理n三相异步电动机的转矩表达式三相异步电动机的转矩表达式n三相异步电动机转矩控制的

25、难点三相异步电动机转矩控制的难点式中的式中的m、i2、cos2都影响转矩都影响转矩t；且且m与与i2都由定子电流控制都由定子电流控制，两者不独立，两者不独立。难于直接实现转矩控制。难于直接实现转矩控制。文件:变频器原理与应用02.35变频器原理与应用通用变频器的功能n矢量控制的原理矢量控制的原理将定子电流人为分解为两个相互垂直的矢量将定子电流人为分解为两个相互垂直的矢量；即励；即励磁电流和转子电流；磁电流和转子电流；然后用他励直流电动机的控制方式去控制交流异步然后用他励直流电动机的控制方式去控制交流异步电动机。电动机。解决思路解决思路：将定子电流人为的分解为两个相互垂直的矢量将定子电流人为的分

26、解为两个相互垂直的矢量并解释为并解释为励磁电流励磁电流和和转子电流转子电流交流异步电动机的控制就会变得很方便。交流异步电动机的控制就会变得很方便。文件:变频器原理与应用02.36变频器原理与应用通用变频器的功能3.变频器的矢量控制功能n矢量控制的实现过程矢量控制的实现过程 首先首先检测检测并计算三相输出电压和电流矢量；并计算三相输出电压和电流矢量； 然后将电流矢量然后将电流矢量分解分解为两个相互垂直的电流矢量：为两个相互垂直的电流矢量：励磁电流和转子电流励磁电流和转子电流；通过运算调节器对这两个信号通过运算调节器对这两个信号分别控制分别控制，从而控，从而控制逆变电路的输出。制逆变电路的输出。具

27、有该功能的变频器工程上称为具有该功能的变频器工程上称为矢量矢量型变频器型变频器。文件:变频器原理与应用02.37变频器原理与应用通用变频器的功能n设置矢量控制功能时应符合的条件设置矢量控制功能时应符合的条件变频器变频器只能连接一台只能连接一台电动机；电动机；运行前应对电动机进行运行前应对电动机进行自动测试自动测试，并对变频器的，并对变频器的进行进行自整定自整定操作；操作；所配备所配备电动机的容量电动机的容量比应配备电动机的容量最多比应配备电动机的容量最多小一个等级；小一个等级；变频器与电动机之间的电缆长度应不大于变频器与电动机之间的电缆长度应不大于50m。变频器与电动机之间接有电抗器时，应使用

28、变频变频器与电动机之间接有电抗器时，应使用变频器的自整定功能修改控制参数。器的自整定功能修改控制参数。 文件:变频器原理与应用02.38变频器原理与应用通用变频器的功能小 结 重点重点：矢量控制的原理：矢量控制的原理难点难点：矢量控制时应满足的条件：矢量控制时应满足的条件2.3 矢量控制功能p 矢量控制的原理矢量控制的原理将定子电流人为分解为两个相互垂直的矢量；将定子电流人为分解为两个相互垂直的矢量；（即励磁电流和转子电流）；（即励磁电流和转子电流）；然后用他励直流电动机的控制方式去控制交流然后用他励直流电动机的控制方式去控制交流异步电动机。异步电动机。p 采用矢量控制时应满足的条件采用矢量控

29、制时应满足的条件文件:变频器原理与应用02.39变频器原理与应用通用变频器的功能2.4 运行控制与保护功能本节主要内容：q 启停和启停和反转控制功能反转控制功能q 点动控制点动控制q 制动控制制动控制q 瞬时停电再起动功能瞬时停电再起动功能q 过载保护功能过载保护功能文件:变频器原理与应用02.40变频器原理与应用通用变频器的功能1.启停和反转控制功能n启停功能启停功能 利用指令控制变频器启动和停止。利用指令控制变频器启动和停止。n反转功能反转功能 交流异步电动机的转向与交流电的相序有关，正转交流异步电动机的转向与交流电的相序有关，正转与反转控制只是相对而言。与反转控制只是相对而言。n 控制方

