第1章 变频器应用概论

1、 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/ 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l一、本章基本内容：一、本章基本内容：l1. 变频器组态变频器组态l包括：变频器结构、外端子、参数选择包括：变频器结构、外端子、参数选择l2. 变频器控制中的电流和电压变频器控制中的电流和电压l包括：电动机的电流特性、工作中的过流过压原理包括：电动机的电流特性、工作中的过流过压原理l3. 变频器和电动机容量的选择变频器和电动机容量的选择l包括：铸铝转子和绕线转子

2、的区别、电动机选择；变频器包括：铸铝转子和绕线转子的区别、电动机选择；变频器选择依据选择依据l二、解决的问题二、解决的问题l 解决变频器应用的最基本问题解决变频器应用的最基本问题 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l变频器定义：变频器定义：l变频器是用于电动机调速的一个变频器是用于电动机调速的一个智能智能工业电力电子电器，工业电力电子电器，内部控制核心是单片机。内部控制核心是单片机。l变频器可以通过操作面板或外端子进行操作控制。变频器可以通过操作面板或外端子进行操作控制。l变频器有一系列的变频

3、器有一系列的功能参数功能参数，只有通过参数预置，变频器，只有通过参数预置，变频器才能达到预想的工作状态。才能达到预想的工作状态。l变频器和非智能电器的本质区别是：非智能电器只要接线变频器和非智能电器的本质区别是：非智能电器只要接线正确就可以正常工作，变频器除了接线正确之外，参数预正确就可以正常工作，变频器除了接线正确之外，参数预置也必须正确。置也必须正确。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1

4、章章 变频器应用概论变频器应用概论 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l1.1 变频器的控制变频器的控制l变频器控制：运行控制，调速控制，状态指示变频器控制：运行控制，调速控制，状态指示l控制方法：面板、端子、通讯控制方法：面板、端子、通讯l1.1.1 操作面板控制操作面板控制l应用于变频器的简单控制应用于变频器的简单控制l1.运行控制运行控制l2.频率控制频率控制l3 状态指示状态指示l4.参数设置参数设置l例例1：西门子：西门子44系列系列l变频器参数设置变频器参数设置 北京精诚智和教育公

5、司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l操作控制：操作控制：lP0700=0 出厂默认设置出厂默认设置lP0700=1 面板操作面板操作lP0700=2 外端子操作外端子操作lP0700=3 lP0700=4 l频率控制：频率控制：lP1000=1 面板设定面板设定lP1000=2 模拟端子设定模拟端子设定lP1000=3 固定频率固定频率lPXXXX参数代码参数代码l0、1、2参数值参数值 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变

6、频器应用概论 1.1.2.外端子控制外端子控制 1.输入输入控制控制端子端子（1）模拟输入控制端子）模拟输入控制端子该端子一般有两个。该端子一般有两个。1）模拟电压控制端子，多由电位器控制，多用）模拟电压控制端子，多由电位器控制，多用于变频器调速控制。于变频器调速控制。2）模拟电流控制端子，多作为）模拟电流控制端子，多作为PID控制的反馈控制的反馈端子。端子。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l应用：下图为富士变频器的闭环应用，模拟电压端子（应用：下图为富士变频器的闭环应用，模拟电压端子（1

7、2）作为信号给定；模拟电流端子（作为信号给定；模拟电流端子（C1）作为反馈信号输入）作为反馈信号输入端。端。 富士变频器闭环应用富士变频器闭环应用 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论 （2）数字输入）数字输入控制控制端子端子 数字控制端子就是开关控制端子。闭数字控制端子就是开关控制端子。闭合有效，断开无效。合有效，断开无效。应用：运行控制、段速控制、复位控应用：运行控制、段速控制、复位控制、报警控制等。制、报警控制等。多功端子：多功能端子设置为什么功多功端子：多功能端子设置为什么功能，就是什么

8、端子。通过参数预置，能，就是什么端子。通过参数预置，选择所需功能（图中选择所需功能（图中X1X5）。）。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论端子设置方法：端子设置方法：如果选定输入数字端子如果选定输入数字端子1，该端子又作为正转控制，则该端子又作为正转控制，则参数设置为：参数设置为：P0701=1，当，当该端子闭合，电动机正转运该端子闭合，电动机正转运行，端子打开，按斜坡降速。行，端子打开，按斜坡降速。如设如设P0702=99，99不是具不是具体的功能，叫做参数化。端体的功能，叫做参数化。端子

