#D095(新14)第五章在各类负载中应用

1、1/ 23第5章 变频器在各类负载中的应用5. 1 应用变频器的基础知识变频器额定数据中，需要注意的是哪些？变频器怎样 设定其功能？5. 1. 1 变频器的额定数据表 5- 1 变频器的主要额定数据输 入 额定电压、频率三相 380V, 50 60Hz电压允许变动范围:320460V，失衡率V3%,频率去输 出电压0 380V频率0 Hz 500 Hz过载能力S2 系列 ）额定电流 X150%/1min额定容量kVA）29. 639. 549. 460. 073. 798.7额定输出电流A）45607591112150适配电动机功率kW）2230374555751.输入侧的额定数据中小容量变频

2、器的输入电压主要有以下几种: 这是绝大多数；主要见于某些进口设备中；主要用于家用电器中。常见的是 50Hz 和 60Hz。2.输出侧的额定数据1）额定电压 UN通常以最大输出电压作为额定电压。2）额定电流 IN指允许长时间输出的最大电流。3）额定容量 SN由额定电压和额定电流的乘积决定:SN=UNIN4）配用电动机容量 PN仅对长期连续负载才是适用的。5）过载能力大多数变频器都规定为 150%, 1min5. 1. 2 变频器的功能编码1.连续编码方式表 5-3 森兰 SB61 系列变频器的功能结构序号功能区名称功能码范围1基本功能F000F0132V/控制功能F100F1253矢量控制功能F

3、200F2114:模拟给定功能F300F3111）额定电压I）380V,3 相H）220V,3 相 皿）220V，单相2）额定频率2/ 235辅助功能F400F4173/ 236端子功能F500F5177:辅助频率功能F600 F6448简易 PLC 功能F700F7329过程 PID 功能F800F83210通讯功能F900F90211显示功能FAOO FA1512厂家保留功能FB00 FB0113计算机显示功能FC00 FC112.分组编码方式表 5 4 康沃 CVF G2 系列变频器的功能结构序号功能块名称功能码范围1显示功能d 级别）d 0 d162基本功能 vb 级别）b 0 b17

4、3中级功能L 级别）L 0 L 734高级功能H 级别）H 0 H 84表 5-5 富士 G11S 系列变频器的功能结构序号功能组名称功能码范围1基本功能组F00F422:输入、输出端子扩展功能组E01E473频率控制功能组C01 C334电动机1参数设定功能组P01P095高级功能组H03H396电动机2参数设定功能组A01 A183.应用宏方式表 5 6 部分变频器的应用宏变频器型号功能码功能名称数据码ABB ACS80099. 02应用宏1 工厂宏2手动自动控制宏3PID 控制宏4转矩控制宏5顺序控制宏瓦萨 NX0. 1应用模式1基本应用2标准应用3本机遥控应用4多段速度应用5PI 控制

5、应用6多目标控制应用7泵类与风机控制应用4/ 23丹佛士 ACS800100控制方式选择1开环速度控制2 闭环速度控制3闭环工艺控制4开环转矩控制5速度反馈转矩控制5. 1. 3 变频器的功能预置1.需要预置的常用功能1）通道的选择包括：频率给定通道和操作通道；2）选择控制方式即：V/控制方式、无反馈矢量控制方式、有反馈矢量控制方式 等;3）如选择 V/控制方式，则须预置 U/t 匕转矩提升）；4）调整最咼频率、基本频率、上、下限频率等；5）预置加、减速时间。2. 功能预置的一般步骤b）c）图 5- 1 变频器的功能预置a） 般流程 b） CVF G2 的面板 c） CVF G2 的预置流程5

6、. 2 恒转矩负载的变频调速恒转矩负载实行变频调速时，要注意哪些问题?50. 00 :jNODB I 若干孩5(). ()0口 口口WQDFW RET5. 2. 1 恒转矩负载的特点1.典型实例1）转矩特点运动的阻力：F转速无关；作用半径：r-转速无关;负载的转矩：TL= F?r转速无关。在调速过程中，TL=con st。2）功率特点PL= 2L xnL5. 2. 2 变频调速的要害一低频运行与起动1.重载低频运行的对策行对策-jt） 矢量控制 Z-I-小d)图AA打 u1.上限频率尽量接近基本频率:/ -2.起动特点及对策5. 3上:下限频率的预置要点低频重载运；b）转差补偿二4 / 23图