30、法控制方法由操作面板上的启停键及反转键来控制由操作面板上的启停键及反转键来控制由外端子来控制。由外端子来控制。文件:变频器原理与应用02.41变频器原理与应用通用变频器的功能2.点动控制（寸动控制）n 点动控制点动控制 点一下按键或按钮，电动机在某一频率下运行的点一下按键或按钮，电动机在某一频率下运行的控制方式。控制方式。n 点动控制功能的设定点动控制功能的设定设置点动频率设置点动频率设定端子的点动控制功能设定端子的点动控制功能文件:变频器原理与应用02.42变频器原理与应用通用变频器的功能3.制动控制n制动控制功能制动控制功能 用于电动机运行过程中迅速停止或准确定位。用于电动机运行过程中迅速

31、停止或准确定位。n制动控制功能分类制动控制功能分类 回馈制动回馈制动直流制动：需设置制动频率、制动时间、制动力等。直流制动：需设置制动频率、制动时间、制动力等。文件:变频器原理与应用02.43变频器原理与应用通用变频器的功能4.瞬时停电再起动功能n瞬时停电再起动功能瞬时停电再起动功能电源瞬间停电又很快恢复供电的情况下电源瞬间停电又很快恢复供电的情况下变频器是继续停止输出，还是自动重起。变频器是继续停止输出，还是自动重起。n功能设置功能设置瞬时停电后不起动瞬时停电后不起动 瞬时停电后停止输出，并发出报警信号。瞬时停电后停止输出，并发出报警信号。 电源正常后，输入复位信号才会重新起动。电源正常后，

32、输入复位信号才会重新起动。瞬时停电后再起动瞬时停电后再起动 瞬间停电又很快恢复供电后，变频器自动重起。瞬间停电又很快恢复供电后，变频器自动重起。文件:变频器原理与应用02.44变频器原理与应用通用变频器的功能图图2-15 瞬时停电再起动功能瞬时停电再起动功能文件:变频器原理与应用02.45变频器原理与应用通用变频器的功能5.过载保护功能n保护的对象保护的对象电动机电动机变频器变频器n 对电动机的对电动机的过热保护过热保护功能功能电子电子热继电器热继电器，监视变频器的输出电流；，监视变频器的输出电流；只能接一台电动机；只能接一台电动机；应用时可以设置功能是否有效，再设置具体参数。应用时可以设置功

33、能是否有效，再设置具体参数。文件:变频器原理与应用02.46变频器原理与应用通用变频器的功能n对变频器自身的保护功能对变频器自身的保护功能过流、过压、过功率、断电、其他故障过流、过压、过功率、断电、其他故障等均可进行等均可进行自动保护自动保护并发出报警信号，甚至自动跳闸断电。并发出报警信号，甚至自动跳闸断电。变频器在出现过载及故障时，一方面由显示屏变频器在出现过载及故障时，一方面由显示屏发出文字报警信号，一方面由接点开关输出报警发出文字报警信号，一方面由接点开关输出报警信号；信号；当故障排除后，要由专用的复位控制指令复位，当故障排除后，要由专用的复位控制指令复位，变频器方可重新工作。变频器方可

34、重新工作。文件:变频器原理与应用02.47变频器原理与应用通用变频器的功能小 结 重点重点：运行控制功能及保护功能：运行控制功能及保护功能难点难点：直流制动和再启动功能：直流制动和再启动功能2.4 运行控制与保护功能p 运行控制运行控制点动控制点动控制：正向点动，反向点动：正向点动，反向点动长动控制：长动控制：启动启动，停止停止，反转反转制动方式：回馈制动、制动方式：回馈制动、直流制动直流制动p 保护功能保护功能瞬时停电瞬时停电再起动功能再起动功能过载保护过载保护功能功能文件:变频器原理与应用02.48变频器原理与应用通用变频器的功能2.5 变频器的闭环控制功能n闭环运行：在变频器控制的拖动系

35、统中引入负反馈，闭环运行：在变频器控制的拖动系统中引入负反馈，进行反馈控制，以提高传动精度。进行反馈控制，以提高传动精度。n反馈器件：主要有脉冲编码器反馈器件：主要有脉冲编码器(实现转速反馈实现转速反馈)、压力、压力传感器、速度传感器等。传感器、速度传感器等。本节主要内容：q 变频器的转速变频器的转速闭环闭环控制功能控制功能q 变频器的变频器的pidpid控制功能控制功能文件:变频器原理与应用02.49变频器原理与应用通用变频器的功能1.变频器的转速闭环控制功能n转速闭环控制的优点：提高速度控制的精度。转速闭环控制的优点：提高速度控制的精度。n测速元件：光电编码器（简称测速元件：光电编码器（简