9、参数化后可以由其他参数子参数化后可以由其他参数来确定端子的功能。来确定端子的功能。如设如设 P0702=99 P2200=722.1 数字端子数字端子2为为PID切换功能。切换功能。例例1 西门子变频器端子应用西门子变频器端子应用 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论例例2： 富士变频器端富士变频器端子应用子应用富士变频器共有富士变频器共有9个个多功能端子，分别为多功能端子，分别为X1X9，用参数，用参数E01E09设置。设置。如选定如选定X1有效，有效，设为：设为：E01=20，功，功能为能为

10、PID切换，该端切换，该端子打开，子打开，PID有效，有效，闭合闭合PID无效。无效。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论2. 输出输出指示指示端子端子（1）模拟量输出指示端子）模拟量输出指示端子 1）是用模拟电压或模拟电流进）是用模拟电压或模拟电流进行指示的端子。行指示的端子。 2）用于指示变频器的模拟输出）用于指示变频器的模拟输出量。如指示输出频率、输出

11、电量。如指示输出频率、输出电流、输出电压等，需要指示什流、输出电压等，需要指示什么量，由功能参数进行预置。么量，由功能参数进行预置。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l例例3：西门子变频器端子设置：西门子变频器端子设置l西门子变频器有两个模拟输出指西门子变频器有两个模拟输出指l示端子，用参数示端子，用参数P0771定义。定义。lP07710定义端子定义端子1，lP07711定义端子定义端子2。 下标。下标。lP0771 =21 实际频率；实际频率；lP0771 =25；实际输出电压；实际输出

12、电压；lP0771 =26；实际直流回路电压；实际直流回路电压；lP0771 =27 实际输出电流。实际输出电流。lP0776 定义输出是电流还是电压：定义输出是电流还是电压：lP0776 =0，输出电压；，输出电压；lP0776 =1，输出电流。，输出电流。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l下标参数的设置方法是西门子变频器使用的一个难点，以下标参数的设置方法是西门子变频器使用的一个难点，以P0771参数为例：参数为例：l如选定端子如选定端子1指示频率，端子指示频率，端子2指示输出电压。指

13、示输出电压。l第一次预置：第一次预置：P0771in000 21（端子（端子1指示频率）指示频率）l第二次预置：第二次预置：P0771in001 25（端子（端子2指示输出电压）指示输出电压） 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l例例4：富士变频器：富士变频器l富士变频器模拟富士变频器模拟l端子的指示量：端子的指示量：l由由F31设置指示设置指示l量。由量。由F30设置设置l指示模拟量的比率。指示模拟量的比率。l如：如：F31=0，l指示输出频率。指示输出频率。 北京精诚智和教育公司北京精诚智

14、和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l灵活应用举例：灵活应用举例：l用频率指示端子来控制下一台电动机的转速。用频率指示端子来控制下一台电动机的转速。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论 （2） 数字输出数字输出指示指示端子端子 用于指示变频器的开关量用于指示变频器的开关量。只有。只有“有有”和和“没有没有”两种状态。用两种状态。用于监视变频器所处的某种工作状于监视变频器所处的某种工作状态。分为集电极开路输出指示端态。分为集电

15、极开路输出指示端子子 和继电器输出报警端子两类。和继电器输出报警端子两类。 1）继电器输出）继电器输出 输出端输出端串联联接串联联接负载和交流电源负载和交流电源 2）开路集电极输出）开路集电极输出 输出端输出端串联联接串联联接负载和直流电源负载和直流电源直流电源要注意直流电源要注意正负极性正负极性。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论例例5：富士变频器数字输出指示端子功能应用：富士变频器数字输出指示端子功能应用富士变频器数字指示端子共富士变频器数字指示端子共5个，用个，用Y1Y5表示，用表示，

16、用E20E24参数选择，参数选择，E20定义定义Y1，E21定义定义Y2，例如：例如：E20=0，Y1端子指示变频器正在运行中。端子指示变频器正在运行中。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l灵活应用：灵活应用：同步控制 抱闸信号 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论例例6 综合应用综合应用该图为综合应用端子连接图。该图为综合应用端子连接图。继电器接点输出报警端子继电器接点输出报警端子作为变频器

