第五章在各类负载中应用_

1、第五章在各类负载中应用第五章变频器在各种负载中的应用 5.1 带式输送机变频调速图 5-1 带式输送机 5.1.1 的负荷特性1. 机械特性和负载图图5-2恒定扭矩载荷及其特性a）带式输送机b）机械特性c）载荷条件2. 负载条件属于连续可变负载，平均负载率（T a = 0.93速度范围nLmax=365r/min。nIMIn = 73r/min（a n = 5） =42变频器的选择1. 逆变器型号阻力系统的载荷要求图5-3驱动系统a）变频调速系统b）机械特性c）动态响应富士 G11系列 变频器的要求。2. 逆变器容量*电机可能短时间过载。 ?将逆变器容量增加了一档。 图 5-4逆变器容量的选择

2、A）拖动系统B）电流曲线3主要功能的预设1. 扭矩提升图 5-5 频率调节电路 （2）预设功能代码功能含义数据代码数据代码含义增加 /减少控制 2， 初始值 =最后设定值 F01 频率设定 9F02操作操作1操作命令F03最高输出频率50Hz F04基本频率50HzF05最高输出电压380V F15上限频率50Hz根据负载操作要求F16下 限频率10 Hz F23启动频率6 Hz因为它是重载启动F24启动频率保 持时间1.0 s F30 FMA端电压调整100%输出电压范围是0 +10 v F31 FMA 端电压功能 选择 0测量输出频率 E01 X1 端子功能选择 6自保 持控制（三线控制）

3、E02 X2端子功能选择17上升命令E03 X3端子功能 选择 18 下降命令 1。 频率给定相关功能 （1）频率调节电路42. 扭矩提升功能图5-6富士变频器的扭矩提升功能a）二次定律特性b）次定律特性c） 恒定扭矩特性功能代码功能含义数据代码数据代码含义 F09 扭矩提 升1 16.0恒定扭矩特性。电梯是 8% 3。加速和减速时间功能代码 F07 F08图5-7预设a）加速时间b）主电路连接c）减速时间功能表示加速时 间1 减速时间 1 数据代码 20 20数据代码表示加速时间 20秒减速时 间 20 秒 54.预设保护功能图5-8富士变频器过载保护a）工作电流与输出频率之间的关系b）逆时

4、 限曲线功能意义功能代码 F10电子热继电器F14 h13 h14 h15 h16 h05 数据代码1 2 70%工作电流设定值5min加热时间常数4瞬时断电重启 10s瞬时断电等在等待瞬时断电后，频率下降率为5 Hz/s,瞬时断电后，DC电压下限为400V。停电后，操作指令保持时间为20 s,自动 复位次数为2 s，自动复位间隔时间数据码含义适用于通用电机，电 流取值比 im/if = 150% 时的操作时间适用于变频专用电机。从断电时的频率开始，搜索下降速率太快。低于 400 v 的过压很容易再生，超 过保持时间后不能重启，重启和跳闸后可以自动复位两次。65.2 提升机的变频调速5.2.1

5、 重力荷载及其特性1. 重力负荷特性图5-9电机状态a)重量下降b)拖动系统状态2。重力负荷四象限运行(1) 重量上升图 5-10 工作点 A) 重负荷上升 B) 重负荷上升时的工作点 7(2) 空吊钩 (包括轻载 ) 下降图5-11空钩下降时的工作点a)空钩下降b)工作点(3) 重负荷下降图 5-12 工作点 A) 重载下降 B) 工作点 2。逆变器选择 (1) 型号* 具有四象限运行特性。采用.无反馈矢量控制方式，选用三菱FR-540A系列变频器。容量* PMN = 11 千瓦；IMN=24.6A 锡二 23.6 千伏安(15 千瓦);输入=31A 85.2.2 变频调速的特点1. 电机和

6、逆变器的连接图 5-13 电机和逆变器的连接2. 功能预设功能代码功能名称数据代码数据代码含义50Hz Pr.1 上限频率OHz Pr.2下限频率50Hz即基本频率Pr.3基础频率5s Pr.7加速时 间5s Pr.8减速时间Pr.19基础频率电压380V 3 Pr.65重试选项仅在过流或过压跳闸 2 P r. 67重试次数允许重试 2 次时才允许重合闸，即自动重合闸2 1s Pr.68重试等待时间93. 电机参数的自行确定 (1)预设相关功能代码、功能名称数据代码、11kW Pr.80电机容量、6 Pr.81电机极数、3 Pr.71电机28A Pr.9电子过 流保护、380vppr.83电机