36、称pg）图图2-16 光电编码器光电编码器图图2-17 转速闭环控制系统转速闭环控制系统文件:变频器原理与应用02.50变频器原理与应用通用变频器的功能n各种速度控制方案的比较各种速度控制方案的比较表表2-1 控制精度比较表控制精度比较表有有pg的矢量控制方式调速范围最大，调速精度最高。的矢量控制方式调速范围最大，调速精度最高。无无pg的矢量控制方式调速范围及精度适中。的矢量控制方式调速范围及精度适中。u/f控制方式调速精度及范围较差，但价格较低。控制方式调速精度及范围较差，但价格较低。文件:变频器原理与应用02.51变频器原理与应用通用变频器的功能2.变频器的pid控制功能npid调节器调节

37、器 比例比例(p)、积分、积分(i)、微分、微分(d)调节器的总称。调节器的总称。比例调节器：用于提高响应速度，但存在静差。比例调节器：用于提高响应速度，但存在静差。积分调节器：无静差，但使系统响应滞后。积分调节器：无静差，但使系统响应滞后。微分调节器：补偿系统的滞后特性。微分调节器：补偿系统的滞后特性。 三者结合，取长补短就构成了三者结合，取长补短就构成了pid调节器。调节器。n采用采用pid调节器闭环调节器闭环控制系统控制系统变频器的变频器的pid功能一般内置在变频器中。功能一般内置在变频器中。pid调节器的反馈信号：来自压力传感器、速度传调节器的反馈信号：来自压力传感器、速度传感器、流量

38、传感器等的测量信号。感器、流量传感器等的测量信号。pid的输出信号：用来控制变频器的速度等变量。的输出信号：用来控制变频器的速度等变量。文件:变频器原理与应用02.52变频器原理与应用通用变频器的功能n pid控制举例：储气罐压力闭环控制系统控制举例：储气罐压力闭环控制系统图图2-18 压力闭环控制系统压力闭环控制系统文件:变频器原理与应用02.53变频器原理与应用通用变频器的功能小 结 重点重点：各种速度控制方案的比较：各种速度控制方案的比较难点难点：pidpid调节器的原理调节器的原理2.5 变频器的闭环控制功能p 变频器的转速闭环控制功能变频器的转速闭环控制功能p 变频器的变频器的pid

39、pid控制功能控制功能文件:变频器原理与应用02.54变频器原理与应用通用变频器的功能2.6 变频器的外部接线本节主要内容：q 主电路的端子主电路的端子q 模拟量控制端子模拟量控制端子q 开关量控制端子开关量控制端子q 通信接口通信接口文件:变频器原理与应用02.55变频器原理与应用通用变频器的功能1.主电路的端子n交流电源输入端子交流电源输入端子r、s、t 按变频器应用电压的不同，分为按变频器应用电压的不同，分为220v和和380v两种。两种。单相为单相为220v，只接，只接r、s、t中的两个端子。中的两个端子。三相为三相为380v，r、s、t分别接分别接3相交流电。相交流电。图图2-19

40、主电路的接线主电路的接线文件:变频器原理与应用02.56变频器原理与应用通用变频器的功能n逆变输出端子逆变输出端子u、v、w 由于输出是经过调制的高频脉冲波，使用时应注意：由于输出是经过调制的高频脉冲波，使用时应注意：变频器的输出端不能连接电容或电涌吸收器；变频器的输出端不能连接电容或电涌吸收器；变频器与电动机之间的连线不能很长；变频器与电动机之间的连线不能很长；变频器与电动机之间不能连接开关。变频器与电动机之间不能连接开关。图图2-19 主电路的接线主电路的接线文件:变频器原理与应用02.57变频器原理与应用通用变频器的功能n直流电抗器和制动电阻连接端子直流电抗器和制动电阻连接端子 用于外接