17、报警应用。作为变频器报警应用。集电极开路输出端子集电极开路输出端子作为作为“运行中运行中”指示。指示。 模拟输出指示端子模拟输出指示端子用于指示用于指示“输出频率输出频率”。输入控制端子输入控制端子模拟电压端子用于速度控制，模拟电压端子用于速度控制，数字端子用于运行控制数字端子用于运行控制 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l1.1.3 通讯控制通讯控制l通讯控制是通过变频器的通讯接口，来进行控制。通讯控制是通过变频器的通讯接口，来进行控制。l1.首先要建立通讯协议首先要建立通讯协议l1）硬件

18、协议）硬件协议l2）软件协议）软件协议l2.上位机、下位机上位机、下位机lPC机机 PLC 变频器变频器lPC机：上位机，发布命令，检查工作情况机：上位机，发布命令，检查工作情况lPLC：具体实施：具体实施PC机的命令要求，将变频器的工作状态进行汇报。机的命令要求，将变频器的工作状态进行汇报。l变频器：受控电器，按着变频器：受控电器，按着PLC发出的具体控制信号进行工作，发出的具体控制信号进行工作，PLC有有什么要求，变频器就怎么做。什么要求，变频器就怎么做。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概

19、论l1.2 主电路端子主电路端子1.2.1主电路端子连接要求主电路端子连接要求1. RST端子端子通过隔离开关、接触器、通过隔离开关、接触器、交流电抗器、电磁滤波器交流电抗器、电磁滤波器接到交流电源上。接到交流电源上。2. UVW端子端子通过交流电抗器、电磁滤通过交流电抗器、电磁滤波器和电缆连接到电动机波器和电缆连接到电动机 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论图中，滤波器是消除零序干扰的重要器件，在有些场合起着图中，滤波器是消除零序干扰的重要器件，在有些场合起着重要的作用。重要的作用。 北京精

20、诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l3. 输出电缆有长度要求，当达到输出电缆有长度要求，当达到100m以上时，有些变频以上时，有些变频器会出现接地报警跳闸故障（输出接电抗器可使电缆延长器会出现接地报警跳闸故障（输出接电抗器可使电缆延长, l因为因为 ， ，当，当f下降，下降，XC下降，下降，IC下降）下降）. fcXC21CCCXUI变频器变频器 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l4. 制动电阻和

21、直流电抗器制动电阻和直流电抗器l1）制动电阻）制动电阻l该电阻只有在出现回馈电能的场合才安装，没有回馈电能该电阻只有在出现回馈电能的场合才安装，没有回馈电能的场合不必安装。不安装时端口开路。的场合不必安装。不安装时端口开路。l2）直流电抗器）直流电抗器l该器件是为了提高电路的滤波效果、提高功率因数、减小该器件是为了提高电路的滤波效果、提高功率因数、减小干扰而加入的。在中功率以上的变频器采用。有些变频器干扰而加入的。在中功率以上的变频器采用。有些变频器已内置（如已内置（如ABB，该端口不用时利用短路片短路。，该端口不用时利用短路片短路。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培

22、训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l1.3 电动机电动机工作特性工作特性l1.3.1 电动机的电动状态电动机的电动状态l1. 旋转磁场旋转磁场 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l2. 旋转磁场的转速旋转磁场的转速l旋转磁场的转速和磁极的对数有关，异步电动机有旋转磁场的转速和磁极的对数有关，异步电动机有2极、极、4极、极、6极、极、8极、极、10极等，每极等，每2极为一对，极为一对，4极极=2对、对、6极极=3对、对、8极极=4对、对、10极极 =5

23、对等。磁场转速表达式为对等。磁场转速表达式为l式中，式中， f1电源频率，单位电源频率，单位Hz； P 磁极对数，磁极对数，P=1,2,3 ；n1旋转磁场的转速旋转磁场的转速 ，单位单位r/min。l2极，极， n1=3000 r/min；4极，极， n1=1500 r/min；l6极，极， n1=1000 r/min；10极，极， n1=600 r/min；pfn1160 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l1.3.2 异步电动机的工作原理异步电动机的工作原理l变频器拖动的是电动机，电动机流

24、过什么电流，变频器就输出什么电变频器拖动的是电动机，电动机流过什么电流，变频器就输出什么电流，所以必须分析电动机的电流情况。流，所以必须分析电动机的电流情况。l1. 旋转磁场与转速差旋转磁场与转速差l转速差为：转速差为：n= n1 nlnI 2F(T)lI2转子电流转子电流lT转子转矩转子转矩l由于由于I2是来自定子电流是来自定子电流I1，电动机电动机l负载转矩负载转矩TL就是就是转子转矩转子转矩T，故有故有ln I1 TL l上式就是我们在工程上常见的一种现象。上式就是我们在工程上常见的一种现象。 n是变频器应用中很重要是变频器应用中很重要的基本概念。的基本概念。 北京精诚智和教育公司北京精