7、 5-4 起动特点及对策a）大惯性b）传输带c）起动特点d）起动频率e）S 形加速7/ 23图 5 5 上限频率与电动机的有效功率 a）变频拖动系统 b）有效转矩 c ）有效功率 fN的情况下：齐=fNT电动机的输出转矩最大。 2）在 fH务的情况下：fH=fNT电动机的输出功率最大。2.尽量提咼下限频率图 5 6 下限频率的预置a）下限频率较低b）下限频率较高5. 2. 4 恒转矩负载的调速范围8/ 231.调速范围和负荷率的关系图 5-7 有效转矩线X100%负荷率最咼频率最低频率调速范围10 0%5 0Hz2 0Hz2.59 0%5 6Hz15Hz3.78 0%6 2Hz11Hz5.67

8、 0%7 0Hz6Hz11.62.满足调速范围的方法实例：1）负载数据（A% =凶表 5 1 调速范围与负荷率的关系传动比：负载转矩的折算值2）电动机数据 电动机额定转矩：TL=140NM;nmax=720r/min;nmin=80r/mina=9)=2TL=|勺=70NmPMN=11kW, “MN=1440 r/minTMN=工I = 72.95Nm（A% =a| = 2.745选X=2.755. 3 重力负载的变频调速重力负载实行变频调速时，主要特点是什么?5. 3. 1 重力负载及其特点1.重力负载的特点 1)需要电磁抱闸iS电流与功率11/ 23图 5- 11 重物上升时的工作点I）重

9、物上升V1）四象限运行的特点7=-aij/nlri上升运行中减遠馳0匸畑上升运行12/ 23H）空钩 包括轻载）下降13/ 23图 5- 12 空钩下降时的工作点图 513 重载下降时的工作点a）重载下降 b）工作点皿）重载下降5. 3. 2 起升装置的防溜钩14/ 231.电磁制动器的接法2. 变频运行时防溜钩的方法3. 应急措施举例1）制动单元损坏后的应急措施L1|L2|L3| N|停止一运行运行一停上rx兔转矩确认fsCFr+13）/y知（P严卑；才代似）tsc:；如 1 ）L； n 0M正 桜OFFOFF-电动机运行餌（Fr.279）OFFOFFCFFvZsp(Pi-. 2初| OH社

10、磁铁通电5- 14 戦:电磁制动器的接法 L a）工频运行时 b）变频运行时册 v 一(Tr, Z63)OFFOFF；OFF /抱闸完成 、/OFF_图 5-15 无反馈矢量控制方式的防溜钩释皈定咸ON15/ 23图 517 变频器跳闸时的应急措施a）应急措施示意图b）接触器电路16/ 235. 3. 3 大车的控制特点2.应预置下垂功能1.应预置瞬时断电的重合闸功能图 518 大车的拖动系统和馈电特点17/ 235. 4 恒功率负载的变频调速恒功率负载实行变频调速时，要害问题是什么?5. 4. 1 恒功率负载的特点1.典型实例F = Con st;v= Consta)b)工图 5-20 恒功

11、率负载及其特性a）卷径很小时b）卷径增大时c）卷径最大时2.主要特点1）功率特点18/ 23PL=Fv= con st;2）转矩特点19/ 23TL= Fr3）转速特点nL=冋 *5. 4. 2 恒功率负载的系统容量1 主要矛盾5. 4. 3 卷绕机械变频调速要点20/ 2321/ 232.转矩控制 在有反馈矢量控制模式下）3.功能预置要点1）上限频率TI）主要着眼于减小系统容量；H）拖动系统在最高频率下停留时间极短 二上限频率可预置为：fH= 23） fN1 闭环控制图 5- 23 卷绕的闭环控制1=rwEQFuSTSTvvvvR R u u U卜USTST R R 弘绪定转巨）=几_丘Kb

12、（转拒给您图 5-24 卷绕的转矩控制a）控制系统示意图b）转矩与转速22/ 232）转矩提升JI）当被卷物的卷径最大时，负载的阻转矩也最大，而运行频率则 最低。H）在低频情况下，不存在轻载运行的工况。 皿）起动过程通常在轻载情况下进行。转矩提升”可以尽量提高，但必须注意在轻载过程中是否发生过电流”跳闸。3）加、减速时间TI）在最轻负荷下起动；H）在最低频率下停机。二力口、减速时间的预置比较随意。5.5机床的变频调速金属切削机床实行变频调速主要特点是什么？5. 5. 1 机床的机械特性1.车床的机械特性-I-屉ru1a）-b）图 5 图 5& 2 龙车床的床的形与特特性a）龙门刨床外形

13、床外形 b）龙床刨机械机械特性2.龙门刨床的机械特性5. 5. 2 车床的变频调速实例1 .基本数据某意大利产 SAG 型精密车床，原拖动系统采用电磁离合器配合齿轮 箱进行调速，今改用变频调速。基本数据如下：1）主轴转速23/ 23共分八档：75、120、200、300、500、800、1200、2000r / m；24/ 232）电动机数据：2.2kW;1440r / min 14.6Nm3）各档转速下的负载转矩负载的实际功率按2kW计算）表 5- 6 各档转速下的负载转矩档次12345678转速75；1202003005008001200 2000转矩63.763.763.763.738.