41、直流电抗器和制动电阻。用于外接直流电抗器和制动电阻。n接地端子接地端子 接地线要粗而短，接点接触良好。必要时采用专用接接地线要粗而短，接点接触良好。必要时采用专用接地线。地线。图图2-19 主电路的接线主电路的接线文件:变频器原理与应用02.58变频器原理与应用通用变频器的功能2.模拟量控制端子 n模拟量输入端子模拟量输入端子 信号类型：电压输入、电流输入信号类型：电压输入、电流输入作用：输入频率给定量或作用：输入频率给定量或pid调节器的反馈量。调节器的反馈量。相关参数：频率增益、频率偏置。相关参数：频率增益、频率偏置。图图2-20 模拟量控制端子模拟量控制端子文件:变频器原理与应用02.5

42、9变频器原理与应用通用变频器的功能n模拟量输模拟量输出出端子端子 信号类型：电压输出、电流输出信号类型：电压输出、电流输出作用：指示输出频率、输出电流、输出电压等变量作用：指示输出频率、输出电流、输出电压等变量相关参数：由功能参数来决定所输出的变量相关参数：由功能参数来决定所输出的变量图图2-20 模拟量控制端子模拟量控制端子文件:变频器原理与应用02.60变频器原理与应用通用变频器的功能上一讲学习了上一讲学习了2.6 变频器的外部接线q 主电路的端子主电路的端子q 模拟量控制端子模拟量控制端子 本讲继续学习本讲继续学习q 开关量输入端子开关量输入端子q 开关量输出端子开关量输出端子文件:变频

43、器原理与应用02.61变频器原理与应用通用变频器的功能3.开关量输入端子 n开关量开关量输入端子输入端子的种类的种类独立功能控制端子：独立功能控制端子： 主要有正转、反转、主要有正转、反转、点动、运行停止、复位等点动、运行停止、复位等端子，其功能固定。端子，其功能固定。多功能控制端子：多功能控制端子： 一般有一般有35个，可根个，可根据需要实现不同功能。通据需要实现不同功能。通过功能参数预置来确定其过功能参数预置来确定其具体功能。具体功能。图图2-21 开关量输入端子开关量输入端子文件:变频器原理与应用02.62变频器原理与应用通用变频器的功能n独立功能控制端子（独立功能控制端子（1）主要有主

44、要有:正转（正转（fwd)、反转、反转(rev)、点动、点动(jog)、运行停止运行停止(stop)、复位、复位(rst)等端子。等端子。其控制方式有两种，开关控制和脉冲控制。其控制方式有两种，开关控制和脉冲控制。图图2-22 运行端子的控制方式运行端子的控制方式文件:变频器原理与应用02.63变频器原理与应用通用变频器的功能n独立功能控制端子（独立功能控制端子（2）紧急停止端子紧急停止端子es： 用于控制变频器紧急用于控制变频器紧急停止。接于此端子的信号停止。接于此端子的信号一般为保护信号或限位信一般为保护信号或限位信号。号。报警复位端子报警复位端子rst： 故障报警后，先解除故障报警后，先

45、解除故障，再给复位端子与公故障，再给复位端子与公共端之间加正脉冲，变频共端之间加正脉冲，变频器才可重新起动。器才可重新起动。图图2-21 开关量输入端子开关量输入端子文件:变频器原理与应用02.64变频器原理与应用通用变频器的功能n多功能控制端子（多功能控制端子（1）多段速控制端子：用端子状态的的不同组合来控多段速控制端子：用端子状态的的不同组合来控制不同段速的运行。制不同段速的运行。表表2-2 多段速控制功能多段速控制功能文件:变频器原理与应用02.65变频器原理与应用通用变频器的功能n多功能控制端子（多功能控制端子（2）空转控制端子：使变频器停止输出，电动机自由空转控制端子：使变频器停止输出，电动机自由停车。这种停止方式称为空转制动或自由停车。停车。这种停止方式称为空转制动或自由停车。频率上升频率上升(up)/下降下降(down)控制端子：控制端子： 采用数字采用数字信号调节频率，控制稳定性好，抗干扰能力强。信号调节频率，控制稳定性好，抗干扰能力强。图图2-23 端子的频率调节功能端子的频率调节功能文件:变频器原理与应用02.66变频器原理与应用通用变频器的功能n接线注意事项接线注意事项有效信号的形式：有效信号的形式： 端子与端子与cm之间闭合之间闭合有效，还是断开有效。有效，还是断开有效。开关类型：