25、诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l2.变频器额定转速差和额定输出转矩的关系变频器额定转速差和额定输出转矩的关系l将转速差将转速差n换算为转差频率换算为转差频率f。根据公式根据公式n1=60f1/P， n=60f/Pl l上述上述4极电动机的额定极电动机的额定n 为：为：1500-1450=50r/min，额定，额定f 为为l f=502/60=1.67Hzl根据电动机原理，当转速差为额定值时，转子有额定转矩，根据电动机原理，当转速差为额定值时，转子有额定转矩，即变频器即变频器l输出频率为输出频率为1.67Hz时，转子

26、就有额定转矩。时，转子就有额定转矩。l考虑到低速时定子电阻的影响，转子的转矩比计算值稍微小一点。考虑到低速时定子电阻的影响，转子的转矩比计算值稍微小一点。pfpfn60601fffnp160整理：60npf有： 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l1.3.3 n（f ）概念在分析变频器运行中的应用）概念在分析变频器运行中的应用l1. 电动机起动过程分析电动机起动过程分析l因为电动机突然加上较高频率，会使因为电动机突然加上较高频率，会使n很大造成过流，所以变频器很大造成过流，所以变频器l是从是从

27、0速起动。速起动。l当电动机从当电动机从0速起动时，速起动时，n1上升到额定上升到额定n时，电动机具有额定转矩，时，电动机具有额定转矩，l转子在额定转矩的作用下随着变频器的输出频率逐渐上升，直到电动转子在额定转矩的作用下随着变频器的输出频率逐渐上升，直到电动l机达到正常转速。机达到正常转速。l因为电动机的因为电动机的n和和I1以及以及TL存在正比关系，解决了变频器恒流启存在正比关系，解决了变频器恒流启l动问题。动问题。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l2. 负载短路过流情分析负载短路过流情

28、分析l当电动机短路，负载变为电阻性，一是阻值很小，二是当电动机短路，负载变为电阻性，一是阻值很小，二是没有了电动机没有了电动机起动的电磁感应过程起动的电磁感应过程，也就没有了电动机，也就没有了电动机n 的上升过程，的上升过程，变频器一变频器一给电就过流给电就过流，这种过流极易造成变频器开关模块的损坏。，这种过流极易造成变频器开关模块的损坏。l变频器起动时有变频器起动时有n 的上升过程和没有的上升过程和没有n 的上升过程，是分析电动机的上升过程，是分析电动机正常启动过流还是短路过流的依据。正常启动过流还是短路过流的依据。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动

29、化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l3.过流分析过流分析l当变频器工作中负载加重，当变频器工作中负载加重， n增大，定子电流增大，定子电流I1增大，增大，当电流达到变频器的过载电流，变频器跳闸。当电流达到变频器的过载电流，变频器跳闸。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l3. n 用于抱闸频率的计算分析用于抱闸频率的计算分析l1）具有机械抱闸的系统，具有机械抱闸的系统， n是变频器松闸或抱闸的计算频率（根是变频器松闸或抱闸的计算频率（根l据该计算频率，适当增加）据该

30、计算频率，适当增加）l例：翻车机抱闸时间长引起过流例：翻车机抱闸时间长引起过流l变频器：变频器：AB：110KW，l额定电流额定电流220A。l电动机：电动机：236KW，l额定电流：额定电流：160A。l抱闸电流达抱闸电流达340A，严重，严重l过流，造成变频器过热过流，造成变频器过热l损坏。损坏。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l2）抱闸频率换算）抱闸频率换算l将将n换算为变频器的输出频率换算为变频器的输出频率fl该电动机为该电动机为10极：极：n1=600r/min，n=590r/m

31、in，l n=600r/min - 590r/min=10r/minl f=105/60=0.83Hzl当变频器输出频率为当变频器输出频率为0.83Hz时，此时该电动机有额定转矩时，此时该电动机有额定转矩TN，抱闸系统应该马上松闸。，抱闸系统应该马上松闸。l因为因为该翻车机松闸是液压控制，时间上严重滞后，造成变该翻车机松闸是液压控制，时间上严重滞后，造成变频器起动严重过流。频器起动严重过流。l该变频器正常工作电流才该变频器正常工作电流才80A，但过流值达，但过流值达340A。l3）问题解决）问题解决 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:

32、/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l 延长加速时间延长加速时间l因为抱闸是由因为抱闸是由PLC控制，液压油缸抱闸，控制，液压油缸抱闸，l延迟时间太长，延长加速时间效果不佳。延迟时间太长，延长加速时间效果不佳。l 改造抱闸机构改造抱闸机构l结构位置限制，难以实现。结构位置限制，难以实现。l 分析限流功能分析限流功能l该变频器起用了限流功能，当电流达到设定的该变频器起用了限流功能，当电流达到设定的l限流值限流值340A，变频器的频率不再上升，当松闸，变频器的频率不再上升，当松闸l后，频率才继续上升。后，频率才继续上升。l将变频器的限流值改设为将变频器的限流值改设为220A，试机正常，调整成

33、功。，试机正常，调整成功。l变频器限流功能参数的使用：当设置了限流功能，变频器的输出电流变频器限流功能参数的使用：当设置了限流功能，变频器的输出电流达到了设定值，输出频率就不在上升，使电流停止在设定值。防止变达到了设定值，输出频率就不在上升，使电流停止在设定值。防止变频器频繁跳过流。频器频繁跳过流。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l1.3.4 电动机的发电效应电动机的发电效应l电动电动状态和状态和发电发电状态是电动机状态是电动机正常工作正常工作的两个方面，即电动机的两个方面，即电动机4象限

34、象限运行。运行。ln1n，旋转磁场为主动，转子为被动，电动状态；旋转磁场为主动，转子为被动，电动状态；ln1 n, 旋转磁场为被动，转子为主动，发电状态。发电状态是旋转磁场为被动，转子为主动，发电状态。发电状态是负载拉负载拉着转子着转子运行。运行。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l结论结论l电动机的发电效应是分析变频器的回馈制动、过压跳闸的电动机的发电效应是分析变频器的回馈制动、过压跳闸的基础。基础。l我们利用发电效应进行负载的制动，满足工程需要；另一我们利用发电效应进行负载的制动，满足工

35、程需要；另一方面意外出现发电效应变频器会过压跳闸。方面意外出现发电效应变频器会过压跳闸。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l1. 电动机产生发电效应的场合：电动机产生发电效应的场合：l1）停机降速时，）停机降速时， 当停机设置了频率下降时间，因电动机当停机设置了频率下降时间，因电动机的惯性大，转速高于了变频器的输出频率，电动机变为发的惯性大，转速高于了变频器的输出频率，电动机变为发电机。电机。l例：风机停机过流跳闸因停机时设置了较短的频率下降时例：风机停机过流跳闸因停机时设置了较短的频率下降

36、时间，造成电动机出现发电效应。间，造成电动机出现发电效应。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l2）起重设备重物下降时）起重设备重物下降时，重物拉着电动机转动，为了给，重物拉着电动机转动，为了给电动机一个制动力矩，变频器输出频率低于电动机的转速，电动机一个制动力矩，变频器输出频率低于电动机的转速，使电动机发电，发出的电能被制动电阻所消耗，电动机保使电动机发电，发出的电能被制动电阻所消耗，电动机保持匀速下降。持匀速下降。l例：电梯、绞车、起重机、矿井提升机等。例：电梯、绞车、起重机、矿井提升机等

37、。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l3）正常工作中，正常工作中，不规则的反冲击负载不规则的反冲击负载造成电动机快转，造成电动机快转，产生发电效应。产生发电效应。l例：冲床、惯性轮负载、偏心负载例：冲床、惯性轮负载、偏心负载l4）调速设备中，当调速设备中，当速度下降的过快速度下降的过快，产生发电效应。，产生发电效应。l例：正反转控制降速时、例：正反转控制降速时、PID控制急减速时、矢量控制急控制急减速时、矢量控制急减速时。减速时。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训

38、网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l1.4 变频器和电动机容量的选择变频器和电动机容量的选择l1.4.1 笼型三相感应电动机笼型三相感应电动机 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l该电动机的转子为导条，转子电阻很小，机械特性很硬，该电动机的转子为导条，转子电阻很小，机械特性很硬，当负载变化时，电动机的转速变化很小。广泛应用于当负载变化时，电动机的转速变化很小。广泛应用于各种各种传动中传动中，如果没有特殊要求，变频器传动一般选择笼型转，如果没有特殊要求，