7、额定电压、50Hz Pr.84电机额定频率、1 Pr.95 自动调整设置这两个功能是根据 /状态数据代码的含义预设的，并选 择矢量控制模式。非三菱标准电机不旋转，并自动测量(2)变频器通电 当变频器通电时，电磁制动器不通电，以保持电机轴牢牢固定。(3) 转换模式 逆变器从编程模式切换到运行模式。(4) 启“动”电机对于面板操作， 按 FWD 键或 REV 键；对于外部终端操作， 打开 STF 终端或 STR 终端。(5) 自动测量完成上述操作状态保持约25s，当显示屏显示“ 3或 “ 103时，自动测量结 束。对于面板操作，连接停止键。对于外部终端操作，断开 STF 终 端或 STR 终端。1

8、0提升装置的防滑钩1. 电磁制动器的连接图5-14电磁制动器的连接A）工频运行B）变频运行2。提升机变频控 制电路图5-15电梯变频控制电路a）控制电路b）操作板113. 变频运行时的防滑挂钩方法图 5-16 功能名称 Pr.60程序制动模式 pr . 13 pr . 190 pr . 278 pr . 279 pr .280 pr . 281 pr . 282 pr . 283数据代码数据代码表示 8 程序制动模式对 逆变器控制有效。 制动器无动作完成信号 fS 启动频率 20 运行端子功 能在1 Hz图表中电磁制动器通电命令fSD制动器打开频率在3 Hz图 表中 IBS 制动器打开电流在

9、110%图表中（110%电机额定电流 ）打开电 流检测在0.3s图表中tSC（发送制动器通电信号）时间制动器释放在 0.3s图表中tSD（输入输出频率开始上升）到时间6 Hz fBS（电磁制动器 断电）制动器操作频率制动器保持tBB（输出频率降至0 Hz）到时间12 在0.3s图表中3. 紧急措施示例（1）制动装置损坏的应急措施图 5-17 损坏制动装置的应急措施（2）变频器跳闸时的防滑钩图5-18变频器跳闸时的应急措施 A）应急措施示意图B）接触器电路休15分钟的兴趣14 5.3绕线机的变频调速图 5-19绕线机示意图 绕线机的特点1.机械特性图5-20恒定功率负载及其特性a）小绕组直径b）

10、大绕组直径c）最大绕 组直径 15绕线机变频调速的关键 1。主要矛盾图 5-21额外频率下的卷带器2. 解决方法图5-22增加的频带卷绕器a）最高频率100赫兹b）最高频率150赫兹 c）最高频率180赫兹16绕线机变频调速的要点1. 例子 一种塑料薄膜绕线机电影数据:Dmin=0.1米；Dmax = 1米最大张力：fmax = 200n m电机数据:3.0千瓦，960转/分，7.2A传动比：入二10电机额定扭矩:TMN二=9550PMN9550? 3=29.8 牛米960nMN 变频器的选择蓝森SB70系列64千伏安，9.7A, 4千瓦电机2. 变频调速电路 （闭环控制 ）图 5-23 绕组

11、的闭环控制173. 功能预设功能代码功能名称数据代码数据代码含义1 F0-02 运行命令通道外部终端控制 150 Hz F0-06 最大频率 150 Hz F0-07 上限频率 0 Hz F0-08 下限频率 1 F0-09 方向锁定正 0 F0-12 控制模式无 PG V/ F 控制模式 3 f1-00 加速时间 13 f1-01 减速时间 1f2-00 v/ F 曲线选择线 性 3F2-01 扭矩提升， 手动提升 +自动提升 10% F2-02 手动提升幅度 30Hz F2-03 手动提升截止点 2F2-10 AVR 功能无效减速时 50Hz F2-12 基本频率 380 V F2-13

12、最大输出电压 1F7-00 PID 功能选择过程 PID 控 制 1 F7-01 给定通道选择给定信号输入 1 F7-02 反馈通道选择反馈信 号输入10 F7-05比例增益1 20 s F7-06积分时间10 F7-17 PID调节特 性正效应 （负反馈 ） 22 fa-00 电机参数自校正空载旋转自校正 3 kwfa-01 电机额定功率 6 FA-02 电机极数 FA-03 电机额定电流 7.2 A 50 Hz FA-04 电机额定频率 960 转 /分钟 FA-05 电机额定速度 380 伏 FA-06 电机额定电压电机参数自校正方法 :电机与负载断开，在运行模式下， 按下操作键。 测量

13、后自动关机。185.4 车床变频调速5.4.1 车床形状和特性 1 。主要特征图5-24车床轮廓和特征A）车床轮廓B）车床机械特征2。例子意大利 SAG 精密车床的基本数据如下 :（1）主轴转速分为八档 :75、 120、200、300、500、800、 1200 和 2000 转/分；(2) 电机额定数据22千瓦，5A ,1420转/分。(3) 车床的计算转速 :根据机械工程师提供的数据，计算转速为 : nD=300 r/min也就是说，nL< 300 r/mi n是恒定扭矩区；NL> 500转/分是恒功率区。(4) 每个速度下的负载扭矩如果负载的实际功率计算为2kW，则各档速度