14、223.915.99.552.变频调速的方案1) fx务如图 5-35)所示2) fxPfN如图 5-35b)所示。图 5-27 一档传动比带车床a） fx譚Nb） fx电 fN10203040506070T图 5 28 两档传动比带车床3） fx2fN，两档传动比4）传动比低速档：Ao=5;高速档：屁=1.55. 5. 3 龙门刨床刨台的变频调速匚！._S5SJc15001 创05QSEMCZJanoDEr50025/ 231 刨台的特性图 5-29 刨台的速度控制方案a）直流拖动时的控制方案b）变频调速时的控制方案26/ 23图 5-31 停电防滑行装置a）停电防滑行框图b）变频器接线5.

15、 6 二次方律负载的变频调速二次方律负载实行变频调速时。须注意哪些问题?5. 6. 1 二次方律负载的特点1.转矩特点TL=KTHL2R S TU V WETcnTfTbf、七七S 8UFEDB-I停电仿滑行器更頻碧系歹Db)l|N 7aTc TA7ETC U Vnta)图 5- 32 二次方律负载及其特性27/ 232.功率特点PL= =KpnL3严格地讲，转矩表达式应为：TL=T+KTnL?功率表达式为：PL=PO+KPnL35. 6. 2 风机变频调速要点1.变频器选型1）容量 PN PMN2）类型 风机、水泵用变频器。2.功能预置要点1）控制方式V/控制方式，U/线的形状如图 5-28

16、。亦b）c）图 5-33 风机、水泵用的 Uf 线a）艾默生变频器b）康沃变频器c） A B 变频器2）上限频率 或最咼频率）假设：fx=1 . 1fNnx= 1.1 “N）贝心TLX胡.12TLN= 1.21 TLN而：TMXe化）TMN=0.91 TLN28/ 23二fHfNfH詣N)A* 1(H)a）b）c）图 5-34 风机对上限频率的限制a）变频风机b）转矩特性c）功率特性3）加、减速时间与方式I）加、减速时间Ti）风机的惯性较大；ii）起动与停机很不频繁。力口、 减速时间应适当延长， 使起动时的电动机电流和停止时的直 流电压都限制在允许范围内。H）加、减速方式T风机在低速时阻转矩很

17、小，而在频率较高时阻转矩增加较快。 以采用半 S 方式为宜。4）起动功能29/ 23根据需要，可预置起动前的直流制动功能，以保证零速起动。5. 6.3 水泵变频调速要点1.与风机的不同点1）加、减速时间TI）为了彻底消除水锤效应，加、减速时间不应太短；H）因为在很低速时，管路内的水压可能形成回流，故加、减速时 间也不宜太长。 取tA= tDF020s2）加、减速方式T为了避免回流，水泵在低速段的滞留时间不宜太长。也以米用半 S 形加、减速方式为好。2.下限频率TI）供水系统有静扬程，频率太低，将无法供水。H）在多台水泵 并联”的情况下，管路内有一定压力。频率太低，变 频泵将难以供水。需要预置下

18、限频率，通常：fLP5 35Hz5.7恒压供水系统5. 7. 1 恒压供水系统简介1.恒压供水的目的30/ 232.变频恒压供水的构成a）b）图 5-38 恒压供水的构成a）基本接线b）睡眠与唤醒表 5 7 功能预置 以康沃 CVF P2 系列为例）功能码功能含义数据码数据码含义图 5-37 恒压供水的目的31/ 23b 3运行命令通道2:外接端子控制 STOP 键有效：32/ 23b 7加速时间20sb 8:减速时间20sL 0:VF 曲线类型1:递减转矩曲线 1L 1转矩提升0%L 2转矩提升方式0手动L 3:上限频率50HzL 4下限频率30HzL 5下限频率运行方式1按下限频率运行L 6:起动方式0:由起动频率开始起动L 7起动频率10HzL 11 停机方式0