39、变频器传动一般选择笼型转子电动机。下图为子电动机。下图为机械特性，即转速和转矩之间的关系。机械特性，即转速和转矩之间的关系。l特性：特性：l1. 机械特性很硬机械特性很硬l2. 制造简单，结构简单制造简单，结构简单l3.密封工作，使用寿命长。密封工作，使用寿命长。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论1.4.2 绕线式转子电动机绕线式转子电动机 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l电动机特性：电

40、动机特性：l电动机的转子电阻可调，可改变电动机的机械特性。电动机的转子电阻可调，可改变电动机的机械特性。l1）应用场合）应用场合：专用电动机。广泛：专用电动机。广泛l用于用于桥式起重机、卷扬机、龙门桥式起重机、卷扬机、龙门l吊车等吊车等。可得到最大起动转矩、。可得到最大起动转矩、l进行小范围调速；利用进行小范围调速；利用下垂特性下垂特性l平衡多台电动机驱动同一负载的平衡多台电动机驱动同一负载的l输出转矩等。输出转矩等。l2）缺点）缺点：转子电阻消耗大量的电：转子电阻消耗大量的电l能，操作复杂，故障率高。能，操作复杂，故障率高。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国

41、工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论1.4.4 变频器专用电动机变频器专用电动机l1. 变频器在进行变频调速时，电动机的转速有时很低。因变频器在进行变频调速时，电动机的转速有时很低。因为电动机是通过自身风冷散热，低速时因电流不减，发热为电动机是通过自身风冷散热，低速时因电流不减，发热量不减，电动机发热严重（变频器输出频率低于量不减，电动机发热严重（变频器输出频率低于40Hz时，时，电动机散热能力下降一半）。电动机散热能力下降一半）。l2. 由于变频器输出的是由于变频器输出的是PWM波，对电动机的耐压有更高波，对电动机的耐压有更高要求。要求。l3. 变频电动机特

42、点变频电动机特点：采用笼型结构，装有专用轴流风机，：采用笼型结构，装有专用轴流风机，保证电机在不同转速下均有较好的冷却效果保证电机在不同转速下均有较好的冷却效果l电机经过抗环境腐蚀设计能够保持较长寿命。电机经过抗环境腐蚀设计能够保持较长寿命。 l配置深沟槽滚球轴承使得电机寿命大大延长。配置深沟槽滚球轴承使得电机寿命大大延长。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l4）专用电动机选择）专用电动机选择l工作频率高于工作频率高于50Hz，到高达，到高达100Hz。l工作频率低于工作频率低于30Hz以下

43、，严重散热不良时。以下，严重散热不良时。l调速比大于或等于调速比大于或等于10，且频繁变化，且频繁变化。l因传动需要，更适合用专用电动机的场合。因传动需要，更适合用专用电动机的场合。l结论：结论：l1.在变频器应用中，绕线式电动机所有的功能，变频器都在变频器应用中，绕线式电动机所有的功能，变频器都具备，由变频器驱动笼型电动机可以完全取代绕线式电动具备，由变频器驱动笼型电动机可以完全取代绕线式电动机系统。机系统。l2. 普通笼型电动机可以很好的在变频器中应用，在特殊情普通笼型电动机可以很好的在变频器中应用，在特殊情况下可以选择专用电动机。况下可以选择专用电动机。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和

44、教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l1.4.5 变频器容量的选择变频器容量的选择l在变频器的安装、调试或维修过程中，经常会遇到电动机和变频器容在变频器的安装、调试或维修过程中，经常会遇到电动机和变频器容l量的选择问题。量的选择问题。l1. 电动机的机械特性分析电动机的机械特性分析l电动机的机械特性就是电动机的机械特性就是转速和转矩转速和转矩之间的关系。之间的关系。l过载能力：过载能力： TN为额定转矩，为额定转矩，TM为最大转矩，为最大转矩，过载能力定义为：过载能力定义为： = TM / TN 过载能力，过载能力，一般一般取取2.大于大于 ，电动机堵转。根据特性曲线，电动机堵转。根据特性曲线，最大过载电流也为额定电流的最大过载电流也为额定电流的倍倍。 北京精诚智和教育公司北京精诚智和教育公司 中国工业自动化培训网中国工业自动化培训网 Http:/第第1章章 变频器应用概论变频器应用概论l2. 变频器容量的选择变频器容量的