14、下的负载扭矩计算结果如表 6-21 所示。表 6-21 负载扭矩 1 2 3 4 5 6 7 8 级 75 120 200 300 500 800 1200 2000 速度(r/mi n) 64 64 38 24 16扭矩(n m) 64 9.5 (5)不同速度下的电机额定 扭矩nMN=9550PMN9550？2.2 = = 14.6牛米1420nMN 193. 拖曳系统的转换为了便于比较电动机的有效转矩和负载的机械特性, 电动机轴上的转 矩和转速被转换成负载轴。换算公式如下 :(1)转速换算nM '=纳米？ =nL(2)扭矩转换商标'商标入两档传动比方案1. 低速档的传动比

15、(1)决定传动比j 50Hz(142转/分)相当于300转/分入LnMN1420=4.73 300n300取入I二5(2)低速档的速度范围恒转矩转速范围 :NL = 0 300转/分，对应于 FX = 0 50Hz； 恒定功率速度范围 :NL = 300 600转/分，对应于 FX = 50 100赫兹。(3) 低于 50Hz 的扭矩审计TMN = TMN 入=14.6 X5=73 牛米 64牛米高于 50Hz当NL = 500转/分，FX = 83赫兹时，电机的有效转矩为：TME=TMNfMN50 = 14.6 X 8.8N 牛米83fmax转换到负载轴的扭矩为 ：TME = TME 入=8

16、.8 X 5 牛米 38 牛米202.高速档的传动比 ( 1 )决定传动比j 50Hz(142转/分)相当于1000转/分入HAnMN1420=1.42 1000n1000取入h = 1.5(2)高速齿轮的速度范围恒转矩转速范围 :nl = 0 1 000转/分，对应于 FX = 0 50Hz；恒功率速度范围 :NL = 1000 2000转/分，对应于 FX = 50 100 赫兹。 (3)低于 50Hz 的扭矩审计电机有效转矩：tme二入h TMN = 1.5 X 14.6= 21.9nm寸的负载转矩 (24nm)略小于800转/分，高于50赫兹。当 NL = 1200 转/分， FX =

17、 60 赫兹寸，电机的有效转矩为 ：TME=TMNfMN50 = 14.6 X= 12.1N 牛米60fX 转换到负载轴的扭矩为 ：TME = TME 入二 12.1 X 1.5 = 18.15N m > 16N m当 NL = 2000 转/分， fmax = 100 赫兹寸，电机的有效转矩为 ：TME=TMN50 fmn = 14.6 =X7.3N m从 100fmax 转换到负载轴的扭矩为 ：TME = TME 入=7.3 X 1.5=11 牛米> 9.5 牛米3. 每个档位的速度和工作频率1 2 3 4 5 6 7 8 级 75 120 200 300 500 800 12

18、00 2000负载速度 (r/min) 5 传动比(入)1.5 375 600 1000 1500 1200 1800 3000机速度(r/min) 33 5083 40 60 100工作频率 (Hz) 12.5 20 313保护功能预设(1)重合闸功能图5-33西门子变频器重合闸功能 A重 合闸过程B)自动搜索过程(2)相关功能预设功能代码功能名称数据代码数据代码含义 P0640 电 机过载系数 95%，即电流接收比 P 1 200捕获重启 1 搜索 P1 202捕获 来自给定频率的重启电流 110%小于 1 1 0%IMN ，即捕获成功 P1203 捕获重启搜索率100%，每毫秒改变滑动频

19、率2% P1210自动重启5 故障重合闸P1211重启重试次数3允许重合闸3次P1212首次启动时 间 10 秒等待首次重合闸时间滑动频率 fS 的计算 :fS=p？n 60 32恒压供水的过程控制 1。通道选择和信号范围 (1)接线图图 5-34 恒压供水系统接口 (2)目标信号的确定*压力变送器的量程为0 1兆帕，所需供水压力为0.5兆帕二，目标 信号应为 50%。(3)相关功能代码功能名称数据代码数据代码含义P2200允许比例积分微分控制输入1比例积分微分功能有效P2253比 例积分微分设定点信号源755目标信号输入P2264比例积分微分反馈 信号755反馈信号输入p2266反馈信号输入

20、P2266来自AIN2+终端 的反馈信号 60%对应上限压力 (0.60毫安)40%对应下限压力 (0.4兆帕) 和反馈判断如果仪表流程图无效 如果频率增加，反馈信号也会增加，这就是负反馈。如果频率增加， 反馈信号反而减少，那么它就是正反馈。332. PID预设及工况(1)工况示意图图5-35恒压供水工况a)恒压供水系统b)PID 工况(2)相关功能代码功能名称数据代码数据代码含义 P2280 比例增益系 数5比例增益5 P2285比例积分时间10s积分时间10s P2291比例积 分输出上限 10%预设的上限和下限越小，越频繁地切换正和 P2292 比例积分输出下限 -泵减少 10%，越频繁地启动 P2293 比例